什么是閉合電路詳情介紹
一個簡單的閉合電路由電源、用電器、導(dǎo)線和開關(guān)組成。在初中的時候我們就學(xué)習(xí)過閉合電路了,以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于閉合電路的內(nèi)容,希望大家喜歡!
閉合電路的介紹
閉合電路是指電荷沿電路繞一周后可回到原位置的電路。一個簡單的閉合電路由電源、用電器、導(dǎo)線和開關(guān)組成。閉合電路中的總電流是由電源和電路電阻決定,對一定的電源,,r視為不變,因此,的變化總是由外電路的電阻變化引起的。上述通過兩組實驗數(shù)據(jù)求解電動勢和內(nèi)電阻的方法,由于偶然誤差的原因,誤差往往比較大,為了減小偶然因素造成的偶然誤差,比較好的方法是通過調(diào)節(jié)變阻器的阻值,測量5組~8組對應(yīng)的U、I值并列成表格,然后根據(jù)測得的數(shù)據(jù)在U--I坐標系中標出各組數(shù)據(jù)的坐標點,作一條直線,使它通過盡可能多的坐標點,而不在直線上的坐標點能均等分布在直線兩側(cè),如圖所示:這條直線就是閉合電路的U--I圖像,根據(jù),U是I的一次函數(shù),圖像與縱軸的交點即電動勢,圖像斜率。
閉合電路物理公式
全電路歐姆定律(閉合電路歐姆定律)公式:I=E/(R+r)
其中E為電動勢,r為電源內(nèi)阻,內(nèi)電壓U內(nèi)=Ir,E=U內(nèi)+U外
適用范圍:純電阻電路
閉合電路 - 物理公式
閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化:
E=U+Ir
EI=UI+I^2R
P釋放=EI
P輸出=UI
純電阻電路中
P輸出=I^2R
=E^2R/(R+r)^2
=E^2/(R+2r+r^2/R)
當 r=R時 P輸出最大,P輸出=E^2/4r
(均值不等式)
閉合電路基本規(guī)律
1、電動勢:電動勢是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量。要注意理解:(1)是由電源本身所決定的,跟外電路的情況無關(guān)。(2)物理意義:電動勢在數(shù)值上等于電路中通過1庫侖電量時電源所提供的電能或理解為在把1 庫侖正電荷從負極(經(jīng)電源內(nèi)部)搬送到正極的過程中,非靜電力所做的功。(3)注意區(qū)別電動勢和電壓的概念。電動勢是描述其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的物理量,是反映非靜電力做功的特性。電壓是描述電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的物理量,是反映電場力做功的特性。
2、閉合電路的歐姆定律:
(1)意義:描述了包括電源在內(nèi)的全電路中,電流強度與電動勢及電路總電阻之間的關(guān)系。
(2)公式:常用表達式
3、路端電壓U,內(nèi)電壓U’隨外電阻R變化的討論:
外電阻R 總電流內(nèi)電壓路端電壓
增大減小減小增大
(斷路)OO等于
減小增大增大減小
(短路)(短路電流)
閉合電路中的總電流是由電源和電路電阻決定,對一定的電源,,r視為不變,因此,的變化總是由外電路的電阻變化引起的。根據(jù),畫出U--R圖像,能清楚看出路端電壓隨外電阻變化的情形。
還可將路端電壓表達為,以,r為參量,畫出U--I圖像。
這是一條直線,縱坐標上的截距對應(yīng)于電源電動勢,橫坐標上的截距為電源短路時的短路電流,直線的斜率大小等于電源的內(nèi)電阻,即。
4、恒定電源輸出最大功率的三個等效條件是:(1)外電阻等于內(nèi)電阻,即。(2)路端電壓等于電源電動勢的一半,即。(3)輸出電流等于短路電流的一半,即。除去最大輸出功率外,同一個輸出功率值對應(yīng)著兩種負載的情況。一種情況是負載電阻大于內(nèi)電阻,另一種情況是負載電阻小于內(nèi)電阻。顯然,負載電阻小于內(nèi)電阻時,電路中的能量主要消耗在內(nèi)電阻上,輸出的能量小于內(nèi)電阻上消耗的能量,電源的電能利用效率低,電源因發(fā)熱容易燒壞,實際應(yīng)用中應(yīng)該避免。
5、同種電池的串聯(lián):
n個相同的電池同向串聯(lián)時,設(shè)每個電池的電動勢為,內(nèi)電阻為r,則串聯(lián)電池組的總電動勢,總內(nèi)電阻,這樣閉合電路歐姆定律可表示為,串聯(lián)電池組可以提高輸出的電壓,但應(yīng)注意電流不要超過每個電池能承受的最大電流。
6、電阻的測量:
(1)伏安法:伏安法測電阻的原理是部分電路的歐姆定律,測量電路有安培表內(nèi)接或外接兩種接法,如圖甲、乙:
兩種接法都有系統(tǒng)誤差,測量值與真實值的關(guān)系為:當采用安培表內(nèi)接電路(甲)時,由于安培表內(nèi)阻的分壓作用,電阻的測量值;當采用安培表外接電路(乙)時,由于伏特表的內(nèi)阻有分流作用,電阻的測量值,可以看出:當和時,電阻的測量值認為是真實值,即系統(tǒng)誤差可以忽略不計。所以為了確定實驗電路,一般有兩種方法:一是比值法,若時,通常認為待測電阻的阻值較大,安培表的分壓作用可忽略,應(yīng)采用安培表內(nèi)接電路;若時,通常認為待測電阻的阻值較小,伏特表的分流作用可忽略,應(yīng)采用安培表外接電路。若時,兩種電路可任意選擇,這種情況下的電阻叫臨界電阻,,待測電阻和比較:若>時,則待測電阻阻值較大;若<時,則待測電阻的阻值較小。>
二是試接法:在、未知時,若要確定實驗電路,可以采用試接法,如圖所示:如先采用安培表外接電路,然后將接頭P由a點改接到b點,同時觀察安培表與伏特表的變化情況。若安培表示數(shù)變化比較顯著,表明伏特表分流作用較大,安培表分壓作用較小,待測電阻阻值較大,應(yīng)采用安培表內(nèi)接電路。若伏特表示數(shù)變化比較顯著,表明安培表分壓作用較大,伏特表分流作用較小,待測電阻阻值較小,應(yīng)采用安培表外接電路。
(2)歐姆表:歐姆表是根據(jù)閉合電路的歐姆定律制成的。
a、歐姆表的三個基準點。
b、中值電阻的計算方法:當用1檔時,,即表盤中心的刻度值
c、歐姆表的刻度不均勻,在“”附近,刻度線太密,在“0”附近,刻度線太稀,在“”附近,刻度線疏密道中,所以為了減少讀數(shù)誤差,可以通過換歐姆倍率檔,盡可能使指針停在中值電阻兩次附近范圍內(nèi)。由于待測電阻雖未知,但為定值,故讓指針偏轉(zhuǎn)太小變到指在中值電阻兩側(cè)附近,就得調(diào)至歐姆低倍率檔。反之指針偏角由太大變到指在中值電阻兩側(cè)附近,就得調(diào)至歐姆高倍率檔。
(3)用安培表和伏特表測定電池的電動勢和內(nèi)電阻。
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