【文章內(nèi)容簡介】 焦 [耳 ]，符號為 J。 上式表明，電流在一段電路上所做的功，與這段電路兩端的電壓、電路中的電流和通電時間成正比。 對于純電阻電路，歐姆定律成立，電能也可由下式計算。 U2 二、電功率 電流在單位時間內(nèi)所做的功叫做電功率。它是描述電流 17 做功快慢的物理量。 電功 率的計算公式為 （電功率定義式） （式 112） t 式中 W——電流所做的功（即電能），單位是焦 [耳 ]，符號為 J； t——完成這些功所用的時間，單位是秒，符號為 s； P——電功率，單位是瓦 [特 ]，符號為 W. 在直流情況下，且電流與電壓為關(guān)聯(lián)參考方向是，電功率有如下表示形式： （式 113） 如果電流、電壓為非關(guān)聯(lián)參考方向，式 113 前面應(yīng)加 ― ‖ 。 在這個規(guī)定下， P＞ 0 說明電路元件在消耗（吸收）電能；反之 P＜ 0 則為發(fā)出（供出）電能。 對于線性電阻元件而 言，電功率公式還可以寫成 U2 三、電路中的功率平衡 在一個閉合回路中，根據(jù)能量守恒和轉(zhuǎn)化定律，電源電動勢發(fā)出的功率，等于負(fù)載電阻和電源 P 電源 負(fù)載 中的體現(xiàn)。 （ 2）、可以熟練應(yīng)用公式計算電能與電功率。 電源的最大輸出功率 一、討論 由全電路歐姆定律的學(xué)習(xí)，我們知道：在一個完整的電路當(dāng)中，電源電動勢提供的功率一部分消耗在電源的 ① 下面要討論的是，當(dāng) R為何值，負(fù)載能從電源出獲得最大功率。 根據(jù)全電路歐姆 定律 ② 將 I 帶入負(fù)載電阻所消耗的功率 ——式 ① 中，得到 E2 ③ 對于一個電路而言，電源電動勢 E、電源內(nèi)阻 R0 是一定的， 只有當(dāng)分母最小時，功率 P有最大值，所以，只有當(dāng) R= R0 時， P 值最大。 二、最大功率輸出定理： 當(dāng)負(fù)載電阻 R和電源內(nèi)阻 R0 相等時，電源輸出功率最大 19 （負(fù)載獲得最大功率 Pm），即當(dāng) R= R0 時， 小結(jié) 最大功率輸出定理： 負(fù)載電阻等于電源 （式 114） 三、例題講解 第二 章 直流電路 電阻串聯(lián)電路 amp。 電阻并聯(lián)電路 一、串聯(lián)電路 把幾個電阻一次連接起來，組成中間無分支的電路，叫做電阻串聯(lián)電路。如下圖 1 所示為兩個電阻組成的串聯(lián)電路。 20 圖 1 電阻串聯(lián)電路 串聯(lián)電路的特點： 1． 串聯(lián)電路中電流處處相等。 當(dāng) n 個電阻串聯(lián)時，則 （式 21） 。 （式 22） 。 R 叫做 R1， R2 串聯(lián)的等效電阻，其意義是用 R代替 R1， R2 后，不影響電路的電流和電壓。 在圖 1 中，（ b）圖是（ a）圖的等效電路。 當(dāng) n 個電阻串聯(lián)時，則 （式 23） 。 由于串聯(lián)電路中的電流處處相等，所以 上述兩式表明，串聯(lián)電路中各個電阻兩端的電壓與各個電阻的阻值成正比；各個電阻所消耗的功率也和各個電阻阻值成正比。推廣開 來，當(dāng)串聯(lián)電路有 n 個電阻構(gòu)成時，可得串聯(lián)電路分壓公式 21 提示：在實際應(yīng)用中，常利用電阻串聯(lián)的方法，擴大電壓表的量程。 二、電阻并聯(lián)電路 把兩個或兩個以上的電阻接到電路中的兩點之間，電阻兩端承受同一個電壓的電路，叫做電阻并聯(lián)電路。 圖 2 電阻并聯(lián)電路 并聯(lián)電路的特點： 電路中各個電阻兩端的電壓相同 即 （式 26） 22 電阻并聯(lián)電路總電流等于各支路電流之和 即 （式 27） 并聯(lián)電路的總阻值的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)的和 即 11111 （式 28） 電阻并聯(lián)電路的電流分配和功率分配關(guān)系 在并聯(lián)電路中，并聯(lián)電阻兩端電壓相同，所以 上式表明，并聯(lián)電路中各支路電流與電阻成反比； 各支路電阻消耗的功率和電阻成反比。 當(dāng)兩個電阻并聯(lián)時，通過每個電阻的電流可以用分流公式計算，如圖 28 所示，分流公式為： 在電阻并聯(lián)電路中，電阻小的支路通過的電流大；電阻大的支路通過的電流小。 注意：電阻并聯(lián)電路在日常生活中應(yīng)用十分廣泛，例如：照明電路中的用電器通常都是并聯(lián)供電的。只有將用電器并聯(lián)使用，才能在斷開、閉合某個用電器時，或者某個用電器出現(xiàn)斷路故障時，保障其他用電器能夠正常工作。 三、例題講解，鞏固練習(xí) 23 串聯(lián)電路例題講解：見 167。 例題 1，例題 2。 并聯(lián)電路例題講解：見 167。 例題 1，例題 2。 電阻混聯(lián)電路 實際工作和生活中，單純的串聯(lián)或并聯(lián)電路是很少見的。而最為常見的是混聯(lián)電路。 既有電阻串聯(lián)，又有電阻并聯(lián)的電路，稱為電阻混聯(lián)電路。本次課我們來學(xué)習(xí)混聯(lián)電路的一種常用分析方法： 一、等電位分析法 等電位分析法步驟： 確定等電位點、標(biāo)出相應(yīng)的符號。 導(dǎo)線的電阻和理想電流表的電阻可以忽略不計，可以認(rèn) 為導(dǎo)線和電流表連接的兩點是等電位點。對等電位點標(biāo)出相應(yīng)的符號 。 畫出串聯(lián)、并聯(lián)關(guān)系清晰的等效電路圖。 由等電位點先確定電阻的連接關(guān)系，再畫電路圖。根據(jù) 支路多少，由簡至繁，從電路的一端畫到另一端。 求解 根據(jù)歐姆定律，電阻串聯(lián)、并聯(lián)的特點和電功率計算公 式列出方程求解。 二、例題講解 見教材 167。 例題 1，例題 2。 分析： （ 1） 求解混聯(lián)電路要求同學(xué)們可以熟悉電阻串聯(lián)、 并聯(lián)電路的特點， 能夠熟練應(yīng)用分流、分壓公 24 式。 （ 2） 將復(fù)雜的混聯(lián)電路等效轉(zhuǎn)換為易于求解的串 聯(lián)、并聯(lián)電路時求解混聯(lián)電路的關(guān)鍵。 （ 3） 在某些復(fù)雜電路中，等電位點的判斷，需要同 學(xué)們發(fā)揮空間想象力，不要將電路看成一個平 面的東西。 電池的連接 一、電池的串聯(lián) 定義將多個電池的正極負(fù)極依次相聯(lián)，就構(gòu)成了串聯(lián)電 池組。 計算： 若 n 個相同的電池，電動勢為 E， 圖 221 串聯(lián)電池組 （式 210） 分析：利用電池串聯(lián)可以輸出較高的電動勢。當(dāng)用電器 所 要求的額定電壓高于單個電池電動勢時，可以用串聯(lián)電池組供電。 25 注意： （ 1）用電器的額定電流必須小于電池允許通過的最大電流； （ 2）注意電池極性