闭合电路(电荷沿电路绕一周后归位的电路)
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更新时间:2023-07-10
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闭合电路是指电荷沿电路绕一周后可回到原位置的电路,它由电源、用电器、导线和开关组成。闭合电路中的总电流是由电源和电路电阻决定,对一定的电源,r视为不变,因此,的变化总是由外电路的电阻变化引起的。因此,闭合电路是由电源和电路电阻决定的,而的变化总是由外电路的电阻变化引起的。 答案:闭合电路是由电源和电路电阻决定的,而的变化总是由外电路的电阻变化引起的。闭合电路
电荷沿电路绕一周后归位的电路
闭合电路是指电荷沿电路绕一周后可回到原位置的电路。一个简单的闭合电路由电源、用电器、导线和开关组成。闭合电路中的总电流是由电源和电路电阻决定,对一定的电源,,r视为不变,因此,的变化总是由外电路的电阻变化引起的。
概述
物理公式
基本规律
1、电动势:电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量。要注意理解:(1)是由电源本身所决定的,跟外电路的情况无关。(2)物理意义:电动势在数值上等于电路中通过1库仑电量时电源所提供的电能或理解为在把1 库仑正电荷从负极(经电源内部)搬送到正极的过程中,非静电力所做的功。(3)注意区别电动势和电压的概念。电动势是描述其他形式的能转化成电能的物理量,是反映非静电力做功的特性。电压是描述电能转化为其他形式的能的物理量,是反映电场力做功的特性。
(1)意义:描述了包括电源在内的全电路中,电流强度与电动势及电路总电阻之间的关系。
(2)公式:;常用表达式还有:。
外电阻R 总电流内电压路端电压
增大减小减小增大
(断路)OO等于
减小增大增大减小
(短路)(短路电流)
闭合电路中的总电流是由电源和电路电阻决定,对一定的电源,,r视为不变,因此,的变化总是由外电路的电阻变化引起的。根据,画出U--R图像,能清楚看出路端电压随外电阻变化的情形。
还可将路端电压表达为,以,r为参量,画出U--I图像。
4、在电源负载为纯电阻时,电源的输出功率与外电路电阻的关系是:
。由此式可以看出:当外电阻等于内电阻,即R = r时,电源的输出功率最大,最大输出功率为,电源输出功率与外电阻的关系可用P--R图像表示。
电源输出功率与电路总电流的关系是:
。显然,当时,电源输出功率最大,且最大输出功率为:。P--I图像如图所示。
选择路端电压为自变量,电源输出功率与路端电压的关系是:
显然,当时,。P--U图像如图所示。
综上所述,恒定电源输出最大功率的三个等效条件是:(1)外电阻等于内电阻,即。(2)路端电压等于电源电动势的一半,即。(3)输出电流等于短路电流的一半,即。除去最大输出功率外,同一个输出功率值对应着两种负载的情况。一种情况是负载电阻大于内电阻,另一种情况是负载电阻小于内电阻。显然,负载电阻小于内电阻时,电路中的能量主要消耗在内电阻上,输出的能量小于内电阻上消耗的能量,电源的电能利用效率低,电源因发热容易烧坏,实际应用中应该避免。
5、同种电池的串联:
n个相同的电池同向串联时,设每个电池的电动势为,内电阻为r,则串联电池组的总电动势,总内电阻,这样闭合电路欧姆定律可表示为,串联电池组可以提高输出的电压,但应注意电流不要超过每个电池能承受的最大电流。
6、电阻的测量:
两种接法都有系统误差,测量值与真实值的关系为:当采用安培表内接电路(甲)时,由于安培表内阻的分压作用,电阻的测量值;当采用安培表外接电路(乙)时,由于伏特表的内阻有分流作用,电阻的测量值,可以看出:当和时,电阻的测量值认为是真实值,即系统误差可以忽略不计。所以为了确定实验电路,一般有两种方法:一是比值法,若时,通常认为待测电阻的阻值较大,安培表的分压作用可忽略,应采用安培表内接电路;若时,通常认为待测电阻的阻值较小,伏特表的分流作用可忽略,应采用安培表外接电路。若时,两种电路可任意选择,这种情况下的电阻叫临界电阻,,待测电阻和比较:若>时,则待测电阻阻值较大;若<时,则待测电阻的阻值较小。>
二是试接法:在、未知时,若要确定实验电路,可以采用试接法,如图所示:如先采用安培表外接电路,然后将接头P由a点改接到b点,同时观察安培表与伏特表的变化情况。若安培表示数变化比较显着,表明伏特表分流作用较大,安培表分压作用较小,待测电阻阻值较大,应采用安培表内接电路。若伏特表示数变化比较显着,表明安培表分压作用较大,伏特表分流作用较小,待测电阻阻值较小,应采用安培表外接电路。
a.欧姆表的三个基准点。
如图,虚线框内为欧姆表原理图。欧姆表的总电阻,待测电阻为,则
c.欧姆表的刻度不均匀,在“”附近,刻度线太密,在“0”附近,刻度线太稀,在“”附近,刻度线疏密道中,所以为了减少读数误差,可以通过换欧姆倍率档,尽可能使指针停在中值电阻两次附近范围内。由于待测电阻虽未知,但为定值,故让指针偏转太小变到指在中值电阻两侧附近,就得调至欧姆低倍率档。反之指针偏角由太大变到指在中值电阻两侧附近,就得调至欧姆高倍率档。
(3)用安培表和伏特表测定电池的电动势和内电阻。
如图所示电路,用伏特表测出路端电压,同时用安培表测出路端电压时流过电流的电流I1;改变电路中的可变电阻,测出第二组数据;根据闭合电路欧姆定律,列方程组:解之,求得