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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
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a、电阻定律RρSb、金属的电阻率ρρ0(1αt)2、欧姆定律a、外电路欧姆定律UIR,顺着电流方向电势降落b、含源电路欧姆定律在如图81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UAIRεIrUB这就是含源电路欧姆定律。c、闭合电路欧姆定律在图81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UAIRεIrUBUA
即εIRIr,或IRr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,其串联电阻等于从端钮看进去该网络中所有独立源为零值时的等效电阻。2、基尔霍夫(克希科夫)定律a、基尔霍夫第一定律:在任一时刻流入电路中某一分节点的电流强度的总和,等于从该点流出的电流强度的总和。
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例如,在图82中,针对节点P,有
I2I3I1
基尔霍夫第一定律也被称为“节点电流定律”,它是电荷受恒定律在电路中的具体体现。
对于基尔霍夫第一定律的理解,近来已经拓展为:流入电路中某一“包r