资源描述
一、电源一、电源 如果要在导体中形成稳恒电流，必须在其中维持如果要在导体中形成稳恒电流，必须在其中维持不随时间变化的电场，也就是在导体的两端维持恒定不随时间变化的电场，也就是在导体的两端维持恒定的电势差，的电势差，产生和维持这个电势差的装置称为电源产生和维持这个电势差的装置称为电源。正极正极负极负极AB+CF非F静-电路接通后，正电荷从电势较高的正极经外电路电路接通后，正电荷从电势较高的正极经外电路向电势较低的负极移动，到达负极后与负极上的负电向电势较低的负极移动，到达负极后与负极上的负电荷中和。因此，正、负极上的正、负电荷同时减少。荷中和。因此，正、负极上的正、负电荷同时减少。电源的作用就是将到达负极的正电荷送回正极。电源的作用就是将到达负极的正电荷送回正极。电源能够提供某种与静电力本质上不同的非静电力，电源能够提供某种与静电力本质上不同的非静电力，将正电荷从负极送到正极，维持正、负极间有一定的将正电荷从负极送到正极，维持正、负极间有一定的电压，从而维持电路中的电流。电压，从而维持电路中的电流。非静电力将正电荷从负极经电源内部移送非静电力将正电荷从负极经电源内部移送到正极所做的功到正极所做的功W W与被移送电荷的电量与被移送电荷的电量q q的比值的比值。二、电动势二、电动势WEq表示电源转换能量的本领为了定量描述电源内非静电力作功的本领需引入：为了定量描述电源内非静电力作功的本领需引入：电源的电动势由电源本身决定，与外电路无关。电源的电动势由电源本身决定，与外电路无关。在电源内部把单位正电荷从负极移送到正在电源内部把单位正电荷从负极移送到正极时非静电力所做的功。极时非静电力所做的功。由电源的负极经电源内部到正极由电源的负极经电源内部到正极(即电势升高即电势升高的方向的方向):,:,:W J q C E V数值数值方向方向标量标量单位单位三、闭合电路欧姆定律的表述三、闭合电路欧姆定律的表述闭合电路闭合电路内电路内电路外电路外电路外电阻外电阻R R内电阻内电阻r rErSRUI电流电流I I，时间，时间t t内，内，通过电通过电路任意横截面的电量路任意横截面的电量qIt这段时间内电源所做的功这段时间内电源所做的功WEqEIt 若内、外电路是纯电阻电路，则这些电能全部转若内、外电路是纯电阻电路，则这些电能全部转化为热能。根据能量守恒定律有化为热能。根据能量守恒定律有22EItI RtI rt所以所以EIIRIr即即EIRr闭合电路中的电流与电源的电动势闭合电路中的电流与电源的电动势成正比，与电路的总电阻成反比。成正比，与电路的总电阻成反比。闭合电路闭合电路欧姆定律欧姆定律外电压外电压（路端电压）（路端电压）内电压内电压EUU内UIRUIr内表明，表明，电源的电动势等于内外电压之和电源的电动势等于内外电压之和。四、路端电压与负载的关系四、路端电压与负载的关系 外电路两端的电压外电路两端的电压按图中的电路进行演示：按图中的电路进行演示：R增大，电流减小，路端电压增大增大，电流减小，路端电压增大R减小，电流增大，路端电压减小减小，电流增大，路端电压减小IrEU负载负载路端电压路端电压电路中，消耗电能的元件电路中，消耗电能的元件 电流随负载的增大而减小，路端电压随负载电阻电流随负载的增大而减小，路端电压随负载电阻的增大而增大。的增大而增大。外电路断开，即开路时，外电路断开，即开路时，特例特例,0RIUE，则0,0ERIUr，即电源两端短路时，路端电压路端电压=电源电动势电源电动势电源内阻很小，短路时电流很大，可能将电源烧毁。电源内阻很小，短路时电流很大，可能将电源烧毁。应在电路中安装保险器（熔断器）。不可将导线、应在电路中安装保险器（熔断器）。不可将导线、电流表（内阻很小）直接接到电源上。电流表（内阻很小）直接接到电源上。因电压表内阻很大，故电压表直接接到电源的两极因电压表内阻很大，故电压表直接接到电源的两极所测得的电压，近似等于电源电动势。所测得的电压，近似等于电源电动势。外电路两端的电压外电路两端的电压IrEU两端同乘以两端同乘以I I，得，得2IUIEI rIEIU五、电源的输出功率五、电源的输出功率电源总功率电源总功率电源向负载输出的功率电源向负载输出的功率2I r内电路消耗的功率内电路消耗的功率功率形式的功率形式的能量守恒定律能量守恒定律若负载为纯电阻，有若负载为纯电阻，有其中其中RrP出当时，有最大值，此时24EPr出24EPR出或或表明，表明，当当 R=r R=r 时，电源时，电源供给负载的功率最大供给负载的功率最大，这时称负载与电源匹配。这时称负载与电源匹配。PRr0R输出功率与负载电阻的变化关系输出功率与负载电阻的变化关系22222244EPIUI RRRrE rERrRrRrrR出1R2RAS12Er10.2IA；0.4IA，例题例题1图中图中，129.94.9RR，。当单刀双掷开关扳到位置当单刀双掷开关扳到位置1时，测得电流时，测得电流当单刀双掷开关扳到位置当单刀双掷开关扳到位置2时，测得电流时，测得电流求电源的电动势和内电阻。求电源的电动势和内电阻。1219.94.90.20.4,RRIAIAE r已知：，。求：。解解 设电源电动势为设电源电动势为E E，内电阻为，内电阻为r r，电流表内阻可以不计。电流表内阻可以不计。EIRIr由，得111222EI RI rEI RI r所以，电源的内电阻所以，电源的内电阻1122210.2 9.90.4 4.90.1()0.40.2I RI RrII111rEI RI r将 值代入中，可得电源电动势0.2 0.90.2 0.12()EV答：电源的电动势和内阻分别为答：电源的电动势和内阻分别为2V2V和和0.10.1。消去消去E E可得可得111222I RI rI RI r例题例题2 2已知电源电动势是已知电源电动势是1.5V1.5V，内阻是，内阻是0.20.2，如果把，如果把它与电阻为它与电阻为2.82.8的外电路连接起来，求：的外电路连接起来，求：电路中的电电路中的电流和路端电压各是多少？流和路端电压各是多少？电源输出的功率是多少？电源输出的功率是多少？1.5,0.2,2.8,EV rRI U P出已知：。求：。解：解：根据闭合电路欧姆定律根据闭合电路欧姆定律,电路中的电流电路中的电流1.50.5()2.80.2EIARr路端电压路端电压1.5 0.5 0.2 1.4()U E IrV 电源输出功率为电源输出功率为0.5 1.40.7()PIUW出答：答：电路中的电流是电路中的电流是0.5A0.5A，路端电压是，路端电压是1.4V1.4V；电源电源输出功率为输出功率为0.7W0.7W。选择进入下一节：选择进入下一节：7-1 7-1 电流电流7-27-2 部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律 电阻定律电阻定律 7-3 7-3 电阻的连接电阻的连接7-4 7-4 电功电功 电功率电功率7-5 7-5 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律7-6 7-6 相同电池的连接相同电池的连接
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