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1、第二章 简单直流电路第二章 简单直流电路 第一节 电动势 闭合电路的欧姆定律 第二节 电池组 第三节 电阻的串联 第四节 电阻的并联 第五节 电阻的混联 第六节 万用表的基本原理 第七节 电阻的测量 第八节 电路中各点电位的计算 本章小结第一节 电动势 闭合电路的 欧姆定律 q 电动势 q 闭合电路的欧姆定律 q 负载获得最大功率的条件 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。动画M2-1 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
2、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E RIrI 或 图2-1 简单的闭合电路 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 RA的情况，即适
3、用于测量阻值较大的 电阻。图2-21伏安法测电阻 三、惠斯通电桥 惠斯通电桥法可以比较准确的测量电阻，其原理如图2- 22所示。图2-22 惠斯通电桥法测量电阻 R1、R2、R3、为可调电阻，并且是阻值已知的标准精密 电阻。R4为被测电阻，当检流计的指针指示到零位置时，称 为电桥平衡。此时，B、D两点为等电位，被测电阻为惠斯通电桥有多种形式，常见的是一种滑线式电桥。 动画M2-2 惠斯通电桥被测电阻为 。第八节 电路中各点电位的计算 一、电位参考点(即零电位点 )二、电位的定义 一、电位参考点(即零电位点) 在电路中选定某一点A为电位参考点，就是规定该点的 电位为零, 即UA 0。电位参考点的
4、选择方法是：(1)在工程中常选大地作为电位参考点；(2)在电子线路中,常选一条特定的公共线或机壳作为电位参考点。在电路中通常用符号“ ”标出电位参考点。二、电位的定义 电路中某一点M的电位UM就是该点到电位参考点A的电 压，也即M、A两点间的电位差，即UM UMA计算电路中某点电位的方法是：(1) 确认电位参考点的位置；(2) 确定电路中的电流方向和各元件两端电压的正负极 性；(3) 从被求点开始通过一定的路径绕到电位参考点，则 该点的电位等于此路径上所有电压降的代数和：电阻元件 电压降写成 RI形式，当电流I的参考方向与路径绕行方向 一致时，选取“ ”号；反之，则选取“ ”号。电源电动势写
5、成 E形式，当电动势的方向与路径绕行方向一致时，选取 “”号；反之，则选取“”号。 【例2-10】如图2-23所示电路，已知： E1 45V，E2 12V，电源内阻忽略不计； R1 5 ，R2 4 ，R3 2。求B、C、D 三点的电位UB、UC、UD 。图2-23 例题2-10 解:利用电路中A点为电位参考点（零电位点），电流方向为顺时针方向：B点电位：UB = UBA = R1I = 15VC点电位：UC = UCA = E1 R1I = 45 15 = 30 VD点电位：UD = UDA = E2 R2I = 12 12 = 24 V 必须注意的是，电路中两点间的电位差(即电压)是绝对的，
6、不随电位参考点的不同发生变化，即电压值与电位 参考点无关；而电路中某一点的电位则是相对电位参考点而言的，电位参考点不同，该点电位值也将不同。例如，在上例题中，假如以E点为电位参考点，则B点的电位变为UB = UBE = R1I R2I = 27 V；C点的电位变为UC = UCE = R3I E2 = 18 V；D点的电位变为UD = UDE = E2 = 12 V。本 章 小 结 一、闭合电路的欧姆定律 二、电池组 三、电阻的串联 四、电阻的并联 五、万用表 六、电阻的测量 七、电路中点电位的计算一、闭合电路的欧姆定律负载R获得最大功率的条件是R = r，此时负载的最大功率 值为 二、电池组
7、n个相同的电池相串联，那么整个串联电池组的电动势 E串 = nE，等效内阻r串 = nr。n个相同的电池相并联，那么整个并联电池组的电动势 E并 = E，等效内阻r并 = r/n。四、电阻的并联 1. 等效电导: G =G1 G2 Gn 即 2. 分流关系： R1I1 =R2I2 = = RnIn = RI = U 3. 功率分配： R1P1 = R2P2 = = RnPn = RP = U21. 等效电阻:R = R1 R2 Rn2. 分压关系： 3. 功率分配： 三、电阻的串联 五、万用表万用表的基本原理是建立在欧姆定律和电阻串联分 压、并联分流等规律基础之上的。一般的万用表可以测 量直流
8、电压、直流电流、电阻、交流电压等。六、电阻的测量1.直接测阻法 采用直读式仪表测量电阻，仪表的 标尺是以电阻的单位（、k或M）刻度的，可以直接 读取测量结果。例如用万用表的档测量电阻，就是直接 测阻法。2.比较测阻法 采用比较仪器将被测电阻与标准电 阻器进行比较，在比较仪器中接有检流计，当检流计指零 时，可以根据已知的标准电阻值，获取被测电阻的阻值。3.间接测阻法 通过测量与电阻有关的电量，然后根据相关公式计算，求出被测电阻的阻值。例如得到广泛 应用的、最简单的间接测阻法是伏安法。它是用电流表测 出通过被测电阻中的电流、用电压表测出被测电阻两端的 电压，然后根据欧姆定律即可计算出被测电阻的阻值。惠斯通电桥法可以比较准确的测量电阻，电桥平衡时，被测电阻为 。惠斯通电桥有多种形式，常见的是一种滑线式电桥，被测电阻为 。在电路中选定某一点A为电位参考点，就是规定该点的电位为零, 即UA 0。电路中某一点M的电位UM就是该点到电位参考点A的电压，也即M、A两点间的电位差，即UM UMA。 七、电路中各点电位的计算
