2.1 闭合欧姆定律

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1、2.1　闭合欧姆定律　　一、电动势　　电动势的大小等于电源力(非静电力)把单位正电荷从电源的负极，经过电源内部移到电源正极所做的功。如设W为电源中非静电力把正电荷量q从负极经过电源内部移送到电源正极所做的功，则电动势大小为　　电动势的方向规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的正极，即与电源两端电压的方向相反。　　　　动画　　[电动势]　　二、闭合电路的欧姆定律　　图中表示电源的内部电阻，R表示电源外部连接的电阻(负载)。闭合电路欧姆定律的数学表达式为　图2-1　　三、端电压　　加在外电路两端的电压称

2、为端电压，端电压将随外电路的电阻而改变。电源端电压随负载电流变化的规律叫做电源的外特性。　　外电路两端电压，显然，负载电阻R值越大，其两端电压U也越大；当时(相当于开路)，则U=E；当时(相当于短路)，则U=0，此时一般情况下的电流()很大，电源容易烧毁。　　四、电源向负载输出的功率木渎第二高级中学肖建华　　容易证明：在电源电动势E及其内阻保持不变时，负载R获得最大功率的条件是R=，此时负载的最大功率　　电源输出的最大功率是图2-2 动画　［负载的功率］2.2　电池组　　一、电池的串联　　如图2-3所

3、示串联电池组，每个电池的电动势均为E、内阻均为。　　如果有n个相同的电池相串联，那么整个串联电池组的电动势与等效内阻分别为　　　图2-3　，　　　串联电池组的电动势是单个电池电动势的n倍，额定电流相同。　　二、电池的并联　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　如图2-4所示并联电池组，每个电池的电动势均为E、内阻均为。　　　　　　　　　　　　　　　木渎第二高级中学肖建华图2-4　　如果有n个相同的电池相并联，那么整个并联电池组的电动势与等效内阻分别为　　　　　　，　　并联电池组的额定电流是单个电池

4、额定电流的n倍，电动势相同。2.3　电阻的串联　　串联电路　　串联电路如图2-5所示。设总电压为U、电流为I、总功率为P。　　1．等效电阻：　　2．分压关系：　　3．功率分配： 图2-5　　　　　　　　　　动画　［电压表量程扩大］ 2.4　电阻的串联　　并联电路　　设总电流为I、电压为U、总功率为P。　　1．等效电导:　　　　　　　　　　　即　　图2-6　　2．分流关系：木渎第二高级中学肖建华　　3．功率分配：　　　　　特例：两只电阻、并联时，等效电阻　　　　则有分流公式 动画　［电流表量程扩大］2.

5、5　电阻的混联　　电阻的混联　　在电阻电路中，既有电阻的串联关系又有电阻的并联关系，称为电阻混联。对混联电路的分析和计算大体上可分为以下几个步骤：　　1．首先整理清楚电路中电阻串、并联关系，必要时重新画出串、并联关系明确的电路图；　　2．利用串、并联等效电阻公式计算出电路中总的等效电阻；　　3．利用已知条件进行计算，确定电路的总电压与总电流；　　4．根据电阻分压关系和分流关系，逐步推算出各支路的电流或电压。2.6　万用表在基本原理　　一、表头　　万用表的表头是进行各种测量的公用部分。表头内部有一个可动

6、的线圈(叫做动圈)，它的电阻称为表头的内阻。动圈处于永久磁铁的磁场中，当动圈通有电流之后会受到磁场力的作用而发生偏转。固定在动圈上的指针随着动圈一起偏转的角度，与动圈中的电流成正比。当指针指示到表盘刻度的满标度时，动圈中所通过的电流称为满偏电流。与是表头的两个主要参数。　　二、直流电压的测量　　将表头串联一只分压电阻R，即构成一个简单的直流电压表，如图2-7所示。　　木渎第二高级中学肖建华图2-7　　测量时将电压表并联在被测电压的两端，通过表头的电流与被测电压成正比　　　　在万用表中，用转换开关分别将

7、不同数值的分压电阻与表头串联，即可得到几个不同的电压量程。　　三、交流电压的测量　　与直流电压表不同，交流电压表增加了一个与表头串联和并联的二极管，如图2-8所示被测的交流电压经分压电阻分压，这样虽然被测电压是交流电压，但通过表头的却是单方向的电流，使指针所偏转的角度基本上与被测的交流电压成正比，从而测出被测的电压值。　　图2-8　　四、直流电流的测量　　将表头并联一只分流电阻R，即构成一个最简单的直流电流表。　　设被测电流为，则通过表头的电流与被测电流成正比，即　　　分流电阻R由电流表的量程和表头参

8、数确定　　实际万用表是利用转换开关将电流表制成多量程的，如图2-9所示。　木渎第二高级中学肖建华图2-9　　五、电阻的测量　　万用表测量电阻(即欧姆表)的电路如图2-10所示。　　可变电阻R叫做调零电阻，当红、黑表笔相接时(相当于被测电阻=0)，调节R的阻值使指针指到表头的满刻度，即　　　　　　　　　　　　　　万用表电阻挡的零点在表头的满度位置上。而电阻无穷大时(即红、黑表笔间开路)指针在表头的零度位置上。　　当红、黑表笔间接被测电阻时，通过表头的电流为