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ID号:4502
标题:电磁感应
频道:高中教案
栏目:高中物理教案
属性: 热
作者:liwen
来源:旧版导入
点击:
编辑:管理员
时间:2005-7-19 |
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电磁感应 |
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作者：liwen 文章来源：旧版导入 点击数： 更新时间：2005-7-19  |
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第一节 电动势 闭合电路的欧姆定律
一、电动势
衡量电源的电源力大小及其方向的物理量叫做电源的电动势。
电动势通常用符号E或e(t)表示，E表示大小与方向都恒定的电动势(即直流电源的电动势)，e(t)表示大小和方向随时间变化的电动势，也可简记为e。电动势的国际单位制为伏特，记做V。
电动势的大小等于电源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作的功。如设W为电源中非静电力(电源力)把正电荷量q从负极经过电源内部移送到电源正极所作的功，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。
二、闭合电路的欧姆定律
图中r表示电源的内部电阻，R表示电源外部联接的电阻(负载)。闭合电路欧姆定律的数学表达式为
外电路两端电压U = RI = E - rI = ，显然，
负载电阻R值越大，其两端电压U也越大；当R >> r时(相当于开路)，则U = E；当R << r时(相当于短路)，则U = 0，此时一般情况下的电流(I = E/r)很大，电源容易烧毁。
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【例2-1】 如图2-2所示，当单刀双掷开关S合到位置1时，外电路的电阻R1 = 14 W，测得电流表读数I1 = 0.2 A；当开关S合到位置2时，外电路的电阻R2 = 9 W，测得电流表读数I2 = 0.3 A；试求电源的电动势E及其内阻r。
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解：根据闭合电路的欧姆定律，列出联立方程组
解得：r = 1 W，E = 3 V。本例题给出了一种测量直流电源电动势E和内阻r的方法。
三、负载获得最大功率的条件
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图2-3 电源输出功率与外电路(负载)电阻的关系曲线 | 容易证明：在电源电动势E及其内阻r保持不变时，负载R获得最大功率的条件是R = r，此时负载的最大功率值为
电源输出的最大功率是
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【例2-2】如图2-4所示，直流电源的电动势E = 10 V、内阻r = 0.5 W，电阻R1 = 2 W，问：可变电阻RP调至多大时可获得最大功率Pmax？ |
解：将(R1 + r)视为电源的内阻，则RP = R1 + r = 2.5 W 时，RP获得最大功率
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