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高中物理竞赛培训:第9部分《稳恒电流》讲义(含答案)

上传者:胡毅
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上传时间:2015-05-07
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高中物理竞赛培训:第9部分《稳恒电流》讲义(含答案)

第九部分 稳恒电流

第一讲 基本知识介绍

第八部分《稳恒电流》包括两大块:一是“恒定电流”,二是“物质的导电性”。前者是对于电路的外部计算,后者则是深入微观空间,去解释电流的成因和比较不同种类的物质导电的情形有什么区别。

应该说,第一块的知识和高考考纲对应得比较好,深化的部分是对复杂电路的计算(引入了一些新的处理手段)。第二块虽是全新的内容,但近几年的考试已经很少涉及,以至于很多奥赛培训资料都把它删掉了。鉴于在奥赛考纲中这部分内容还保留着,我们还是想粗略地介绍一下。

一、欧姆定律

1、电阻定律

a、电阻定律 R = ρ

b、金属的电阻率 ρ = ρ0(1 + αt)

2、欧姆定律

a、外电路欧姆定律 U = IR ,顺着电流方向电势降落

b、含源电路欧姆定律

在如图8-1所示的含源电路中,从A点到B点,遵照原则:①遇电阻,顺电流方向电势降落(逆电流方向电势升高)②遇电源,正极到负极电势降落,负

极到正极电势升高(与电流方向无关),可以得到以下关系

UA ? IR ? ε ? Ir = UB

这就是含源电路欧姆定律。

c、闭合电路欧姆定律

在图8-1中,若将A、B两点短接,则电流方向只可能向左,含源电路欧姆定律成为

UA + IR ? ε + Ir = UB = UA

即 ε = IR + Ir ,或 I = ? R?rlS

这就是闭合电路欧姆定律。值得注意的的是:①对于复杂电路,“干路电流I”不能做绝对的理解(任何要考察的一条路均可视为干路);②电源的概念也是相对的,它可以是多个电源的串、并联,也可以是电源和电阻组成的系统;③外电阻R可以是多个电阻的串、并联或混联,但不能包含电源。

二、复杂电路的计算

1、戴维南定理:一个由独立源、线性电阻、线性受控源组成的二端网络,可以用一个电压源和电阻串联的二端网络来等效。(事实上,也可等效为“电流源和电阻并联的的二端网络”——这就成了诺顿定理。)

应用方法:其等效电路的电压源的电动势等于网络的开路电压,

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其串联电阻等于从端钮看进去

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