什麼是閉合電路詳情介紹

General 更新 2024年11月02日

  一個簡單的閉合電路由電源、用電器、導線和開關組成。在初中的時候我們就學習過閉合電路了,以下是由小編整理關於閉合電路的內容,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週後可回到原位置的電路。一個簡單的閉合電路由電源、用電器、導線和開關組成。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。上述通過兩組實驗資料求解電動勢和內電阻的方法,由於偶然誤差的原因,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節變阻器的阻值,測量5組~8組對應的U、I值並列成表格,然後根據測得的資料在U--I座標系中標出各組資料的座標點,作一條直線,使它通過儘可能多的座標點,而不在直線上的座標點能均等分佈在直線兩側,如圖所示:這條直線就是閉合電路的U--I影象,根據,U是I的一次函式,影象與縱軸的交點即電動勢,影象斜率。

  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為電源內阻,內電壓U內=Ir,E=U內+U外

  適用範圍:純電阻電路

  閉合電路 - 物理公式

  閉合電路中的能量轉化:

  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***

  閉合電路基本規律

  1、電動勢:電動勢是描述電源把其他形式的能轉化為電能本領的物理量。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。***2***物理意義:電動勢在數值上等於電路中通過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***經電源內部***搬送到正極的過程中,非靜電力所做的功。***3***注意區別電動勢和電壓的概念。電動勢是描述其他形式的能轉化成電能的物理量,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的全電路中,電流強度與電動勢及電路總電阻之間的關係。

  ***2***公式:常用表示式

  3、路端電壓U,內電壓U’隨外電阻R變化的討論:

  外電阻R 總電流內電壓路端電壓

  增大減小減小增大

  ***斷路***OO等於

  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,畫出U--R影象,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影象。

  這是一條直線,縱座標上的截距對應於電源電動勢,橫座標上的截距為電源短路時的短路電流,直線的斜率大小等於電源的內電阻,即。

  4、恆定電源輸出最大功率的三個等效條件是:***1***外電阻等於內電阻,即。***2***路端電壓等於電源電動勢的一半,即。***3***輸出電流等於短路電流的一半,即。除去最大輸出功率外,同一個輸出功率值對應著兩種負載的情況。一種情況是負載電阻大於內電阻,另一種情況是負載電阻小於內電阻。顯然,負載電阻小於內電阻時,電路中的能量主要消耗在內電阻上,輸出的能量小於內電阻上消耗的能量,電源的電能利用效率低,電源因發熱容易燒壞,實際應用中應該避免。

  5、同種電池的串聯:

  n個相同的電池同向串聯時,設每個電池的電動勢為,內電阻為r,則串聯電池組的總電動勢,總內電阻,這樣閉合電路歐姆定律可表示為,串聯電池組可以提高輸出的電壓,但應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接或外接兩種接法,如圖甲、乙:

  兩種接法都有系統誤差,測量值與真實值的關係為:當採用安培表內接電路***甲***時,由於安培表內阻的分壓作用,電阻的測量值;當採用安培表外接電路***乙***時,由於伏特表的內阻有分流作用,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,應採用安培表內接電路;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,應採用安培表外接電路。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,可以採用試接法,如圖所示:如先採用安培表外接電路,然後將接頭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,應採用安培表內接電路。若伏特表示數變化比較顯著,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,應採用安培表外接電路。

  ***2***歐姆表:歐姆表是根據閉合電路的歐姆定律製成的。

  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,,即錶盤中心的刻度值

  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,所以為了減少讀數誤差,可以通過換歐姆倍率檔,儘可能使指標停在中值電阻兩次附近範圍內。由於待測電阻雖未知,但為定值,故讓指標偏轉太小變到指在中值電阻兩側附近,就得調至歐姆低倍率檔。反之指標偏角由太大變到指在中值電阻兩側附近,就得調至歐姆高倍率檔。

  ***3***用安培表和伏特表測定電池的電動勢和內電阻。


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