競(jìng)賽輔導(dǎo)電路備用

大學(xué)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(yīng)記憶題目中可能會(huì)用到這局部知識(shí)2精選ppt1、一段含源電路的歐姆定律假設(shè)含有電源.。。ACBIR

Ri放電3精選ppt電源內(nèi)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(shì)降落為正假設(shè)5精選ppt

電路中任意兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差：當(dāng)不能忽略電源內(nèi)阻時(shí)，可把電源等效成一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)電阻為零和一個(gè)電阻為的串聯(lián)。電勢(shì)降落為正6精選ppt巡視方向電勢(shì)降落為正7精選ppt因?yàn)?所以通過節(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和為零基爾霍夫第一定律：也稱為節(jié)點(diǎn)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(gòu)成的通路叫做回路節(jié)點(diǎn)node三條或更多條支路的聚集點(diǎn)叫做節(jié)點(diǎn)。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(gè)節(jié)點(diǎn)，則有個(gè)電流方程。計(jì)算結(jié)果電流為正值，說明實(shí)際電流方向與圖中所設(shè)相同。假設(shè)電流為負(fù)值。說明實(shí)際電流方向與圖中所設(shè)相反。三條支路兩個(gè)節(jié)點(diǎn)任一回路電壓降的代數(shù)和為零

個(gè)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(jì)算結(jié)果電流為正值，說明實(shí)際電流方向與圖中所設(shè)相同。假設(shè)電流為負(fù)值，說明實(shí)際電流方向與圖中所設(shè)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(shí)，所以：一般情況：ABDA回路BCDB回路ABCEFA回路ABCDA回路是不獨(dú)立11精選ppt例：電勢(shì)差計(jì)電路如圖是標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)是待測(cè)電動(dòng)勢(shì)工作時(shí)在合上開關(guān)后，將、合到一側(cè)，在保持不動(dòng)的情況下，調(diào)整電阻使電流計(jì)中無電流。此時(shí)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(cè)，調(diào)整滑動(dòng)接頭的位置直到電流計(jì)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(shè)每個(gè)銅原子奉獻(xiàn)一個(gè)自由電子,估算銅導(dǎo)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(dǎo)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(shè)銅導(dǎo)線中電流密度是均勻的,問電流的密度值是多少?解:(1)設(shè)以

表示銅的質(zhì)量密度,

=8.95×103kg/m3.M表示銅的摩爾質(zhì)量,M=63.5×10-3kg/mol,NA表示阿伏加得羅常數(shù),那么銅內(nèi)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(nèi)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(shè)圓柱筒內(nèi)緣電勢(shì)高于外緣電勢(shì),求它們的電勢(shì)差為U時(shí),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(gè)圓柱面,那么圓柱面的面積為S=2rl.有電阻的定義,可得兩個(gè)圓柱面間的電阻為:R1rR2drl16精選ppt由于圓柱筒內(nèi)外緣之間的電勢(shì)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(duì)半徑為r的圓柱體來說,由于對(duì)稱性,圓柱面上各點(diǎn)電流密度j的大小均相等,各點(diǎn)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(chǎng)強(qiáng)度E的大小為E的方向沿矢徑向外.于是,圓柱體內(nèi)外緣之間的電勢(shì)差為由此可得18精選ppt例：有兩個(gè)分別帶有正負(fù)電荷Q的良導(dǎo)體A和B,它們被相對(duì)電容率為

r,電阻率為

的物質(zhì)所包圍.證明該帶電導(dǎo)體之間的電流和導(dǎo)體的尺寸以及它們之間的距離無關(guān).解:因?yàn)閮蓪?dǎo)體之間任一點(diǎn)的電流密度取決于該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,所以我們應(yīng)先求得導(dǎo)體中任意一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E.設(shè)任意一個(gè)導(dǎo)體A被閉合曲面所包圍.由電介質(zhì)中的高斯定理SA+QerB-Qr19精選ppt計(jì)算離開導(dǎo)體A的總電流.設(shè)在閉合曲面S上任意點(diǎn)的電流密度為j,那么離開導(dǎo)體A的總電流為而在電阻率為

的物質(zhì)中,任意點(diǎn)的電流密度為j=E/

于是,考慮到閉合曲面S上各點(diǎn)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(dǎo)體的尺寸和它們之間的距離無關(guān)20精選ppt例：如下圖的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)E1,E2與分別為2V和4V,其內(nèi)阻略去不計(jì).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(diǎn)間的電勢(shì)降為多少,作圖表示.解(1)電動(dòng)勢(shì)E1與E2的方向相反,且E2>E1.設(shè)電路中的電流方向?yàn)閳D示的逆時(shí)針方向.如從點(diǎn)A出發(fā),沿逆時(shí)針方向繞電路一周,各局部電勢(shì)之和為R1R2R3BACE1E2I21精選ppt應(yīng)該指出,如下圖的電路中,兩個(gè)電源作用是不同的,電動(dòng)勢(shì)為E1的電源對(duì)電路提供能量,而電動(dòng)勢(shì)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(diǎn)之間的電勢(shì)降為即A點(diǎn)的電勢(shì)高于C的電勢(shì)。C與B兩點(diǎn)的電勢(shì)降為B與A兩點(diǎn)的電勢(shì)降為B點(diǎn)電勢(shì)低于A點(diǎn)電勢(shì).R1R2R3BACE1E2I22精選ppt例有兩只蓄電池,電動(dòng)勢(shì)分別為E1=1.25V和E2=1.9V,內(nèi)阻分別為R1=0.1

和R2=0.2

,負(fù)載電阻R=2

,按圖連接,求:(1)通過負(fù)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(shè)I1、I2、I3是分別通過兩蓄電池及負(fù)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(diǎn)A的電流方程又根據(jù)基爾霍夫第二定律,對(duì)回路ABCA可分別列出電壓方程.設(shè)回路的繞行方向?yàn)轫槙r(shí)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(shì)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(jié)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(dòng)勢(shì)值不同的蓄電池并聯(lián)后供給負(fù)載電流,并不一定比一個(gè)蓄電池大,有時(shí)電動(dòng)勢(shì)較小的蓄電池卻變成了電路中的負(fù)載,故使用時(shí)應(yīng)防止這種情況.Ri1RE1E2I2I1AI3DBC25精選pptR1R2R3I1I2+I3I1+I2=019屆:支路電流方向已設(shè)定，1.節(jié)點(diǎn)電流方程？

2.左側(cè)回路電壓方程？26精選ppt例：電阻的立體聯(lián)接。12個(gè)電阻，每個(gè)電阻r，求a,b間的電阻R.對(duì)稱法ababdcefI1I1I2I3I3I3=0c,e點(diǎn)關(guān)于a,b點(diǎn)對(duì)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(duì)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(luò)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(luò)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(luò)r33精選pptrrr......34精選ppt空間立方格子..35精選ppt..ab