1、2.1闭合欧姆定律一、电动势 电动势的大小等于电源力(非静电力)把单位正电荷从电源的负极，经过电源内部移到电源正极所做的功。如设 W 为电源中非静电力把正电荷量 q 从负极经过电源内部移送到电源正极所做的功，则电动势大小为电动势的方向规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的正极，即与电源两端电压的方向相反。 动画电动势二、闭合电路的欧姆定律 图中表示电源的内部电阻，R 表示电源外部连接的电阻(负载)。闭合电路欧姆定律的数学表达式为 图 2-1三、端电压 加在外电路两端的电压称为端电压，端电压将随外电路的电阻而改变。电源端电压随负载电流变化的规律叫做电源的外特性。 外电路两端电压，显然，负载电阻
2、 R 值越大，其两端电压 U 也越大；当时(相当于开路)，则 U = E；当时(相当于短路)，则 U = 0，此时一般情况下的电流()很大，电源容易烧毁。 四、电源向负载输出的功率 容易证明：在电源电动势 E 及其内阻保持不变时，负载 R 获得最大功率的条件是 R =，此时负载的最大功率电源输出的最大功率是图 2-2动画负载的功率2.2电池组 一、电池的串联 如图 2-3 所示串联电池组，每个电池的电动势均为 E、内阻均为。 如果有 n 个相同的电池相串联，那么整个串联电池组的电动势与等效内阻分别为 图 2-3 ，串联电池组的电动势是单个电池电动势的 n 倍，额定电流相同。 二、电池的并联 如
3、图 2-4 所示并联电池组，每个电池的电动势均为 E、内阻均为。 图 2-4如果有 n 个相同的电池相并联，那么整个并联电池组的电动势与等效内阻分别为 ，并联电池组的额定电流是单个电池额定电流的 n 倍，电动势相同。2.3电阻的串联 串联电路 串联电路如图 2-5 所示。设总电压为 U、电流为 I、总功率为 P。 1等效电阻： 2分压关系： 3功率分配： 图 2-5动画电压表量程扩大2.4电阻的串联 并联电路 设总电流为 I、电压为 U、总功率为 P。1等效电导: 即图 2-62分流关系：3功率分配： 特例：两只电阻、并联时，等效电阻 则有分流公式 动画电流表量程扩大2.5电阻的混联 电阻的混
4、联 在电阻电路中，既有电阻的串联关系又有电阻的并联关系，称为电阻混联。对混联电路的分析和计算大体上可分为以下几个步骤： 1首先整理清楚电路中电阻串、并联关系，必要时重新画出串、并联关系明确的电路图；2利用串、并联等效电阻公式计算出电路中总的等效电阻； 3利用已知条件进行计算，确定电路的总电压与总电流； 4根据电阻分压关系和分流关系，逐步推算出各支路的电流或电压。 2.6万用表在基本原理 一、表头 万用表的表头是进行各种测量的公用部分。表头内部有一个可动的线圈(叫做动圈)，它的电阻称为表头的内阻。动圈处于永久磁铁的磁场中，当动圈通有电流之后会受到磁场力的作用而发生偏转。固定在动圈上的指针随着动圈
5、一起偏转的角度，与动圈中的电流成正比。当指针指示到表盘刻度的满标度时，动圈中所通过的电流称为满偏电流。与是表头的两个主要参数。 二、直流电压的测量 将表头串联一只分压电阻 R，即构成一个简单的直流电压表，如图 2-7 所示。图 2-7测量时将电压表并联在被测电压的两端，通过表头的电流与被测电压成正比 在万用表中，用转换开关分别将不同数值的分压电阻与表头串联，即可得到几个不同的电压量程。 三、交流电压的测量 与直流电压表不同，交流电压表增加了一个与表头串联和并联的二极管，如图 2-8 所示被测的交流电压经分压电阻分压，这样虽然被测电压是交流电压，但通过表头的却是单方向的电流，使指针所偏转的角度基
6、本上与被测的交流电压成正比，从而测出被测的电压值。 图 2-8四、直流电流的测量 将表头并联一只分流电阻 R，即构成一个最简单的直流电流表。 设被测电流为，则通过表头的电流与被测电流成正比，即 分流电阻 R 由电流表的量程和表头参数确定 实际万用表是利用转换开关将电流表制成多量程的，如图 2-9 所示。 图 2-9五、电阻的测量 万用表测量电阻(即欧姆表)的电路如图 2-10 所示。 可变电阻 R 叫做调零电阻，当红、黑表笔相接时(相当于被测电阻= 0)，调节R的阻值使指针指到表头的满刻度，即 万用表电阻挡的零点在表头的满度位置上。而电阻无穷大时(即红、黑表笔间开路)指针在表头的零度位置上。
7、当红、黑表笔间接被测电阻时，通过表头的电流为 图 2-10可见表头读数 I 与被测电阻是一一对应的，并且成反比关系，因此欧姆表刻度不是线性的。六、万用表的使用 1正确使用转换开关和表笔插孔 万用表有红与黑两只表笔(测棒)，表笔可插入万用表的“+”、“-”两个插孔里，注意一定要严格将红表笔插入“+”极性孔里，黑表笔插入“-”极性孔里。测量直流电流、电压等物理量时，必须注意正、负极性。根据测量对象，将转换开关旋至所需位置，在被测量大小不详时，应先选用量程较大的高挡位试测，如不合适再逐步改用较低的挡位，以表头指针移动到满刻度的三分之二位置附近为宜。 2正确读数 万用表有数条供测量不同物理量的标尺，读
8、数前一定要根据被测量的种类、性质和所用量程认清所对应的读数标尺。 3正确测量电阻值 在使用万用表的欧姆挡测量电阻之前，应首先把红、黑表笔短接，调节指针到欧姆标尺的零位上，并要正确选择电阻倍率挡。测量某电阻时，一定要使被测电阻与其他电路断开，也不要用手接触表笔的导电部分，以免影响测量结果。当利用欧姆表内部电池作为测试电源时(例如判断二极管或三极管的管脚)，要注意到：黑表笔接的是电源正极，红表笔接的是电源负极。 4测量高电压时的注意事项 在测量高电压时务必要注意人身安全，应先将黑表笔固定接在被测电路的地电位上，然后再用红表笔去接触被测点处，操作者一定要站在绝缘良好的地方，并且应用单手操作，以防触电
9、。在测量较高电压或较大电流时，不能在测量时带电转动转换开关旋钮改变量程或挡位。 5万用表的维护 万用表应水平放置使用，要防止受震动、受潮热，使用前首先看指针是否指在机械零位上，如果不在，应调至零位。每次测量完毕，要将转换开关置于空挡或最高电压挡上。在测量电阻时，如果将两只表笔短接后指针仍调整不到欧姆标尺的零位，则说明应更换万用表内部的电池；长期不用万用表时，应将电池取出，以防止电池受腐蚀而影响表内其他元2.7电阻的测量 伏安法 图 2-11 (a) 是电流表外接的伏安法测电阻的方法，这种测量方法的特点是电流表读数 I 包含被测电阻 R 中的电流I与电压表中的电流，所以电压表读数 U 与电流表读数 I 的比值应是被测电阻 R 与电压表内阻并联后的等效电阻，即，所以被测电阻值为 图 2-11如果不知道电压表内阻的准确值，令，则该种测量方法适用于情况，即适用于测量阻值较小的电阻。 图 2-25 (b) 是电流表内接的伏安法，这种测量方法的特点是电压表读数 U 包含被测电阻 R 端电压 U 与电流表端电压，所以电压表读数 U 与电流表读数 I 的比值应是被测电阻 R 与电流表内阻之和，即，所以被测电阻值为 如果不知道电流表内阻的准确值，令，则该种测量方法适用于的情况，即适用于测量阻值较大的电阻。 动画电阻的测量 窗体顶端窗体底端窗窗体底端木渎第二高级中学肖建华
