大学物理7.5闭合电路欧姆定律_第1页
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文档简介

一、电源,如果要在导体中形成稳恒电流，必须在其中维持不随时间变化的电场，也就是在导体的两端维持恒定的电势差，产生和维持这个电势差的装置称为电源。,电路接通后，正电荷从电势较高的正极经外电路向电势较低的负极移动，到达负极后与负极上的负电荷中和。因此，正、负极上的正、负电荷同时减少。,电源的作用就是将到达负极的正电荷送回正极。电源能够提供某种与静电力本质上不同的非静电力，将正电荷从负极送到正极，维持正、负极间有一定的电压，从而维持电路中的电流。,非静电力将正电荷从负极经电源内部移送到正极所做的功W与被移送电荷的电量q的比值。,二、电动势,表示电源转换能量的本领,为了定量描述电源内非静电力作功的本领需引入：,电源的电动势由电源本身决定，与外电路无关。,在电源内部把单位正电荷从负极移送到正极时非静电力所做的功。,由电源的负极经电源内部到正极(即电势升高的方向),数值,方向,标量,单位,三、闭合电路欧姆定律的表述,闭合电路,内电路,外电路,外电阻R,内电阻r,电流I，时间t内，通过电路任意横截面的电量,这段时间内电源所做的功,若内、外电路是纯电阻电路，则这些电能全部转化为热能。根据能量守恒定律有,所以,即,闭合电路中的电流与电源的电动势成正比，与电路的总电阻成反比。,闭合电路欧姆定律,外电压（路端电压）,内电压,表明，电源的电动势等于内外电压之和。,四、路端电压与负载的关系,外电路两端的电压,按图中的电路进行演示：,R增大，电流减小，路端电压增大,R减小，电流增大，路端电压减小,负载,路端电压,电路中，消耗电能的元件,电流随负载的增大而减小，路端电压随负载电阻的增大而增大。,外电路断开，即开路时，,特例,路端电压=电源电动势,电源内阻很小，短路时电流很大，可能将电源烧毁。应在电路中安装保险器（熔断器）。不可将导线、电流表（内阻很小）直接接到电源上。,因电压表内阻很大，故电压表直接接到电源的两极所测得的电压，近似等于电源电动势。,外电路两端的电压,两端同乘以I，得,五、电源的输出功率,电源总功率,电源向负载输出的功率,内电路消耗的功率,功率形式的能量守恒定律,若负载为纯电阻，有,其中,或,表明，当R=r时，电源供给负载的功率最大，这时称负载与电源匹配。,输出功率与负载电阻的变化关系,解,设电源电动势为E，内电阻为r，电流表内阻可以不计。,所以，电源的内电阻,答：电源的电动势和内阻分别为2V和0.1。,消去E可得,例题2已知电源电动势是1.5V，内阻是0.2，如果把它与电阻为2.8的外电路连接起来，求：电路中的电流和路端电压各是多少？电源输出的功率是多少？,解：,根据闭合电路欧姆定律,电路中的电流,路端电压,电源输出功率为,答：电路中的电流是0.5A，路端电压是1.4V；电源输出功率为0.7W。,选择进入下一节：,7-
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