競賽輔導電路備用

大學物理方法

我校組別：非物理Ａ組1精選ppt電路的基爾霍夫定律含源電路的歐姆定律

應記憶題目中可能會用到這局部知識2精選ppt1、一段含源電路的歐姆定律假設含有電源.。。ACBIR

Ri放電3精選ppt電源內阻一段含源電路的歐姆定律.。。ACBIR

Ri4精選ppt.。。ACBIR

Ri放電充電路端電壓.。。ACBIR

Ri電勢降落為正假設5精選ppt

電路中任意兩點之間的電勢差：當不能忽略電源內阻時，可把電源等效成一個電動勢為，內電阻為零和一個電阻為的串聯(lián)。電勢降落為正6精選ppt巡視方向電勢降落為正7精選ppt因為,所以通過節(jié)點電流的代數(shù)和為零基爾霍夫第一定律：也稱為節(jié)點的電流方程。2、基爾霍夫定律：支路

branch

把任意一條電源和電阻串聯(lián)的電路叫做支路回路loop

把n條支路構成的通路叫做回路節(jié)點node三條或更多條支路的聚集點叫做節(jié)點。8精選ppt基爾霍夫第二定律：也稱為回路的電壓方程。若有個節(jié)點，則有個電流方程。計算結果電流為正值，說明實際電流方向與圖中所設相同。假設電流為負值。說明實際電流方向與圖中所設相反。三條支路兩個節(jié)點任一回路電壓降的代數(shù)和為零

個回路電壓方程。若有條支路，則有可解出條支路的電流。9精選ppt計算結果電流為正值，說明實際電流方向與圖中所設相同。假設電流為負值，說明實際電流方向與圖中所設相反。例：雙電源供電電路基爾霍夫第二定律第一定律常系數(shù)線性方程組可解巡視方向10精選ppt例：電橋(electricbridge)*橋路平衡時，所以：一般情況：ABDA回路BCDB回路ABCEFA回路ABCDA回路是不獨立11精選ppt例：電勢差計電路如圖是標準電動勢是待測電動勢工作時在合上開關后，將、合到一側，在保持不動的情況下，調整電阻使電流計中無電流。此時電流全部流過AB電阻絲，可列出回路電壓方程：12精選ppt保持R不變將、合到一側，調整滑動接頭的位置直到電流計中無電流，同理可得：

AB電阻絲是均勻的，它的一段電阻和長度成正比，所以：13精選ppt例：(1)設每個銅原子奉獻一個自由電子,估算銅導線中自由電子數(shù)的密度是多少?(2)在家用線路中,容許電流的最大數(shù)為15A,銅導線的半徑為0.81mm.問在這種情況下,電子漂移速率是多少(3)假設銅導線中電流密度是均勻的,問電流的密度值是多少?解:(1)設以

表示銅的質量密度,

=8.95×103kg/m3.M表示銅的摩爾質量,M=63.5×10-3kg/mol,NA表示阿伏加得羅常數(shù),那么銅內自由電子的數(shù)密度為14精選ppt(2)可得自由電子的平均漂移速率為(3)電流密度那么為:自由電子的漂移速率比蝸牛的爬行速率還要慢。15精選ppt例：有一內半徑為R1,外半徑為R2的金屬圓柱桶,長度為l,其電阻率為.假設圓柱筒內緣電勢高于外緣電勢,求它們的電勢差為U時,圓柱體中,沿徑向的電流為多少?解1：如下圖,一半徑r和r+dr作兩個圓柱面,那么圓柱面的面積為S=2rl.有電阻的定義,可得兩個圓柱面間的電阻為:R1rR2drl16精選ppt由于圓柱筒內外緣之間的電勢差為U,所以由歐姆定律可求得圓柱筒的徑向電流為解2:對半徑為r的圓柱體來說,由于對稱性,圓柱面上各點電流密度j的大小均相等,各點電流密度的反向均沿矢徑向外,因此,通過半徑為r的圓柱面S的電流為17精選ppt又由歐姆定律的微分形式,圓柱體上的電場強度E的大小為E的方向沿矢徑向外.于是,圓柱體內外緣之間的電勢差為由此可得18精選ppt例：有兩個分別帶有正負電荷Q的良導體A和B,它們被相對電容率為

r,電阻率為

的物質所包圍.證明該帶電導體之間的電流和導體的尺寸以及它們之間的距離無關.解:因為兩導體之間任一點的電流密度取決于該點的電場強度,所以我們應先求得導體中任意一點的電場強度E.設任意一個導體A被閉合曲面所包圍.由電介質中的高斯定理SA+QerB-Qr19精選ppt計算離開導體A的總電流.設在閉合曲面S上任意點的電流密度為j,那么離開導體A的總電流為而在電阻率為

的物質中,任意點的電流密度為j=E/

于是,考慮到閉合曲面S上各點的電阻率相同,總電流可以寫成由上式明顯看出,兩帶電體之間的電流僅依賴于Q,

和

,而與導體的尺寸和它們之間的距離無關20精選ppt例：如下圖的電路中,電源電動勢E1,E2與分別為2V和4V,其內阻略去不計.外電阻R1為2.R2為2,R3為6.求(1)電路中的電流為多少(2)A,B,C相鄰兩點間的電勢降為多少,作圖表示.解(1)電動勢E1與E2的方向相反,且E2>E1.設電路中的電流方向為圖示的逆時針方向.如從點A出發(fā),沿逆時針方向繞電路一周,各局部電勢之和為R1R2R3BACE1E2I21精選ppt應該指出,如下圖的電路中,兩個電源作用是不同的,電動勢為E1的電源對電路提供能量,而電動勢為E2的電源那么是接受能量的,它處于充電狀態(tài)(2)A與C兩點之間的電勢降為即A點的電勢高于C的電勢。C與B兩點的電勢降為B與A兩點的電勢降為B點電勢低于A點電勢.R1R2R3BACE1E2I22精選ppt例有兩只蓄電池,電動勢分別為E1=1.25V和E2=1.9V,內阻分別為R1=0.1

和R2=0.2

,負載電阻R=2

,按圖連接,求:(1)通過負載電阻及電源的電流是多少?(2)兩蓄電池的輸出功率是多少?解:根據(jù)題意,設I1、I2、I3是分別通過兩蓄電池及負載電阻的電流,并假定電流的方向是如下圖.根據(jù)基爾霍夫定律可列出節(jié)點A的電流方程又根據(jù)基爾霍夫第二定律,對回路ABCA可分別列出電壓方程.設回路的繞行方向為順時針方向,那么有Ri1RE1E2I2I1AI3DBC23精選ppt(1)(2)(3)聯(lián)立方程組,解此方程組并代入各值得電阻兩端的電勢降為蓄電池E1的輸出功率為蓄電池E2的輸出功率為Ri1RE1E2I2I1AI3DBC24精選ppt消耗在R上的功率為由上述結果可以看出,蓄電池E2不僅沒有輸出功率,相反從外部獲得了功率,處于被充電狀態(tài).由此可知,電動勢值不同的蓄電池并聯(lián)后供給負載電流,并不一定比一個蓄電池大,有時電動勢較小的蓄電池卻變成了電路中的負載,故使用時應防止這種情況.Ri1RE1E2I2I1AI3DBC25精選pptR1R2R3I1I2+I3I1+I2=019屆:支路電流方向已設定，1.節(jié)點電流方程？

2.左側回路電壓方程？26精選ppt例：電阻的立體聯(lián)接。12個電阻，每個電阻r，求a,b間的電阻R.對稱法ababdcefI1I1I2I3I3I3=0c,e點關于a,b點對稱ce可斷！27精選pptababdcefabdcefrrrrrrrrrr

28精選pptAB..每小段電阻均為R，A,B間的電阻RAB=？....對稱等電位等效AB..29精選pptadbcfghe可短路bcf30精選ppt例：電阻絲組成網(wǎng)絡電阻的跨聯(lián)，求a,b間的電阻abrrrrrrrrrrrrocdef等效電路17屆12屆ab31精選ppt例：電阻絲組成網(wǎng)絡電阻的跨聯(lián)，求a,b間的電阻abrrrrrrrrrrrrocdef等效電路17屆12屆ab32精選pptab..例：無限網(wǎng)絡r33精選pptrrr......34精選ppt空間立方格子..35精選ppt..ab