高中物理競賽教程：2.2《電路》

1、2、2電路22 1、電路連接與電表改裝（1）串、并聯(lián)電路的性質(zhì)串聯(lián)電路通過各電阻電流相同，總電壓為各電阻兩端電壓之和，電壓的分配與電阻成正比，功率的分配也與電阻成正比，即串聯(lián)電路總電阻并聯(lián)電路各電阻兩端電壓相同，總電流為通過各支路電流之后，電流的分配與電阻成反比，功率的分配亦與電阻成反比，即總電阻：GV圖2-2-1（2）電表改裝欲將滿偏電流為，內(nèi)阻為的電流表改裝為量程為U的電壓表，需將分壓電阻R和電流表串聯(lián)，如圖2-2-1所示，所謂量程為U時，就是當(dāng)電壓表兩端的電壓為U時，通過電流表的電流為，電流表分擔(dān)的電壓為。根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律有 即 電壓表內(nèi)阻 通常，都很大，理想情況下可認(rèn)為。GG圖2-2

2、-2欲將內(nèi)阻為，滿偏電流為的電流表改裝為量程為I的電流表時，需將分流電阻R和電流表并聯(lián)，如圖2-2-2所示。同理可推得 通常，R很小，可認(rèn)為電流表內(nèi)阻，理想情況下可認(rèn)為。將電流表改裝成歐姆表G圖2-2-3簡易歐姆表接法示意圖如圖2-2-3所示，為調(diào)零電阻，表頭內(nèi)阻為，滿偏刻度為。測量前，應(yīng)先將兩表筆短接，調(diào)節(jié)使流過表頭的電流為，若電池的電動勢為，內(nèi)阻為，則如果在兩表筆間接一電阻，則電流減半，指針指表盤中央，因此，稱為“中值電阻”，表盤最左刻度對應(yīng)于，最右邊刻度對應(yīng)于，對于任一阻值，若得 這就是歐姆表的刻度原理，如歐姆表的中值電阻，表盤滿偏處的刻度為，表盤滿偏處的刻度為，如圖2-2-4所示。圖2

3、-2-4歐姆表的量程改變后，各刻度所對應(yīng)的電阻值應(yīng)乘以相同倍率，另外要注意，凡使用歐姆表，必須進(jìn)行機(jī)械調(diào)零和歐姆調(diào)零，并且，換檔后一定要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。將電流表改裝成交流電壓表交流電壓表是直流電壓表的基礎(chǔ)上改裝而成的，在直流電壓表上串聯(lián)一個二極管，就組成交流電壓表。串聯(lián)二極管后，電表顯示的是交流電的平均值（它等于有效值的0.45倍）。用U代表某一量程的交流電壓有效值，若不考慮二極管正向電阻值，則限流電阻計(jì)算公式為圖2-2-5實(shí)驗(yàn)指出，二極管是一且非線性元件，它的伏安特性為一條彎曲的圖線，如圖2-1-5所示，當(dāng)二極管的正向電阻后，限流電阻R與交流電壓U之間的關(guān)系不再是線性的。因此，最大量程的交

4、流電壓表的表盤刻度是不均勻的，如采用J0411型多用電表測量2.5V以下的交流電壓時，要使用表盤上第三條刻度線，它的起始段刻度很密，刻度是不均勻的。這一點(diǎn)，從圖2-2-5中可以看得很清楚，在二極管兩端電壓小于的一段圖線上，相同的電壓變化（例如V）所對應(yīng)的電流是不同的：順次分別為mA、mA、mA、mA。22 2、電動勢與電功率（1）電源有保持兩極間有一定電壓的作用，不同種類的電源，保持兩極間有一定電壓的本領(lǐng)不同。例如：干電池可保持正、負(fù)極間有V的電壓；常用的鉛鋅蓄電池可保持兩極間有V的電壓。為了表征電源的這種特性，物理學(xué)上引入了電動勢這個物理量，電源的電動勢在數(shù)值上等于電源沒有接入外電路時兩極間的電壓。將理想表直接接在電源的兩極上測出的電壓就是電源的電動勢。（2）電流通過一段路時，自由電荷在電場力作用下發(fā)生定向移動，電場力對自由電荷作功。電流在一段電路上所做的功W