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的密度是多少?(2)在家用線路中,容許電流的最大數為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,那么銅內自由電子的數密度為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.根據基爾霍夫定律可列出節(jié)點A的電流方程又根據基爾霍夫第二定律,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：無限網絡r33精選pptrrr......34精選ppt空間立方格子..35精選ppt..ab