2022-2023学年高二物理竞赛课件：电路的基本概念与基本定律

电路的基本概念与基本定律 电路的基本概念与基本定律 电路的作用与组成部分 电路模型 电压和电流的参考方向 欧姆定律 电源有载工作、开路与短路 基尔霍夫定律 电路中电位的概念及计算 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 本章要求: 1.理解电压与电流参考方向的意义； 2. 理解电路的基本定律并能正确应用； 3. 了解电路的有载工作、开路与短路状态， 理解电功率和额定值的意义； 4. 会计算电路中各点的电位。 电路的基本概念与基本定律 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 电路的作用与组成部分 (1) 实现电能的传输、分配与转换 (2)实现信号的传递与处理 放大器 扬声器 话筒 1. 电路的作用 电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。 发电机 升压 变压器 降压 变压器 电灯 电动机电炉 ... 输电线 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 2. 电路的组成部分 电源: 提供 电能的装置 负载: 取用 电能的装置 中间环节：传递、分 配和控制电能的作用 发电机 升压 变压器 降压 变压器 电灯 电动机电炉 ... 输电线 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 直流电源 直流电源: 提供能源 信号处理： 放大、调谐、检波等 负载 信号源: 提供信息 2.电路的组成部分 放大器 扬声器 话筒 电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 1. 2 电路模型 手电筒的电路模型 为了便于用数学方法分析电路,一般要将实际电路模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。 例：手电筒 R + Ro E – S + U – I 电池 导线 灯泡 开关 手电筒由电池、灯 泡、开关和筒体组成。 理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 手电筒的电路模型 R + Ro E – S + U – I 电池 导线 灯泡 开关 电池是电源元件，其参数为电动势 E 和内阻Ro； 灯泡主要具有消耗电能的性质，是电阻元件，其参数为电阻R； 筒体用来连接电池和灯泡，其电阻忽略不计，认为是无电阻的理想导体。 开关用来控制电路的通断。 今后分析的都是指电路模型，简称电路。在电路图中，各种电路元件都用规定的图形符号表示。 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 电动势（英语：Electromotive Force 缩写：EMF）是一个表示电源特征的物理量。电源的电动势是指电源将其它形式的能量转化为电能的本领，在数值上，等于非静电力(化学力和磁力)将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功。常用符号E（有时也可用ε）表示，单位是伏特（V）。 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。 8 电压和电流的参考方向 物理中对基本物理量规定的方向 1. 电路基本物理量的实际方向 物理量 实 际 方 向 电流 I 正电荷运动的方向 电动势E (电位升高的方向) 电压 U (电位降低的方向) 高电位  低电位 单 位 kA 、A、mA、μA 低电位  高电位 kV 、V、mV、μV kV 、V、mV、μV 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 (2) 参考方向的表示方法 电流： Uab 双下标 电压： (1) 参考方向 I E + _ 在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向。 Iab 双下标 2. 电路基本物理量的参考方向 a R b 箭 标 a b R I 正负极性 + – a b U U + _ 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正值； 实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负值。 (3) 实际方向与参考方向的关系 注意： 在参考方向选定后，电流 ( 或电压 ) 值才有正负之分。 若 I = 5A，则电流从 a 流向 b； 例： 若 I = –5A，则电流从 b 流向 a 。 a b R I a b R U + – 若 U = 5V，则电压的实际方向从 a 指向 b； 若 U= –5V，则电压的实际方向从 b 指向 a 。 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 解：对图(a)有, U = IR 例：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。 对图(b)有, U = – IR R U