20xx粵教版高中物理選修3-1第2章第3節(jié)研究閉合電路-wenkub
2022-11-28 14:38:34 本頁面
【正文】 ? 外電路短路時， R＝ 0， I＝ ______， U＝ ____，據(jù)此特點可以理解不允許將電源兩端用導(dǎo)線直接連接的原因． 增大 減小 0 E Er 0 ? 四、測量電源的電動勢和內(nèi)阻 ? 1．實驗原理 ? (1)用電壓表、電流表加上一個可變電阻，測定電動勢時的電路圖如圖 2－ 3－ 5所示． ? 其計算式為 E＝ ________. 圖 2－ 3－ 5 U＋ Ir ? (2)用電流表、電阻箱測定電動勢時的電路圖如圖 2－ 3－ 6所示． ? 其計算式為 E＝ ________. ? (3)用電壓表、電阻箱測定電源的電動勢時的電路圖如圖 2－ 3－ 7所示． ? 其計算式為 E＝ __________. IR＋ Ir U ＋ UR r ? 2．?dāng)?shù)據(jù)處理方法 ? (1)代數(shù)法：運(yùn)用解方程組求解 E和 r，為了減小實驗的偶然誤差，利用 U和 I值多求幾組 E和 r的值，算出它們的 ________． ? (2)圖象法：對于 E、 r一定的電源，路端電壓U與通過干路的電流 I所成的圖象應(yīng)該是一條直線，這條直線與縱軸的交點表示____________，與橫軸的交點表示__________，圖線的斜率的絕對值表示__________． 平均值 電源電動勢 短路電流 電源內(nèi)阻 ? 【 思考 】 當(dāng)外電路電阻增加時，外電路消耗的電功率怎么變化？ ? 【 答案 】 當(dāng)外電路電阻小于內(nèi)阻時，增大外電阻時，外電路的功率增大，當(dāng)外電路電阻大于內(nèi)阻時，增大外電阻，外電路的功率減?。? ? 一、電源的作用 ? 電源在電路中的作用與抽水機(jī)在水路中的作用有相似之處． ?對電動勢概念的理解 ? 1．如圖 2－ 3－ 8，水池 A、 B的水面有一定的高度差，若在 A、 B之間用一細(xì)管連起來，則水在重力的作用下定向運(yùn)動，從水池 A運(yùn)動到水池 、 B之間的高度差很快消失，在這種情況下，水管中只可能有一個瞬時水流．但若在水池 A、 B間連一臺抽水機(jī)，將水池 B中的水抽到水池 A中，保持 A、 B之間的高度差，在水管中就有源源不斷的水流了． 圖 2 － 3 － 8 電源在電路中的作用就是不斷地將流到負(fù)極的正電荷搬送到正極，從而保持正負(fù)極間有一定的電勢差，電路中便有持續(xù)的電流． ? 2．從能量轉(zhuǎn)化的角度來看，當(dāng)水由 A池流入 B池時，由于重力做功，水的重力勢能減少轉(zhuǎn)化為其他形式的能．如圖2－ 3－ 8當(dāng)抽水機(jī)將 B中的水抽到 A中的過程中，要克服水的重力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為水的勢能． 圖 2－ 3－ 9 ? 同理在電源內(nèi)部如圖 2－ 3－ 9，由于存在由正極指向負(fù)極的電場，把正電荷由負(fù)極搬運(yùn)到正極的過程中，就要有非靜電力作用于電荷來克服電場力做功，使電荷的電勢能增加，即從能量轉(zhuǎn)化來看，電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置． ? 二、對電動勢的理解 ? 1．從能量轉(zhuǎn)化的角度來看，非靜電力移動電荷做功的過程，就是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程．在不同的電源中，非靜電力不同，其做功本領(lǐng)也不同，即把相同數(shù)量的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極搬運(yùn)到正極，非靜電力做功多少不同，轉(zhuǎn)化成電能的多少就不同，物理學(xué)中用電動勢來描述電源的這種特性． ? 2．電勢差與電動勢的比較 物理量 比較內(nèi)容 電勢差 U 電動勢 E 物理意義 電場力做功，電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的本領(lǐng) 非靜電力做功，其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng) 定義式 U ＝Wq， W 為電場力做的功 E ＝Wq， W 為非靜電力做的功 單位 伏特 (V) 伏特 (V) 決定因素 由電源及導(dǎo)體電阻、導(dǎo)體連接方式?jīng)Q定 由電源本身決定，與其他因素?zé)o關(guān) 測量方法 將電壓表并聯(lián)在被測電路兩端 ① 將內(nèi)阻很大的電壓表并聯(lián)在電源兩端，且外電路斷開② 用伏安法 聯(lián)系 電路閉合時， E ＝ U 內(nèi) ＋ U 外 電路斷開時， E ＝ U 開路 ? 3．內(nèi)外電路電勢的升降 ? 在理解課本圖的基礎(chǔ)上，我們還可以把電源看成等效的兩部分，即無內(nèi)阻理想電源和電阻 r的串聯(lián)，則閉合電路內(nèi)外電路的電勢升、降如圖 2－ 3－ 10所示． 圖 2－ 3－ 10 ? 從電源正極開始，沿電流流向，先經(jīng)過電阻 r，電勢降低 Ir，再經(jīng)過外電路電阻 R，電勢又降低 IR；由電源的負(fù)極到正極非靜電力作用，使電勢又升高 E，電源正、負(fù)極的電勢用 φ φ2表示，對整個過程有
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