6焦耳定律与闭合电路欧姆定律 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/4/19 20:36:09星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

焦耳定律与闭合回路欧姆定律

1、串并联电路的简化 (1)电流分支法

①先将各节点用字母标上; ②判断支路元件中的电流方向(若元电路无电或电流,可假设总电路两端加上电压后判定);

③按电流流向,自左到右将各元件、节点、分支逐一画出; ④将画出的等效电路图加工整理。 (2)等势点排列法

①将各节点用字母标出; ②判断各节点电势的高低;

③对各节点按电势高低自左到右排列,再将各节点间的支路画出; ④将画出的等效图加工整理。

以下图1的等效电路为例:把 V 视为断路,得图2。设电势A高于B,可这样选择独立支路,电流A R1 E R5 B和电流A R2 C R3 D B(两条独立支路),得图3,再将R4接在D、E将,将接在A、D间,得图4。

图1 图2

图3 图4

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再以下图的等效电路为例。把 A 视为断路,得图乙。设A的电势高,B的电势低,从A点开始,与A点等势的点没有,由此向右到C点,E点与C点等势可连在一起,得图丙。再向右到D、F,B点与D、F点等势可以连在一起,最后将 A 串联在C、E间,得等效电路图丁。

2、电功和电功率 (1)电功

①定义:电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I、通电时间t三者的乘积。 ②公式:W?qU?UIt

③单位:国际单位为焦耳,符号为J。

常用单位为千瓦时(kW·h),亦称为“度”,1度=3.6×106J

④实质:电流通过一段电路所做的功,实质是电场力在这段电路中对电荷做的功。

⑤意义:电流做功是电能转化为其他形式能的过程,电功的大小量度着电能的转化,它标志着电能转化为其他形式的能。 (2)电功率

①定义:电流所做的功跟完成这些功所用时间的比值叫做电功率。 ②表达式:P=

W=UI t③单位:瓦特,符号W。

常用单位还有千瓦(kW),1kW=1000W ④物理意义:反映电流做功的快慢。

⑤额定功率:用电器在额定电压下工作的电功率。 3、焦耳定律和热功率 (1)焦耳定律 ①内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻及通电时间成正比。

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②表达式:Q?I2Rt

③适用范围:公式Q?I2Rt可求任何电路(纯电阻电路和非纯电阻电路)中电流I通过电阻R时产生的热量(电热),在国际单位制中,电热的单位也是焦耳(J)。 ④电路的热效应:电流通过导体的时候,做定向移动的自由电子要频繁地跟金属阳离子碰撞,由于这种碰撞,电子在电场力的加速作用下获得的动能,不断传递给金属正离子,使金属正离子热运动加剧,于是通电导体的内能增加,温度升高,即产生了电热。 ⑤电热的意义:电热是电能转化为内能的量度,用公式Q?I2Rt计算。

注意:电流的热效应实质上是电能通过电流做功转化为内能(电热),在任何电路中,总有电功W?Q,只有在纯电阻电路中,电能全部转化为电热,及

U2Q?W?UIt?t?I2Rt。

R (2)热功率

①定义:单位时间内的发热量,热功率就是电能转化为内能的功率。 ②公式:P?Q?I2R,适用于所有电路。 t

电阻R1与R2并联在电路中,通过R1与R2的电流之比为1:2,则当R1与R2串联后接入电路中时,R1和R2两端电压之比U1:U2为( ) A、1:2 B、2:1

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