电源的这种特性物理学上引入了电动势这个物理量电源的电动势在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压将理想表直接接在电源的两极上测出的电压就是电源的电动势2电流通过一段路时自由电荷在电场力作用下发生定向移动电场力对自由电荷作功电流在一段电路上所做的功W等于这段电路两端的电压U电路中电流I和通电时间t三者的乘积即
WUIt
单位时间内电流所做功叫做电功率用P表示电功率则
P
WUIt
§23电学基本定律
231焦耳定律电流在一段只有电阻元件的电路上所做的功等于电流通过这段电路时的所产生的热量Q焦耳通过冲刺高中物理竞赛播撒汗水收获成功第5页共21页
5
f冲刺高中物理竞赛第二讲恒定电流播撒汗水收获成功冲刺高中物理竞赛第二讲恒定电流播撒汗水收获成功高中物理竞赛第二讲恒定电流实验得到结论如果通过一段只有电阻元件的电路的电流为I这段电路的电阻为R通电时间为t则
QI2Rt
这就是焦耳定律我们还可推出这段电路中电流的发热功率为PIR电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程一般来讲人们用电的目的往往不是为了发热如使用电动机是为了将电能转化为机械能使用电解槽是为了将电能转化为化学能等等发热只是副效应因此一般说来电热只是电功的一部分热功率是电功的一部分232欧姆定律①部分电路欧姆定律导体中的电流强度I跟它两端所加的电压U成正比跟它的电阻R成反比即
2
I
UR
上式适用于金属导电和电解液导电的情况对非线线元件如灯丝二极管和气体导电等情况不适用②一段含源电路欧姆定律电路中任意两点间的电势差等于连接这两点的支路上各电路元件上电势降落的代数和其中电势降落的正负符号规定如下a当从电路中的一点到另一点的走向确定后如果支路上的电流流向和走向一致该支路电阻元件上的电势降取正号反之取R2负号R1R2AI2B势降为b支路上电源电动势的方向和走向一致时电源的电I1r1ε1εr2电源电动势的负值电源内阻视为支路电阻反之取正值r3ε32如图231所示对某电路的一部分由一段含源电路欧姆定律可求得
UAUBI1R1ε1I1r1ε2I2r2I2R2ε3I2R3
③闭合电路欧姆定律和电源输出功率〈1〉闭合电路欧姆定律U闭合电路欧姆定律公式ε
U
图231
I
ε
ε
Rr
O
Im
I
O
R
路端电压
UεrIRUεRr
对于确定电源εr一定则U为电源短路电流〈2〉电源输出功率
图232
图233
I图线和UR图线如图232和233所示其中
Im
ε
r
P源Ir