第八讲 稳恒电路(8)

《第八讲 稳恒电路(8)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第八讲稳恒电路一、竞赛内容提要：1、欧姆定律，电阻率和温度的关系；2．电功和电功率；3．电阻的串，并联；4．电动势，闭合电路的欧姆定律；5．一段含源电路的欧姆定律；6．电压表、电流表、欧姆表；7．惠斯通电桥，补偿电路；8．欧姆电路的微观解释；9．液体中的电流，法拉弟电解定律；10．气体中的电流，被激放电和自激放电（定性）；11．真空中的电流，示波器；12．半导体的导电性，P型半导体和N型半导体；13．晶体二极管的单向导电性，三极管的放大作用（不要求机理）。二、扩充的知识（一）部分电路的欧姆定律1．电流强度：，I是标量，正电荷定向移动方向规定为I方向。IoU（a）IoU（b）2．电阻

2、定律：R=ρL/s，适用条件：粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液，通常与温度有关。，，分别为0ºC和tºC的电阻率，为电阻率的温度系数，通常t↑→ρ↑（如灯丝，“220V60W”灯泡灯丝的冷电阻只有几十欧，但其工作电阻为807Ω），但半导体和绝缘体当t↑时→ρ↓。有些金属或化合物温度接近0K时，其ρ→0，这种现象叫超导。如图a是灯丝的I－U特性曲线，图b是二极AB管的I－U图线。3.欧姆定律，4.电功和电热（略）例1，电阻丝无限网络如图所示，每一段金属丝电阻均为r，试求A，B两点间的等效电阻RAB。例2．有一个内阻及损耗都不计的直流发电机，其定子的磁场恒定，先把它的一个电枢线圈与

3、R连接，再在电机转子上缠绕足够长的轻绳，绳下端悬挂一质量为m的重物，重物以V1速度匀速下降，现将一个不计内阻，电动势为ε－14－的电源接入电路，悬挂重物不变，最后重物以V2匀速上升，求V2。R↑V2Rm↓V1(a)m(b)ε例3．把一个“10V，2W”的用电器A（纯电阻）接至某一ε、γ不变的电源中去，PA=2W，换上另一个“10V、5W”的用电器B（纯电阻），接到同一电源中去，有无可能PB<2W？若有，求出条件，设R不随t变。R0(a)Rε·rrεR0R(b)例4．求如图(a)、(b)中，R上得到的最大功率。（二）含源电路的欧姆定律：ε1r1IAε2r2BR1．含源电路的欧姆定律。

4、如图，A、B间的电路是一段含源电路，对于含源电路的电源，可分解为两部分：一部分是没有内阻的理想电源，其正极电势比负极高ε，另一部分为内阻r，顺着电流方向电势降低Ir，所以，上图所示电路中电流与电压之间的关系为：将上式变换写成：UA－UB=－ε1+ε2+I(r1+R+r2)ε1r1IAε2r2BR2．闭合电路的欧姆定律，若将上图所示电路中的A、B两点用导线连接，如右图，则UA+ε1－Ir1－IR－ε2－Ir2=UA，即ε1－ε2=I（R+r1+r2），I==,此即全电路的欧姆定律。3．叠加原理－14－，在电路中如果有多个电源存在，则通过电路中任一支路的电流，等于各个电动势单独存在时，

5、通过该支路电流的代数和。ε1r1I1Aε2r2BR2R1I3I2ε3r3R3C4．基尔霍夫方程组：回路电压方程和节点电流定律。对于简单电路，可以用电阻的串、并联公式将其简化成一个无分支的闭合电路，再用闭合电路的欧姆定律可使问题迎刃而解，但对复杂电路，就不能用上述方法求解了，求解复杂电路的基本公式是基尔霍夫定律。（1）基尔霍夫第一定律称节点电流定律：对于电路中任一节点（三条支路以上汇合点），流进节点的电流等于从节点中流出的电流。对于电路中每一个节点，都可列一个电流方程，但当电路中有n个节点时只有n－1个节点方程是独立的。（2）基尔霍夫第二定律称回路电压方程，对于电路中任一闭合回路，从

6、该回路任一点出发，沿着回路再回至该点，电势的升降总和为零。例5．求如图电路中的UA－UB,UA－UC，UB－UC。C1C2BDR1R2ACK2εK1例6．如图所示电路中C1=4.7×10－3F，C2=9.4×10－3F，R1=5KΩ，R2=1KΩ，ε=6V，内阻不计，先合上K1，经一段时间后再合上K2，在合上K2过程，通过K2的电量为多少？R3R2ARRCε2ε1B例7．如图所示电路，电源内阻不计，当电动势ε1减小1.5V以后（1），怎样改变电动势ε2，使流经电池ε1的电流强度与ε1改变前流经ε1的电流强度相同（2）使流经ε2的电流强度与ε1改变前流经ε2的电流相同。－14－ε2ε

7、1R3R2R1I1I2I312例8．如图，已知，求各支路的电流。（三）电表的改装rgIgR1R2I1I2G一般电表的表头只能用于测量微弱的电流（几十μA～几mA），在实际使用中可将表头改装成不同用途的电表。1．将表头改装成电流表，如图，在表头两端并入几个分流电阻，可改装成不同量程的安培表。如接在OI1间，则V1V2GR1R2（I1－Ig）R1=Ig(rg+R2)≈Igrg，由此可确定R1的大小，例如，I1=nIg，则R1=rg/(n－1)，∵(I2－Ig)(R1+R2