閉合電路的輸出功率

1、閉合電路的輸出功率電源的總功率：P總=IE=IU外十IU內(nèi)=IU + I2r,（閉合電路中內(nèi)、外電路的電流相等，所以由E = U 外十U.)電源的輸出功率 與電路中電流的關(guān)系：p =ux I ；當(dāng)I T時(shí)u J ,當(dāng)I J時(shí)u T ,極值存大。P =IE -I2r = -r(I2 -I r= tI2-2I ()2 2r 2r 4r-r(I)222r 4r當(dāng)I =E2r時(shí),電源的輸出功率最大,Pm =54r電源的輸出功率與外電路電阻的關(guān)系：（等效于如圖所示的電路） 一百蘭p出二曝 $ =IE, WU =i2r=(rE?)2r =2R(R r)2- 4RrE2ZZIT_4rR2當(dāng)R=r時(shí)（I=E/

2、2r）,電源有最大輸出功率：P Emax 4r結(jié)論：當(dāng)外電路的電阻等于電源的內(nèi)阻時(shí)，電源的輸出功率最大。= 要使電路中某電阻 R的功率最大；條件 R=電路中其余部分的總電阻例：電阻R的功率最大條件是：R= R0+r輸出功率隨外電阻R變化的圖線 （如圖所示）；由圖象可知,I.對(duì)應(yīng)于電源的非最大輸出功率P可以有兩個(gè)不同的外電阻 R和R,不難證明r=J哺II.當(dāng)Rr時(shí)，若R增大，則P出減小.IV.在電源外特性曲線上某點(diǎn)縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)值的乘積為電源的輸出功率,u= E時(shí)，p最大。2應(yīng)注意：對(duì)于內(nèi)外電路上的固定電阻，其消耗的功率僅取決于電路中的電流大小 電源內(nèi)阻上的熱功率：P內(nèi)=U內(nèi)I=I2r。電源的供

3、電效率電IUUr I = =P 總IEEI 2R2 _I (R r)R當(dāng)電源的輸出功率達(dá)最大時(shí),7）R r電表的改裝：微安表改裝成各種表，關(guān)健在于原理(1)靈敏電流表(也叫靈敏電流計(jì))：符號(hào)為G用來測(cè)量微弱電流，電壓的有無和方向.其主要參數(shù)有 三個(gè)：首先要知：微安表的內(nèi)阻 Rg、滿偏電流I g、滿偏電壓Ug。滿偏電流I g即靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時(shí)的電流，也叫靈敏電流表的電流量程.滿偏電壓Ug靈敏電流表通過滿偏電流時(shí)加在表兩端的電壓.g以上三個(gè)參數(shù)的關(guān)系Ug= |g Rg.其中Ig和Ug均很小，所以只能用來測(cè)量微弱的電流或電壓.采用半偏法先測(cè)出表的內(nèi)阻；最后要對(duì)改裝表進(jìn)行較對(duì)。(2)半值

4、分流法(也叫半偏法)測(cè)電流表的內(nèi)阻，其原理是:當(dāng)$1閉合、s2打開時(shí)：|.(1 g gRi) =E當(dāng)S2再閉合時(shí)：Ug+UR2Ig聯(lián)立以上兩式，消去E 可得：2I g +2Ri =rg +Ri +%I g Tgg g) R 二E2R2R1r2(3)電流表：符號(hào)A,可見：當(dāng)RiR2時(shí)， 有：r。= R2 gJ用來測(cè)量電路中的電流， 并聯(lián)電阻分流原理.如圖所示為電流表的內(nèi)部電路圖,設(shè)電流表量程為I,擴(kuò)大量程的倍數(shù)n=I/Ig,由并聯(lián)電路的特點(diǎn)得:IgIgR g = (I - Ig)R = R = R g g g g gI - Ig(n為量程的擴(kuò)大倍數(shù))gRR R 一一，由這兩式子可知，電流表量程越

5、大,R Rg nRg越小，其內(nèi)阻也越小.(4)電壓表：符號(hào)V, 電路圖.設(shè)電壓表的量程為用來測(cè)量電路中兩點(diǎn)之間的電壓.一皿滕電阻分壓埋.理 如圖所示是電壓表內(nèi)部U,擴(kuò)大量程的倍數(shù)為 n=U/Ug,由串聯(lián)電路的特點(diǎn)，得:ugu-ugpRRg RU -Ug二(g)Rug-12=(n-1)R(n為量程的擴(kuò)大倍數(shù))電壓表內(nèi)阻內(nèi) =R +Rg =nRg，由這兩個(gè)式子可知， 電壓表量程越大，分壓電阻就越大,內(nèi)阻也越大.(5)改為歐姆表的原理兩表筆短接后，調(diào)節(jié)Ro使電表指針滿偏，得Ig=E/(r+R g+Ro)接入被測(cè)電阻Rx后通過電表的電流為Ix=；E/(r+R g+R o+Rx) = E/(R 中+R

6、x)由于Ix與Rx對(duì)應(yīng)，因此可指示被測(cè)電阻大小(6)非理想電表對(duì)電路的影響不能忽略，解題時(shí)應(yīng)把它們看作是能顯示出本身電壓或電流的電阻器用電壓表測(cè)得的電壓實(shí)際上是被測(cè)電路與電壓表并聯(lián)后兩端的電壓，由于電壓表內(nèi)阻不可能無限大，因此測(cè)得的電壓總比被測(cè)電路兩端的實(shí)際電壓小，表的內(nèi)阻越大，表的示數(shù)越接近于實(shí)際電壓值用電流表測(cè)得的電流，實(shí)質(zhì)上是被測(cè)量的支路(或干路)串聯(lián)一個(gè)電阻(即電流表內(nèi)阻)后的電流.因此，電流表內(nèi)阻越小，表的示數(shù)越接近于真實(shí)值測(cè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻（i）直接法：外電路斷開時(shí)，用電壓表測(cè)得的電壓 U為電動(dòng)勢(shì)E ;U=E（2）通用方法：AV法測(cè)要考慮表本身的電阻，有內(nèi)外接法；單一組數(shù)據(jù)計(jì)算，誤差較

7、大應(yīng)該測(cè)出多組（u, I）值，最后算出平均值作圖法處理數(shù)據(jù)，（u, I）值列表,在u-I圖中描點(diǎn)，最后由u-I圖線求出較精確的 E和r。（3）特殊方法（一）即計(jì)算法：畫出各種電路圖= Ii(Ri r)=2 r)E IiI2(Ri-R2)II R - L R一r = IiRi I2R2 （一個(gè)電流表和兩個(gè)定值電阻）I2-Ii=UiIir412rE Iiu 2 I2uiIi - I2u 2 - u1（一個(gè)電流表及一個(gè)電壓表和一個(gè)滑動(dòng)變阻器Ii - I 2ui rRiu2 一 rR2uiu2(Ri -R2)u2Ri -uiR2r (ui -u2)RiR2 (一個(gè)電壓 u2Ri -uiR2表和兩個(gè)定值

8、電阻） （二）測(cè)電源電動(dòng)勢(shì) 甲法中：所測(cè)e和內(nèi)阻r有甲、乙兩種接法，如圖得和r都比真實(shí)值小， /r測(cè)=測(cè)/r真;用 圖11乙法中：e測(cè)=e真，且r測(cè)=r+r A。（三）電源電動(dòng)勢(shì) e也可用兩阻值不同的電壓表表時(shí)，讀數(shù)是UB,用A、B兩表測(cè)量時(shí),A、B測(cè)定，單獨(dú)使用A表時(shí)，讀數(shù)是Ua,單獨(dú)使用B讀數(shù)是 U,則 e =UaUB/ (Ua U)。電阻的測(cè)量AV法測(cè)：要考慮表本身的電阻，有內(nèi)外接法;據(jù)歐姆表測(cè)：測(cè)量原理兩表筆短接后，調(diào)節(jié)Ro使電表指針滿偏，得多組（u, I）值，列表由u-I圖線求。怎樣用作圖法處理數(shù)接入被測(cè)電阻Rx后通過電表的電流為IxIg= E/(r+R g+R o)E/(r+R g

9、+Ro+Rx) = E/(R 中+Rx)由于Ix與Rx對(duì)應(yīng)，因此可指示被測(cè)電阻大小使用方法：機(jī)械調(diào)零、選擇量程（大到?。?、歐姆調(diào)零、測(cè)量讀數(shù)時(shí)注意擋位（即倍率）、撥off擋。 注意：測(cè)量電阻時(shí)，要與原電路斷開，選擇量程使指針在中央附近，每次換擋要重新短接歐姆調(diào)零。電橋法測(cè)：Ri 旦D R2R3_ R _R2RxRi半偏法測(cè)表電阻:斷電，調(diào)R1使表滿偏；閉s2,調(diào)R2使表半偏.則R表=R2;R2S2一 SSi障鑫1 電學(xué)實(shí)驗(yàn)專題（二）電路的測(cè)量L-VI司雷凌泮的白光原則是： 安全性好，誤差小，儀器少，耗電少，操作方便.實(shí)驗(yàn)電路-可分為兩部分：測(cè)量電路和供電電路.類型電路圖R測(cè)與R真比較條件計(jì)算比

10、較：知RvRA及Rx大致值時(shí)內(nèi)jAV* WRR 測(cè)=Ur_+Ua =Rx+Ra Rx IRx定Rv9Ra適于測(cè)大電阻Rx JRaRv外rn ALUR 測(cè)= U = RxRv RX Iv +Ir Rx +RvRx-Ra冬Rv適于測(cè)小電阻Rx Ra時(shí)用內(nèi)接法，當(dāng)Rx JRaRv，（即Rx為大電阻）時(shí)用內(nèi)接法；當(dāng)當(dāng)RX JRRT（即Rx為小電阻）時(shí)用外接法；當(dāng)rRx時(shí)，用電流表外接法；瓦 rA測(cè)試判斷法（實(shí)驗(yàn)判斷法）：當(dāng)Rx, RA, Rv大約值都不清楚時(shí)用此法.“誰變化大，電阻就與誰近”如圖所示，將單刀雙擲開關(guān) S分別接觸a點(diǎn)和b點(diǎn)，與a接時(shí)（I1； U1）；與b接時(shí)（I2； u2）1fti總T-

11、0TJV TOC o 1-5 h z 若I有較大變化（即I U1-U2I II1-I2I）說明v有較大電流通過（分流影響較大），采用內(nèi)接法一vUi Il若u有較大變化（即| U1-U2|、IL-U）說明A有較強(qiáng)的分壓作用（分壓影響較大），采用外接法 , j- - , 1 - - =“一 , 一 一UiIi說明：在測(cè)定金屬電阻率電路中，由于電阻絲電阻較小，所以實(shí)驗(yàn)室采用電流表外接法；在測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，通常只采用電流表內(nèi)接法.（對(duì)R來說）歐姆表：歐姆表是根據(jù)閉合電路的歐姆定律制成的。（1）歐姆表的三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。如圖，虛線框內(nèi)為歐姆表原理圖。歐姆表的總電阻Rz = R + Rg + r ,待測(cè)電阻為 Rx ,則Ix =,可以看出，I*隨R*按雙曲線規(guī)律變化，因此歐姆表的刻R Rg r Rx Rz Rx度不均勻。當(dāng)Rx = 0時(shí)，IxRz=I g 指針滿偏，停在0刻度；當(dāng)Rx不動(dòng)，停在電阻g刻度；當(dāng)Rx = Rz時(shí)，好時(shí)，底=0指針I(yè)xX.1ig2Rz 2 g指針半偏，停在 Rz刻度，因此Rz又叫歐姆表的中值電阻。如圖所示。(2)中值電阻Rz的計(jì)算方法：當(dāng)用RM1檔時(shí),Rz=一,即表盤中心的刻度值，當(dāng) I用 Rxn檔時(shí)，Rz =nRz。(3)歐姆