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什么是闭合电路详情介绍

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  一个简单的闭合电路由电源、用电器、导线和开关组成。在初中的时候我们就学习过闭合电路了,以下是由学习啦小编整理关于闭合电路的内容,希望大家喜欢!

  闭合电路的介绍

  闭合电路是指电荷沿电路绕一周后可回到原位置的电路。一个简单的闭合电路由电源、用电器、导线和开关组成。闭合电路中的总电流是由电源和电路电阻决定,对一定的电源,,r视为不变,因此,的变化总是由外电路的电阻变化引起的。上述通过两组实验数据求解电动势和内电阻的方法,由于偶然误差的原因,误差往往比较大,为了减小偶然因素造成的偶然误差,比较好的方法是通过调节变阻器的阻值,测量5组~8组对应的U、I值并列成表格,然后根据测得的数据在U--I坐标系中标出各组数据的坐标点,作一条直线,使它通过尽可能多的坐标点,而不在直线上的坐标点能均等分布在直线两侧,如图所示:这条直线就是闭合电路的U--I图像,根据,U是I的一次函数,图像与纵轴的交点即电动势,图像斜率。

  闭合电路物理公式

  全电路欧姆定律(闭合电路欧姆定律)公式:I=E/(R+r)

  其中E为电动势,r为电源内阻,内电压U内=Ir,E=U内+U外

  适用范围:纯电阻电路

  闭合电路 - 物理公式

  闭合电路中的能量转化:

  E=U+Ir

  EI=UI+I^2R

  P释放=EI

  P输出=UI

  纯电阻电路中

  P输出=I^2R

  =E^2R/(R+r)^2

  =E^2/(R+2r+r^2/R)

  当 r=R时 P输出最大,P输出=E^2/4r

  (均值不等式)

  闭合电路基本规律

  1、电动势:电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量。要注意理解:(1)是由电源本身所决定的,跟外电路的情况无关。(2)物理意义:电动势在数值上等于电路中通过1库仑电量时电源所提供的电能或理解为在把1 库仑正电荷从负极(经电源内部)搬送到正极的过程中,非静电力所做的功。(3)注意区别电动势和电压的概念。电动势是描述其他形式的能转化成电能的物理量,是反映非静电力做功的特性。电压是描述电能转化为其他形式的能的物理量,是反映电场力做功的特性。

  2、闭合电路的欧姆定律:

  (1)意义:描述了包括电源在内的全电路中,电流强度与电动势及电路总电阻之间的关系。

  (2)公式:常用表达式

  3、路端电压U,内电压U’随外电阻R变化的讨论:

  外电阻R 总电流内电压路端电压

  增大减小减小增大

  (断路)OO等于

  减小增大增大减小

  (短路)(短路电流)

  闭合电路中的总电流是由电源和电路电阻决定,对一定的电源,,r视为不变,因此,的变化总是由外电路的电阻变化引起的。根据,画出U--R图像,能清楚看出路端电压随外电阻变化的情形。

  还可将路端电压表达为,以,r为参量,画出U--I图像。

  这是一条直线,纵坐标上的截距对应于电源电动势,横坐标上的截距为电源短路时的短路电流,直线的斜率大小等于电源的内电阻,即。

  4、恒定电源输出最大功率的三个等效条件是:(1)外电阻等于内电阻,即。(2)路端电压等于电源电动势的一半,即。(3)输出电流等于短路电流的一半,即。除去最大输出功率外,同一个输出功率值对应着两种负载的情况。一种情况是负载电阻大于内电阻,另一种情况是负载电阻小于内电阻。显然,负载电阻小于内电阻时,电路中的能量主要消耗在内电阻上,输出的能量小于内电阻上消耗的能量,电源的电能利用效率低,电源因发热容易烧坏,实际应用中应该避免。

  5、同种电池的串联:

  n个相同的电池同向串联时,设每个电池的电动势为,内电阻为r,则串联电池组的总电动势,总内电阻,这样闭合电路欧姆定律可表示为,串联电池组可以提高输出的电压,但应注意电流不要超过每个电池能承受的最大电流。

  6、电阻的测量:

  (1)伏安法:伏安法测电阻的原理是部分电路的欧姆定律,测量电路有安培表内接或外接两种接法,如图甲、乙:

  两种接法都有系统误差,测量值与真实值的关系为:当采用安培表内接电路(甲)时,由于安培表内阻的分压作用,电阻的测量值;当采用安培表外接电路(乙)时,由于伏特表的内阻有分流作用,电阻的测量值,可以看出:当和时,电阻的测量值认为是真实值,即系统误差可以忽略不计。所以为了确定实验电路,一般有两种方法:一是比值法,若时,通常认为待测电阻的阻值较大,安培表的分压作用可忽略,应采用安培表内接电路;若时,通常认为待测电阻的阻值较小,伏特表的分流作用可忽略,应采用安培表外接电路。若时,两种电路可任意选择,这种情况下的电阻叫临界电阻,,待测电阻和比较:若>时,则待测电阻阻值较大;若<时,则待测电阻的阻值较小。>

  二是试接法:在、未知时,若要确定实验电路,可以采用试接法,如图所示:如先采用安培表外接电路,然后将接头P由a点改接到b点,同时观察安培表与伏特表的变化情况。若安培表示数变化比较显着,表明伏特表分流作用较大,安培表分压作用较小,待测电阻阻值较大,应采用安培表内接电路。若伏特表示数变化比较显着,表明安培表分压作用较大,伏特表分流作用较小,待测电阻阻值较小,应采用安培表外接电路。

  (2)欧姆表:欧姆表是根据闭合电路的欧姆定律制成的。

  a、欧姆表的三个基准点。

  b、中值电阻的计算方法:当用1档时,,即表盘中心的刻度值

  c、欧姆表的刻度不均匀,在“”附近,刻度线太密,在“0”附近,刻度线太稀,在“”附近,刻度线疏密道中,所以为了减少读数误差,可以通过换欧姆倍率档,尽可能使指针停在中值电阻两次附近范围内。由于待测电阻虽未知,但为定值,故让指针偏转太小变到指在中值电阻两侧附近,就得调至欧姆低倍率档。反之指针偏角由太大变到指在中值电阻两侧附近,就得调至欧姆高倍率档。

  (3)用安培表和伏特表测定电池的电动势和内电阻。


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