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时间:2019-10-10
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1、第二章简单直流电路第二章 简单直流电路教学重点:1.理解电动势、端电压、电位的概念。2.掌握闭合电路的欧姆定律。3.掌握电阻串联分压关系与并联分流关系。4.了解万用表的基本构造和基本原理,掌握万用表的使用方法。5.掌握电阻的测量方法。6.学会分析计算电路中各点电位。教学难点:1.运用电阻串联分压关系与并联分流关系解决电阻电路问题、掌握扩大电压表与电流表量程的原理。2.熟练分析计算电路中各点电位。学时分配:序 号内容学 时1第一节 电动势闭合电路的欧姆定律22第二节 电池组3第三节 电阻的串联24第四节 电阻的并联5第五节 电阻的混联6第六节 万用表的基本原
2、理27实验2.1练习使用万用表序 号内容学 时8实验2.2电流表改装电压表29第七节 电阻的测量210实验2.3用惠斯通电桥测电阻211第八节 电路中各点电位的计算212实验2.4电压和电位的测定213本章小结与习题14本章总学时16第二章简单直流电路第一节 电动势 闭合电路的欧姆定律第二节 电池组第三节 电阻的串联第四节 电阻的并联第五节 电阻的混联第六节 万用表的基本原理第七节 电阻的测量第八节 电路中各点电位的计算本章小结第一节 电动势 闭合电路的欧姆定律一、电动势二、闭合电路的欧姆定律三、负载获得最大功率的条件一、电动势动画M2-1电动势电动势通常
3、用符号E或e(t)表示,E表示大小与方向都恒定的电动势(即直流电源的电动势),e(t)示大小和方向随时间变化的电动势,也可简记为e。电动势的国际单位制为伏特,记做V。电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。衡量电源的电源力大小及其方向的物理量叫做电源的电动势。电动势是一个标量。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。电动势的大小等于电源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作的功。如设W为电源中非静电力(电源力)把正电荷量q从负极经过电源内部移送到电源正极所作的功,则电动势大小为二、闭合电
4、路的欧姆定律图中R0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ERI+R0I或图2-1简单的闭合电路R0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R>>R0时(相当于开路),则U=E;当R<5、0。图2-2例题2-1R0解:根据闭合电路的欧姆定律,列出联立方程组E=R1I1+R0I1(当S合到位置1时)E=R2I2+R0I2(当S合到位置2时)解得:R01,E3V。本例题给出了一种测量直流电源电动势E和内阻R0的方法。三、负载获得最大功率的条件电源输出的最大功率是容易证明: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=R0,此时负载的最大功率值为图2-3电源输出功率与外电路(负载)电阻的关系曲线【例2-2】如图2-4所示,直流电源的电动势E10V、内阻R00.5,电阻R12,问:可变电阻RP调至多大时可获得最大功6、率Pmax?图2-4例题2-2R0解:将(R1+R0)视为电源的内阻,则RPR1+R02.5时,RP获得最大功率第二节 电池组一、电池的串联二、电池的并联图2-5串联电池组一、电池的串联如果有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E串nE,r串nR0如图2-5所示串联电池组,每个电池的电动势均为E、内阻均为R0。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2-6所示并联电池组,每个电池的电动势均为E、内阻均为R0。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E并E7、,r并R0/n并联电池组的额定电流是单个电池额定电流的n倍,电动势相同。图2-6并联电池组第三节 电阻的串联一、电阻串联电路的特点二、应用举例一、电阻串联电路的特点图2-7电阻的串联设总电压为U、电流为I、总功率为P。1.等效电阻:RR1R2···Rn2.分压关系:特例:两只电阻R1、R2串联时,等效电阻R=R1R2,则有分压公式3.功率分配:二、应用举例解:将电灯(设电阻为R1)与一只分压电R2串联后,接入U220V电源上,如图2-8所示。【例2-3】有一盏额定电压为U140V、额定电流为I5A的电灯,应该怎样把它接入电压U220V照8、明电路中。图2-8例题2-3解法一:分压电阻R2上的电压U2=U-
5、0。图2-2例题2-1R0解:根据闭合电路的欧姆定律,列出联立方程组E=R1I1+R0I1(当S合到位置1时)E=R2I2+R0I2(当S合到位置2时)解得:R01,E3V。本例题给出了一种测量直流电源电动势E和内阻R0的方法。三、负载获得最大功率的条件电源输出的最大功率是容易证明: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=R0,此时负载的最大功率值为图2-3电源输出功率与外电路(负载)电阻的关系曲线【例2-2】如图2-4所示,直流电源的电动势E10V、内阻R00.5,电阻R12,问:可变电阻RP调至多大时可获得最大功
6、率Pmax?图2-4例题2-2R0解:将(R1+R0)视为电源的内阻,则RPR1+R02.5时,RP获得最大功率第二节 电池组一、电池的串联二、电池的并联图2-5串联电池组一、电池的串联如果有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E串nE,r串nR0如图2-5所示串联电池组,每个电池的电动势均为E、内阻均为R0。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2-6所示并联电池组,每个电池的电动势均为E、内阻均为R0。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E并E
7、,r并R0/n并联电池组的额定电流是单个电池额定电流的n倍,电动势相同。图2-6并联电池组第三节 电阻的串联一、电阻串联电路的特点二、应用举例一、电阻串联电路的特点图2-7电阻的串联设总电压为U、电流为I、总功率为P。1.等效电阻:RR1R2···Rn2.分压关系:特例:两只电阻R1、R2串联时,等效电阻R=R1R2,则有分压公式3.功率分配:二、应用举例解:将电灯(设电阻为R1)与一只分压电R2串联后,接入U220V电源上,如图2-8所示。【例2-3】有一盏额定电压为U140V、额定电流为I5A的电灯,应该怎样把它接入电压U220V照
8、明电路中。图2-8例题2-3解法一:分压电阻R2上的电压U2=U-
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