電路中的電勢分析

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電路中的電勢分析在電路分析和計(jì)算中，對電路中各點(diǎn)電勢高低的分析，往往是正確分析電路結(jié)構(gòu)，判斷電流的流向，計(jì)算兩點(diǎn)間的電勢差的基礎(chǔ)和關(guān)鍵下面分別對電路中電勢分析的方法，以及電勢分析在電路分析和計(jì)算中的運(yùn)用作些說明一、電路中電勢分析的方法在閉合電路中，電源兩極的正、負(fù)電荷沿電路建立電場，其中電源的正極電勢最高，負(fù)極的電勢最低，分析電路中其它各點(diǎn)電勢高低的分布，要把握如下兩個(gè)要點(diǎn)：1在外電路中，電流由電勢高的正極流向電勢低的負(fù)極這之中每流經(jīng)電阻R，沿電流的方向電勢降低，降低的數(shù)值等于IR2電流流經(jīng)電動(dòng)勢為、內(nèi)電阻為r的電源時(shí)，沿著電流從負(fù)極流入由正極流出的方向，電勢升高的數(shù)

2、值等于電動(dòng)勢，同時(shí)在內(nèi)電阻上電勢降低的數(shù)值等于Ir，即電勢升高的數(shù)值等于-Ir例1 如圖1所示電路中，電源的電動(dòng)勢1 = 6.0V,2 = 4.0V，內(nèi)電阻r1 = r2 =1.0，電阻R1 = R3 = 6.0，R2 = 3.0若c點(diǎn)接地,試比較a、b、d三點(diǎn)電勢的高低解析 電路中的電流為c點(diǎn)接地，該點(diǎn)電勢為零，即Uc 0比較a、b、d三點(diǎn)電勢的高低，可選擇一段相應(yīng)的電路，根據(jù)前面指出的兩點(diǎn)，列出電勢升降方程分析判斷 在dC段電路上，沿電流方向由d點(diǎn)到c點(diǎn)，電勢升高的數(shù)值為2 Ir2 據(jù)此列出的電勢升降方程為：Ud + (2 Ir2 )，解得d點(diǎn)電勢為Ud = Uc - (2 - Ir2 )

3、 =0 - (4.0 - 1.0×1.0)V= -3.0V在ad段電路上，沿電流方向由a點(diǎn)到d點(diǎn)，電勢降低的數(shù)值為IR3 ，其電勢升降方程為：Ua - IR3 = Ud 解得a點(diǎn)電勢為Ua = Ud + IR3 = ( -3.0 + 1.0×6.0)V= 3.0V在ab段電路上，沿電流方向由b點(diǎn)到a點(diǎn)，電勢升高的數(shù)值為1 -Ir1 ，其電勢升降方程為：Ub + (1 - I r1 ) = Ua 解得b點(diǎn)電勢為Ub = Ua - (1 - Ir1 ) = 3.0 - (6.0 - 1.0×1.0)V=-2.0V綜合上述分析可判知：a、b、d三點(diǎn)電勢高低的關(guān)系為Ua

4、Ub Ud 二、電路中電勢分析的應(yīng)用在電路分析和計(jì)算中，常涉及到電路結(jié)構(gòu)分析、電流流向判斷、不同支路上兩點(diǎn)間電勢差的計(jì)算這樣一些問題，這些都與對電路中各點(diǎn)電勢高低的分析是密不可分的下面通過例題來說明電路中電勢分析的具體應(yīng)用 例2 如圖2所示，一段由電阻R1 、R2 、R3 和R4 組成的電路試分析這段電路的結(jié)構(gòu)解析 分析一段電路的結(jié)構(gòu)，即分析這段電路中各電阻之間的連接關(guān)系，這是正確進(jìn)行電路計(jì)算的基礎(chǔ)分析一段電路上各點(diǎn)電勢高低的分布，是分析這段電路結(jié)構(gòu)的基本方法 在圖2所示電路中，設(shè)a點(diǎn)電勢最高，e點(diǎn)電勢最低，即Ua Ue a點(diǎn)和c點(diǎn)間用電阻不計(jì)的導(dǎo)線連接，a點(diǎn)和c點(diǎn)為等電勢點(diǎn)，即Ua = Uc

5、 同理，b點(diǎn)和 d點(diǎn)為等電勢點(diǎn)，即Ub = Ud 由Ua Ue 可判知，這段電路中的電流將由a、c兩點(diǎn)經(jīng)b、d兩點(diǎn)流向e點(diǎn)再由電流流經(jīng)電阻時(shí)，沿電流方向電勢降低即可判知，這段電路中各點(diǎn)電勢高低分布的情況是：Ua =Uc Ub =Ud Ue 在完成電勢分析后，可將電路中a、d、e三個(gè)電勢高低不同的點(diǎn)選出，如圖3所示重新排列然后再將電路中的各電阻對應(yīng)畫在a、d、e三點(diǎn)間，采用這樣的方法將原電路改畫后，各電阻間的連接關(guān)系便一目了然了例3 如圖4所示電路中，己知I = 3.0A，I1 = 2.0A，電阻R1 = 10，R2 = 5.0，R3 = 30求流過電流表A的電流大小和方向<解析 設(shè)a點(diǎn)電

6、勢為零，即Ua =0 電流Il 由a點(diǎn)經(jīng)R1 流到b點(diǎn)，電勢降低的數(shù)值為I1 R1 ，則b點(diǎn)電勢為Ub = Ua - I1 R1 =（0 - 2.0×10）V = -20V流過R2 的電流I2 = I - I1 = 1.0A，電流I2 由a點(diǎn)經(jīng)R2 流到C點(diǎn)，電勢降低的數(shù)值為I2 R2 ，則C點(diǎn)電勢為Uc = Ua - I2 R2 - (0 - 1.0×5.0)V= -5.0V由Uc Ub 可判知，流過R3 的電流I3 由c流向b再由c、b兩點(diǎn)間的電勢差Uc b = Uc - U b = （-5.0）-（-20）V=15V，可求出流過R3 的電流對c點(diǎn)來說，流入c點(diǎn)的電流一

7、定等于流出c點(diǎn)的電流，現(xiàn)流入c點(diǎn)的電流I2 大于流出c點(diǎn)的電流I3 ，由此判知從c點(diǎn)有一部分電流經(jīng)電流表A流出，且流過電流表A的電流為Ia = I2 - I3 = (1.0 - 0.50 )A = 0.50A電流I3 的方向由c到d 從本題中清楚地看到，要判斷局部電路中電流的流向，必須分析局部電路兩端的電勢高低，為了幫助讀者掌握這一思路和方法，請讀者自行分析如圖5所示電路中，合上開關(guān)S的瞬間，通過開關(guān)S的電流的方向；然后再分析合上開關(guān)S后，通過開關(guān)S的電流的方向（答案均為由b流向a)例4 如圖6所示電路中，電源電動(dòng)勢=10V，內(nèi)電阻不計(jì)，電阻R1 =14，R2 = 6.0，R3 = 2.0，R

8、4 = 8.0，R5 = 10，電容器的電容C = 2.0F求 （1）電容器所帶的電量？說明電容器哪個(gè)極板帶正電？ （2）若R1 突然斷路，將有多少電量通過R5 ？解析 涉及電路中接有電容器的問題，要注意兩點(diǎn)：注意分析加在電容器兩板間的電壓，等于電路中哪兩點(diǎn)間的電勢差，如果電容器兩板分別接在不同支路的兩點(diǎn)上，必須通過電勢分析求出兩點(diǎn)間的電勢差電容器充放電達(dá)到穩(wěn)定后，由于電容器的隔直作用，在電容器所在的支路中沒有電流（1）設(shè)d點(diǎn)電勢為零，即Ud =0 在a、b兩點(diǎn)間電容器所在支路中，電流為零，R5 兩端等電勢，因而加在電容器兩板間的電壓即為a、b兩點(diǎn)間的電勢差 電流由a點(diǎn)經(jīng)R2 流到d點(diǎn)，電勢降

9、低的數(shù)值即為R2 兩端電壓，則a點(diǎn)電勢為電流由b點(diǎn)經(jīng)R4 流到d點(diǎn)，電勢降低的數(shù)值即為R4 兩端電壓，則b點(diǎn)電勢為由Ub Ua 判知，電容器下板帶正電再由b、a兩點(diǎn)間的電勢差Uba = Ub - Ua = 5.0V，可求出電容器所帶的電量為Q = Cuba = ( 2.0×10-6 ×5.0) C = 1.0×10-5 C（2）在接有電容器的電路中，當(dāng)電路結(jié)構(gòu)或狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，一般電容器要經(jīng)歷一次充電或放電過程，之后電容所帶電量再次達(dá)到穩(wěn)定 本題中，R1 斷路，當(dāng)電容器帶電再度達(dá)到穩(wěn)定后，加在電容器兩板間的電壓等于R4 兩端的電壓，此時(shí)電容器所帶電量為由Ub Ud 可知，電容器下板仍帶正電 由Q'Q判知，R1 斷路后電容器經(jīng)歷了一次再充電的過程，電容器極板上所增加的電量，即為電容器在R1 斷路前后所帶電量之差據(jù)此通過R5 的電量為q = Q'Q =（1.6×10-5 1.0×10-5