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定性分析:R↑→I(=)↓→Ir↓→U(=E-Ir)↑
R+r
R↓→I(=)↑→Ir↑→U(=E-Ir)↓
R+r
O 特例:
∞
E
E E
U U r=0 U内=I1r U=I1R I 外电路断路:R↑→I↓→0 Ir↓→0 U=E。
E
)↑→Ir(=E)↑→U=0。 r
0 I(=外电路短路:R↓→
图象描述:路端电压U与电流I的关系图象是一条向下倾斜的直线。U—I图象如图所示。
直线与纵轴的交点表示电源的电动势E,直线的斜率的绝对值表示电源的内阻。
路端电压随电流的变化图线中注意坐标原点是否都从零开始
闭合电路中的功率
(1)闭合电路中的能量转化qE=qU外+qU内
在某段时间内,电能提供的电能等于内、外电路消耗的电能的总和。 电源的电动势又可理解为在电源内部移送1C电量时,电源提供的电能。 (2)闭合电路中的功率:EI=U外I+U内I ?EI=I2R+I2r
说明电源提供的电能只有一部分消耗在外电路上,转化为其他形式的能,另一部分消耗在内阻上,转化为内能。
(3)电源提供的电功率:又称之为电源的总功率。P=EI= R+rE2
R↑→P↓,R→∞时,P=0。 R↓→P↑,R→0时,Pm=。
r(4)外电路消耗的电功率:又称之为电源的输出功率。P=U外I 定性分析:I= U外=E-Ir= R+rR+r
从这两个式子可知,R很大或R很小时,电源的输出功率均不是最大。
E
RE
E2
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定量分析:P外=U外I=
E2 4r=(当R=r时,电源的输出功率为最大,P外max=) (R+r)2(R-r)24r
+4rU P RR=r E E/2 R O I E/2r E/r RE2E2E2
图象表述:
O Rr R 1 2
从P-R图象中可知,当电源的输出功率小于最大输出功率时,对应有两个外电阻R1、R2时电源的输出功率相等。可以证明,R1、R2和r必须满足:r=
(5)内电路消耗的电功率:是指电源内电阻发热的功率。 P内=U内I= R↑→P内↓,R↓→P内↑。
(R+r)2
P外R
(6)电源的效率:电源的输出功率与总功率的比值。η== PR+r
当外电阻R越大时,电源的效率越高。当电源的输出功率最大时,η=50%。
rE2
R1R2。
电学实验专题
测电动势和内阻
(1)直接法:外电路断开时,用电压表测得的电压U为电动势E ;U=E (2)通用方法:AV法测要考虑表本身的电阻,有内外接法;
①单一组数据计算,误差较大
②应该测出多组(u,I)值,最后算出平均值
③作图法处理数据,(u,I)值列表,在u--I图中描点,最后由u--I图线求出较精确的E和r。
(3)特殊方法 (一)即计算法:画出各种电路图
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E?I1(R1?r)IR-IRII(R1-R2)
E?12r?1122(一个电流表和两个定值电阻)
E?I2(R2?r)I2-I1I2-I1E?u1?I1rIu-I2u1 E?12E?u2?I2rI1-I2u1rR1 uE?u2?2rR2E?u1?定值电阻)
(二)测电源电动势ε和内阻r有甲、乙两种接法,如图 甲法中:所测得ε和r都比真实值小,ε/r测=ε测/r真; 乙法中:ε测=ε真,且r测= r+rA。
(三)电源电动势ε也可用两阻值不同的电压表A、B测定,单独使用A表时,读数是UA,单独使用B表时,读数是UB,用A、B两表测量时,读数是U,则ε=UAUB/(UA-U)。
r?u2-u1I1-I2
(一个电流表及一个电压表和一个滑动变阻器)
E?u1u2(R1-R2)(u-u)RR
r?1212u2R1-u1R2u2R1-u1R2(一个电压表和两个
电阻的测量
AV法测:要考虑表本身的电阻,有内外接法;多组(u,I)值,列表由u--I图线求。怎样用作图法处理数据 欧姆表测:测量原理
两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得 Ig=E/(r+Rg+Ro)
接入被测电阻Rx后通过电表的电流为 Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx) 由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻大小
使用方法:机械调零、选择量程(大到小)、欧姆调零、测量读数时注意挡位(即倍率)、拨off挡。
注意:测量电阻时,要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。 电桥法测:
RRR1R3??R?23R2RXR1
调R2使表半偏.则R表=R2;
V R1 R2 半偏法测表电阻: 断s2,调R1使表满偏; 闭s2,
G
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R2 S2 R1 S1 S .专业.专注.
一、测量电路( 内、外接法 ) 记忆决调 “内”字里面有一个“大”字
计算比较法 己知Rv、RA及Rx大致值时 类型 电路图 R测与R真比较 条件 V A RR测=R =内 V A Rx?Rv?RA UR?UA=RX+RA > RX I适于测大电阻 测Rx >RARv R外 RxRvU 若I有较大变化(即u1-u2?I1-I2)说明v有较大电流通过,采用内接法 u1I1若u有较大变化(即u1-u2?I1-I2)说明A有较强的分压作用,采用内接法 u1I1 测量电路( 内、外接法 )选择方法有(三) ①Rx与 Rv、RA粗略比较 ② 计算比较法 Rx 与RARv 比较 ③当Rv、RA及Rx末知时,采用实验判断法: 二、供电电路( 限流式、调压式 ) 电路图 电压变化范围 电流变化范围 优势 选择方法 限流 ERE~ E~E Rx?R滑Rx?R滑RxRx比较小、R滑 比较大, 电路简单 附加功耗小 电压变化范围大 要求电压 从0开始变化 R滑全>n倍的Rx 通电前调到最大 Rx比较大、R滑 比较小 R滑全>Rx/2 通电前调到最小 调压 0~E E 0~ Rx以“供电电路”来控制“测量电路”:采用以小控大的原则 电路由测量电路和供电电路两部分组成,其组合以减小误差,调整处理数据两方便 . word可编辑 . .专业.专注. R滑不唯一:实难要求?确定控制电路?R滑 实难要求:①负载两端电压变化范围大。 ②负载两端电压要求从0开始变化。 ③电表量程较小而电源电动势较大。 有以上3种要求都采用调压供电。 无特殊要求都采用限流供电 R滑唯一:比较R滑与Rx Rx 按题设实验要求组装电路,画出电路图,能把实物接成实验电路,精心按排操作步骤,过程中需要测?物理量,结果表达式中各符号的含义. (1)选量程的原则:测u I,指针超过1/2, 测电阻刻度应在中心附近. (2)方法: 先画电路图,各元件的连接方式(先串再并的连线顺序) 明确表的量程,画线连接各元件,铅笔先画,查实无误后,用钢笔填, 先画主电路,正极开始按顺序以单线连接方式将主电路元件依次串联,后把并联无件并上. (3)注意事项:表的量程选对,正负极不能接错;导线应接在接线柱上,且不能分叉;不能用铅笔 画 用伏安法测小电珠的伏安特性曲线:测量电路用外接法,供电电路用调压供电。 (4)实物图连线技术 无论是分压接法还是限流接法都应该先把伏安法部分接好;即:先接好主电路(供电电路). 对限流电路,只需用笔画线当作导线,从电源正极开始,把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程,滑动变阻器应调到阻值最大处)。 对分压电路,应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来,然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头,比较该接头和滑动触头两点的电势高低,根据伏安法部分电表正负接线柱的情况,将伏安法部分接入该两点间。 . word可编辑 .
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