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高中物理-恒定电流：为什么电源效率的最大值为50%？恒定电流基础知识？

2024-03-19 19:49:30 文章来源 :网络 围观 : 次 评论

　　

高中物理-恒定电流：为什么电源效率的最大值为50%？恒定电流基础知识？

　　

高中物理-恒定电流：为什么电源效率的最大值为50%？恒定电流基础知识？

　　高中物理-恒定电流：为什么电源效率的最大值为50%？

　　不是象你说的那样，而是当输出功率最大时效率只有50%，证明如下：

　　P出=I^2*R=[E/(R+r)]^2*R=E^2/[(R-r)/R+4r]

　　由上式可知，当R=r时，P出最大，P出=E^2/(4r)

　　可证当R=r时，效率η=R/(R+r)=1/2=50%

　　恒定电流基础知识？

　　电学部分的主要内容就是“场”和“路”，场，指电场和磁场；路，包括直流电路和交流电路．我们中学阶段对交流电路讲的很少，主要是直流电路，即恒定电流．对于恒定电流这部分内容，主要的是掌握以下三个方面的分析方法：

　　?

　　1、电路结构的分析

　　对于内电路，即电源部分，我们只要求电源的串联，如果一个电池的电动势是E，内电阻是r，n个这样的电池串联起来，总电动势为nE、总内电阻为nr．

　　对于外电路，我们主要讨论纯电阻电路，对于多个电阻组成的混联电路，首先就是要掌握电路结构的分析方法，即确定谁跟谁串联、谁跟谁并联．有串联关系的电阻，通过的电流总是相等的；有并联关系的电阻，其两端电压总是相等的，这是基本特点．

　　在分析电路结构时，首先要把电路中的电流表和电压表处理一下：电流表的内阻很小，一般可以把电流表看作短路，即可以用一根导线代替它；电压表的内阻很大，一般可以把电压表看作断路，即把电压表处断开．这样电路中就只剩下电源和电阻了．

　　分析电路结构的基本方法是从电源的正极出发，沿电流的流动方向“走”一圈，最后回到电源的负极，在结点处（即有分叉处），要分别沿不同的支路“走”，如果每个支路都有电阻，则这些电阻就是并联，而同一支路里的电阻就是串联．

　　在中学阶段，不需要搞很复杂的电路，只要掌握一般电路结构的分析方法即可．

　　2、电势高低的分析

　　在外电路，电流总是从高电势处流向低电势处，如果流过电阻为R的电流为I，则这个电阻的电势降落为U=IR；而在内电路则相反，电流是从负极流向正极，即从电势较低处流向电势较高处，如果电源的电动势为E，内电阻为r，流过的电流为I，则电源两极间的电压为U=E-IR．

　　分析电路中各点的电势高低，也是分析电路结构的要点，如果几个电阻的一端都接在电势相等的点，而另一端也接在电势相等的一点上，则这几个电阻就是并联关系．

　　电势具有相对性，即某一点的电势的具体数值，是相对于电势为零的点而言的，在电路的电势分析时，往往以电源的负极为电势零点，这样电路中所有点的电势都是正值，计算起来会方便些．（当然，以其他点作为电势零点，同样是正确的．）

　　3、能量转化的分析

　　闭合电路的欧姆定律，其实质就是能量守恒定律．E = I（R+r）=U+Ir称为闭合电路欧姆定律的电压形式，把上式的两边分别乘以电流I，则得到? ，该式就是闭合电路欧姆定律的功率形式，也可写成? ，它表示：电源把其他形式的能量转化为电能的功率等于电源的输出功率与内部消耗的热功率之和，总的能量是守恒的．

　　从能量转化的观点去分析电路，是我们必须掌握的基本功之一．

　　IU是干路电流与路端电压的乘积，即为输出功率，? 对一切电路都是适用的，如果外电路是纯电阻电路，则? ，但如果外电路不是纯电阻电路，则IU仍是输出功率，而? 则是外电路产生的焦耳热，? ，这时? 是完全没有物理意义的，因为路端电压U不是只加电阻R两端的．

　　高中物理恒定电流知识点总结

　　电源和电流。

　　电流产生的条件:

　　(1) 导体内有大量自由电荷(金属导体...

　　(2) 导体两端存在电势差(电压)

　　电流的方向。

　　电流可以由正电荷的定向移动形成，也可以是负电荷的定向移动形成...

　　(1)负电荷沿某一方向运动和等量的正电...

标签 高中   物理   恒定   电流   为什么   电源   效率   最大   值   50%   恒定电流   基础   知识
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