物理课件第六章 节 直流电路.pptVIP

第六章 直流电路 * 6-1 电流密度 6-2 一段含源电路的欧姆定律 6-3 基尔霍夫定律 6-1 电流密度 * 1.电流： 载流子：可以自由移动的带电粒子 （如：金属中的电子; 电解质溶液中的正、负离子） 一、电流 电流密度 ①电荷在电场的作用下作定向移动形成电流。 电势差（即存在电场）：无电场作用时，载流子作杂乱无章的热运动；电场作用时，在原热运动的基础上再叠加与电场力方向一致的定向移动（漂移）。 条件 * ②电流: 单位时间内通过导体某横截面积的电荷量。 ——恒定电流 ——瞬时电流 单位:安培 ③电流不是矢量，规定电流的方向是正电荷流动的方向,只是为了说明问题方便些。 * 方向:就是该点的电场方向; + － 2.电流密度： 描述电流分布情况的矢量。 大小:等于通过垂直于电流方 向单位面积的电流。 I 或： * *若有多种载流子参与导电,总电流密度为 △S J E 时间内通过截面 的载流子的电荷量 *电流密度决定式： 二、欧姆定律的微分形式 * 1.欧姆定律和电阻定律： *电导率:σ=1/ρ；单位：S·m-1 *电阻的单位:Ω ①一段导体的欧姆定律 ②电阻定律 *金属材料的电阻率（温度不太低） *电导: G=1/R；单位：西门子（S） * 2.欧姆定律的微分形式: △S △l E △U J 在通电导体中取一圆柱形小体积元，其轴线沿该处电流密度的方向: 可见：导体中任何一点电荷的运动只与导体的性质及该点的场强有关，与导体的形状和大小无关；电场决定电流的分布情况。 * 6-2 一段含源电路的欧姆定律 一、电 动 势 电源的作用：借助非静电力来产生和维持电位差 电动势：描述电源内部非静电力做功本领的物理量，数值上等于把单位正电荷从负极经电源内部移动到正极时非静电力所做的功。 标量 单位：伏特（V) 规定：电动势具有方向，负极到正极 * 二、含源电路的欧姆定律： 1.全电路欧姆定律： R内 I R * 两给定点之间的电势差等于两点之间的各个分段的电势降低之和，在闭合电路中沿闭合回路环绕一周时，各分段电势的代数和等于零。 R内 b a I R I a -IR内(=Uba) a Ua Ua Uba R内 R a b Ub IR内 IR a 外电路 电源内部 * ②绕行方向选择： 2.一段含源电路的欧姆定律： ③符号原则：电势降低为“+”，电势升高为“－”。 *电阻R中电流方向与选定的绕行方向相反，电势升高，增量-IR，反之为正。 闭合回路可以任意假定绕行方向； ①电流的方向可以任意假定； *电源 从负极到正极与绕行方向相同，电势升高，增量 ，反之为负。 例题 * 解：假定电路中电流方向如图所示，选择顺时针方向为绕行方向，那么 R2 R1 c a b d 1，R内1 2 ，R内2 I * 电路如上图所示，求：UAB I1 A C D B R2 R3 R1 I2 I3 1，R内1 2，R内2 3， R内3 * 一段含源电路两端的电势差，等于这段电路中所有电源和电阻上电势降落的代数和。 一段含源电路的欧姆定律 绕行方向可任意选定 当电流方向和选定的绕行方向相同时，电阻上的电势降落为正，IR取正值，反之取负 当选定的绕行方向由电源的正极到负极时，电源提供的电势降落为正，ε取正值，反之取负 例题 * R2 R1 c a b d 1，R内1 2，R内2 I 下图中,已知电源 1=2.0V， 2=4.0V；它们的内阻R内1=1.0Ω，R内2=2.0Ω；电阻R1=3.0 Ω，R2=2.0Ω。求：(1)电路中的电流； (2)电源两端的电势差Uad ；(3)电源两端的电势差Uab * 解：根据含源电路的欧姆定律可得 R2 R1 c a b d 1，R内1 2，R内2 I 6-3 基尔霍夫定律 * 1.基尔霍夫第一定律： 对节点a： ①节点：三条或三条以上通电支路的汇合点。 ②节点电流定律：流入节点的电流之和等于流出该点的电流之和。 或： b R3 R1 R4 R2 R内 c a d I1 I3 I2 I4 I R5 I5 * 对节点a： 对节点b： 对节点c： *符号策略：流进节点为正，流出节点为负。 对节点d： 2.基尔霍夫第二定律： 沿任一闭合回路电势增量的代数和为零。 b R3 R1 R4 R2 R内 c a d I1 I3 I2 I4 I R5 I5 * 利用基尔霍夫定律解题规律及步骤： *清点支路数P并任意假定各支路的电流方向（也就意味未知数有P个） *清点节点数n（可以列出n－1个独立节点方程） *任意假定绕行方向并列出P