方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P'间的区域.当极板间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O点处,形成了一个亮点;加上偏转电压U后,亮点偏离到O'点,(O'与O点的竖直间距为d,水平间距可忽略不计.此时,在P和P'间的区域,再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场.调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,亮点重新回到O点.已知极板水平方向的长度为L1,极板间距为b,极板右端到荧光屏的距离为L2.
(1)求打在荧光屏O点的电子速度的大小. (2)推导出电子的比荷的表达式.
图9-10
恒定电流:
26
I=
qt(定义)=
?q?t I=nesv(微观) I=
uR=
u'rI =
ER?r;R=
uI(定义)电阻定律:R=?LS(决定)
部分电路欧姆定律:I?UR
?U=IR?R?UI 闭合电路欧姆定律:I =
εR?r
路端电压:
U = ? -I r= IR 输出功率: P出 = Iε-I2r = I2R
Pr?Ir 电源效率: ??22
2
电源热功率:
P出P总R
= =R+r εU2
2
2
电功: W=QU=UIt=IRt=Ut/R 电功率P==W/t =UI=U/R=IR 电热:Q=IRt
对于纯电阻电路: W=IUt=IRt?2U2Rt P=IU =IR?2U2R
对于非纯电阻电路: W=IUt ?I2Rt P=IU?I2r
E=I(R+r)=u外+u内=u外+Ir P电源=uIt= +E其它 P电源=IE=I U +I2Rt
-196
单位:J ev=1.9×10J 度=kwh=3.6×10J 1u=931.5Mev 电路中串并联的特点和规律应相当熟悉
1、联电路和并联电路的特点(见下表): 两个基本特点 三个重要性质 电压 电流 电阻 电压 功率 2、记住结论:
串联电路 U=U1+U2+U3+?? I=I1=I2=I3=?? R=R1+R2+R3+?? U/R=U1/R1=U2/R2=U3/R3=??=I P/R=P1/R1=P2/R2=P3/R3=??=I 2并联电路 U=U1=U2=U3=?? I=I1+I2+I3+?? 1R?1R1?1R2?R=R1R2 R1+R2IR=I1R1=I2R2=I3R3=??=U PR=P1R1=P2R2=P3R3=??=U 2①并联电路的总电阻小于任何一条支路的电阻;
②当电路中的任何一个电阻的阻值增大时,电路的总电阻增大,反之则减小。
3、电路简化原则和方法
①原则:a、无电流的支路除去;b、电势相等的各点合并;c、理想导线可任意长短;d、理想电流表电阻为零,理想电压表电阻为无穷大;e、电压稳定时电容器可认为断路
②方法:
a、电流分支法:先将各节点用字母标上,判定各支路元件的电流方向(若无电流可假设在总电路两端加上电压后判定),按电流流向,自左向右将各元件,结点,分支逐一画出,加工整理即可;
b、等势点排列法:标出节点字母,判断出各结点电势的高低(电路无电压时可先假设在总电路两端加上电压),将各节点按电势高低自左向右排列,再将各节点间的支路画出,然后加工整理即可。注意以上两种方法应结合使用。
4、滑动变阻器的几种连接方式
a、限流连接:如图,变阻器与负载元件串联,电路中总电压为U,此时负载Rx的电压调节范围红为
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URxRx?Rp~U,其中Rp起分压作用,一般称为限流电阻,滑线变阻器的连接称为限流连接。
b 、分压连接:如图,变阻器一部分与负载并联,当滑片滑动时,两部分电阻丝的长度发生变化,对应电阻也发生变化,根据串联电阻的分压原理,其中UAP=
RAPRAP?RPBU
,当滑片P自A端向B端滑动时,负
载上的电压范围为0~U,显然比限流时调节范围大,R起分压作用,滑动变阻器称为分压器,此连接方式为分压连接。
一般说来,当滑动变阻器的阻值范围比用电器的电阻小得多时,做分压器使用好;反之做限流器使用好。
5、含电容器的电路:分析此问题的关键是找出稳定后,电容器两端的电压。
6、电路故障分析:电路不正常工作,就是发生故障,要求掌握断路、短路造成的故障分析。
电路动态变化分析(高考的热点)各灯、表的变化情况
1程序法:局部变化?R?I?先讨论电路中不变部分(如:r)?最后讨论变化部分
总
总
局部变化Ri??R总??I总??U内??U露?2直观法:
?再讨论其它
①任一个R增必引起通过该电阻的电流减小,其两端电压UR增加.(本身电流、电压)
②任一个R增必引起与之并联支路电流I并增加; 与之串联支路电压U串减小(称串反并同法)
?I??I?局部 Ri???i?与之串、并联的电阻?并
?ui??U串?当R=r时,电源输出功率最大为Pmax=E2/4r而效率只有50%,
路端电压跟负载的关系
(1)路端电压:外电路的电势降落,也就是外电路两端的电压,通常叫做路端电压。
(2)路端电压跟负载的关系
当外电阻增大时,电流减小,路端电压增大;当外电阻减小时,电流增大,路端电压减小。
定性分析:R↑→I(=
E
)↓→Ir↓→U(=E-Ir)↑ R+r
E E
R↓→I(=)↑→Ir↑→U(=E-Ir)↓
R+r
特例:
∞
外电路断路:R↑→I↓→Ir↓→U=E。
0 E0
外电路短路:R↓→I(=)↑→Ir(=E)↑→U=0。
r0
U U r=0 U内=I1r U=I1R O I 图象描述:路端电压U与电流I的关系图象是一条向下倾斜的直线。U—I图象如图所示。
直线与纵轴的交点表示电源的电动势E,直线的斜率的绝对值表示电源的内阻。
路端电压随电流的变化图线中注意坐标原点是否都从零开始
闭合电路中的功率
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(1)闭合电路中的能量转化qE=qU外+qU内
在某段时间内,电能提供的电能等于内、外电路消耗的电能的总和。 电源的电动势又可理解为在电源内部移送1C电量时,电源提供的电能。 (2)闭合电路中的功率:EI=U外I+U内I ?EI=I2R+I2r
说明电源提供的电能只有一部分消耗在外电路上,转化为其他形式的能,另一部分消耗在内阻上,转化为内能。
E2
(3)电源提供的电功率:又称之为电源的总功率。P=EI= R+rE2
R↑→P↓,R→∞时,P=0。 R↓→P↑,R→0时,Pm=。
r(4)外电路消耗的电功率:又称之为电源的输出功率。P=U外I
ERE
定性分析:I= U外=E-Ir=
R+rR+r
从这两个式子可知,R很大或R很小时,电源的输出功率均不是最大。
RE2E2E2
定量分析:P外=U外I==(当R=r时,电源的输出功率为最大,P外max=) 4r(R+r)2(R-r)2+4rR
U P 图象表述: 2R=r EE 4r
E/2
I R O O Rr R E/2r E/r 1 2
从P-R图象中可知,当电源的输出功率小于最大输出功率时,对应有两个外电阻R1、
R2时电源的输出功率相等。可以证明,R1、R2和r必须满足:r=R1R2。
(5)内电路消耗的电功率:是指电源内电阻发热的功率。
rE2
P内=U内I= R↑→P内↓,R↓→P内↑。
(R+r)2P外R
(6)电源的效率:电源的输出功率与总功率的比值。η== PR+r
当外电阻R越大时,电源的效率越高。当电源的输出功率最大时,η=50%。
电学实验专题
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测电动势和内阻
(1)直接法:外电路断开时,用电压表测得的电压U为电动势E ;U=E (2)通用方法:AV法测要考虑表本身的电阻,有内外接法;
①单一组数据计算,误差较大
②应该测出多组(u,I)值,最后算出平均值
③作图法处理数据,(u,I)值列表,在u--I图中描点,最后由u--I图线求出较精确的E和r。
(3)特殊方法 (一)即计算法:画出各种电路图 E?I1(R1?r)E?I2(R2?r)E?u1?I1rE?u2?I2rE?u1?E?u2?u1R1u2R2rr
E?I1I2(R1-R2)
I2-I1r?I1R1-I2R2I2-I1(一个电流表和两个定值电阻)
E?I1u2-I2u1I1-I2
r?u2-u1I1-I2
(一个电流表及一个电压表和一个滑动变阻器)
E?u1u2(R1-R2)u2R1-u1R2
(u-u2)R1R2(一个电压表和两个定值电阻) r?1u2R1-u1R2
(二)测电源电动势ε和内阻r有甲、乙两种接法,如图 甲法中:所测得ε和r都比真实值小,ε乙法中:ε测=ε真,且r测= r+rA。
(三)电源电动势ε也可用两阻值不同的电压表A、B测定,单独使用A表时,读数是UA,单独使用B表时,读数是UB,用A、B两表测量时,读数是U,则ε=UAUB/(UA-U)。
/r测=ε测/r真;
电阻的测量
AV法测:要考虑表本身的电阻,有内外接法;多组(u,I)值,列表由u--I图线求。怎样用作图法处理数据 欧姆表测:测量原理
两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得 Ig=E/(r+Rg+Ro)
接入被测电阻Rx后通过电表的电流为 Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx) 由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻大小
使用方法:机械调零、选择量程(大到小)、欧姆调零、测量读数时注意挡位(即倍率)、拨off挡。
注意:测量电阻时,要与原电路断开,选择量程使接欧姆调零。 电桥法测:
指针在中央附近,每次换挡要重新短
R1R2?R3RX?R?R2R3R1
半偏法测表电阻: 断s2,调R1使表满偏; 闭s2,调R2使表半偏.则R表=R2;
V G R2 R1
R2 S2 R1
S1
一、测量电路( 内、外接法 ) 记忆决调 “内”字里面有一个“大”字 S类型 电路图 R测与R真比较 条件 计算比较法 30