专用章新友大学物理学第5章-恒定电流和电路ppt课件.ppt

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1、烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人静电场中的导体处于静电平衡时，其内部的场强为零，内部静电场中的导体处于静电平衡时，其内部的场强为零，内部没有电荷作定向的宏观运动。没有电荷作定向的宏观运动。如果把导体接在电源的两极上，则如果把导体接在电源的两极上，则导体内任意两点之间将维持恒定的导体内任意两点之间将维持恒定的电势差，在导体内维持一个电场，电势差，在导体内维持一个电场，导体内的电荷

2、在电场力的作用下作导体内的电荷在电场力的作用下作宏观的定向运动，形成宏观的定向运动，形成电流电流。第四章第四章恒定电流和电路恒定电流和电路Uv1烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人4-1电流电流电流密度电流密度一、电流一、电流1、形成电流的条件形成电流的条件在导体内有可以自由移动的电荷（载流子）在导体内有可以自由移动的电荷（载流子）在半导体中是电子或空穴在半导体中是电子或空穴在金属

3、中是电子在金属中是电子在电解质溶液中是离子在电解质溶液中是离子在导体内要维持一个电场，或者说在导体两端要存在在导体内要维持一个电场，或者说在导体两端要存在有电势差有电势差2、电流的方向、电流的方向SI正电荷移动的方向定义为正电荷移动的方向定义为电流的方向电流的方向电流的方向与自由电子移电流的方向与自由电子移动的方向是相反的。动的方向是相反的。2烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人正

4、负电荷运动对电流的贡献具有等效性正负电荷运动对电流的贡献具有等效性.习惯上常习惯上常规定规定正电荷流动的方向为电流的正方向正电荷流动的方向为电流的正方向。3.电流强度电流强度（简称电流简称电流）(electric current)定义定义:单位时间内通过导体任一截面的电量单位时间内通过导体任一截面的电量.单位：库仑单位：库仑/秒秒=安培安培电流强度是标量电流强度是标量,用用I 表示。表示。它是国际单位中的基本量。它是国际单位中的基本量。常用毫安（常用毫安（mA）、微安（）、微安（A）讨论：讨论：在导体中，在导体中，电流的方向总是沿着电场方向，指向电电流的方向总是沿着电场方向，指向电势降落的方向

5、势降落的方向.3烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人电流的方向与矢量的方向在本质上是不同的电流的方向与矢量的方向在本质上是不同的。电流的方向只是表明电流的流向电流的方向只是表明电流的流向电流的大小和方向都不随时间而变化，则称为恒定电流的大小和方向都不随时间而变化，则称为恒定电流电流(steady current)或直流电（或直流电（direct current）。）。电流强度是宏观

6、量，只能描述通过导体某一截面电电流强度是宏观量，只能描述通过导体某一截面电流的整体特性，不能说明截面上各点的情况流的整体特性，不能说明截面上各点的情况.当通过任一截面的电量不均匀时，当通过任一截面的电量不均匀时，用电流强度来描述就不够用了，有用电流强度来描述就不够用了，有必要引入一个必要引入一个描述空间不同点电流描述空间不同点电流大小和方向的物理量大小和方向的物理量。4烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学

7、们想一想如何来治疗该病人1、引入电流密度的、引入电流密度的必必要性：要性：描述电流分布的物理量描述电流分布的物理量电流密度。电流密度。2、定义：定义：电流密度矢量电流密度矢量的方向为空间某点处的方向为空间某点处正电荷的运动正电荷的运动方向方向,它的它的大小等于单位截面上电流强度的大小大小等于单位截面上电流强度的大小。二、二、电流密度电流密度 设设q0vdtP单位：安培米单位：安培米2。5烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康

8、皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人导导体体中中各各点点有有不不同同的的数数值值和和方方向向，这这就就构构成成一一个个矢矢量量场场，即即电电流流场场。电电流流场场可可用用电电流流线线来来描描绘绘。电电流流线线是是这这样样一一簇簇曲曲线线，其其上上每每点点的的切切线线方方向向都都和和该该点点的的电电流流密密度矢量方向一致。度矢量方向一致。I与与的关系为的关系为6烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想

9、一想如何来治疗该病人l电流的连续方程电流的连续方程三、三、电流的连续方程电流的连续方程稳恒电流的闭合性条件稳恒电流的闭合性条件此式称为此式称为连续性方程连续性方程，它实际上是电荷守恒定律的一种数学表述。，它实际上是电荷守恒定律的一种数学表述。7烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人l稳恒条件稳恒条件稳稳恒恒电电流流：是是指指电电流流场场不不随随时时间间变变化化。电电荷荷产产生生的的电

10、电场场是是稳稳恒恒电电场场，即即静静电电场场。在在稳稳恒恒条条件件下下，对对于于任任意意闭合曲面闭合曲面S，面内的电量不随时间变化，即，面内的电量不随时间变化，即也即也即电流的稳恒条件电流的稳恒条件通通过过S面面一一侧侧流流入入的的电电量量等等于于从从另另一一侧侧流流出出的的电电量量。稳稳恒恒电电流流的电流线永远是闭合曲线的电流线永远是闭合曲线。8烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病

11、人由由一一束束电电流流线线围围成成的的管管状状区区叫叫做做电电流流管管。在在稳稳恒恒条条件件下下，通通过过同同一一电电流流管管各各截截面面的的电电流流强强度度都都相相等。等。在在稳稳恒恒电电路路中中，在在一一段段没没有有分分支支的的电电路路里里，通通过过各各截截面面的的电电流流强强度度必必定定相相等等。稳稳恒恒电电路路必必须须是是闭闭合的。合的。恒恒定定电电流流场场中中的的线线是是既既无无起起点点又又无无终终点点的的连连续续闭闭合合曲曲线线。这这个个性性质质叫叫做做恒恒定定电电流流的的闭闭合合性性。所所以以恒恒定定电电流流流通的路径是一个闭合路径。流通的路径是一个闭合路径。9烧伤病人的治疗通常

12、是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人4-2直流电路直流电路4.2.1电路电路根根据据一一定定的的目目的的，用用导导线线把把电电源源、用用电电器器（又又称称负负载载）以以及及可可能能存存在在的的中中间间环环节节（如如开开关关）连连接接起起来来的电流通路叫做的电流通路叫做电路电路。4.2.2直流电路直流电路（1）直流电路中同一支路的各个截面有相同的电流）直流电路中同一支路的各个截面有相同的电流。（2）流

13、流进进直直流流电电路路任任一一节节点点的的电电流流等等于于从从该该节节点点流流出出的电流。的电流。(称为基尔霍夫第一定律）称为基尔霍夫第一定律）10烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人4.3欧姆定律和焦耳定律欧姆定律和焦耳定律4.3.1欧姆定律的微分形式欧姆定律的微分形式11烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一

14、想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人电流管部分导体的电阻为电流管部分导体的电阻为 电阻率的倒数称电导率电阻率的倒数称电导率由此可得由此可得矢量式为矢量式为欧姆定律的欧姆定律的微分形式微分形式12烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人4.3.3焦耳定律焦耳定律电流通过一段电路时，

15、电场力对电荷做功，电势能电流通过一段电路时，电场力对电荷做功，电势能转化成其他形式的能量。转化成其他形式的能量。当电荷当电荷q通过电路时，电场力所做的功为通过电路时，电场力所做的功为由由单位时间内所做的功即电功率单位时间内所做的功即电功率单位瓦特（单位瓦特（W），千瓦（），千瓦（kw）。工程上用千瓦）。工程上用千瓦小时小时作电功的单位。作电功的单位。只含电阻的电路，电流所做的功全部转化成热。只含电阻的电路，电流所做的功全部转化成热。13烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健

16、康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人或写成或写成焦耳定律焦耳定律表示为功率形式表示为功率形式14烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人4.4.1非静电力非静电力稳稳恒恒电电流流线线必必然然是是闭闭合合的的。然然而而仅仅有有静静电电场场不不可可能能实现稳恒电流。因为静电场的一个重要性质是实现稳恒电流。因为静电场的一个重要性质是由由

17、于于导导体体存存在在电电阻阻，电电场场移移动动电电荷荷所所做做的的功功转转化化为为电电阻阻上上消消耗耗的的焦焦耳耳热热，这这就就不不可可能能使使电电荷荷再再返返回回电电势势能能较较高高的的原原来来位位置置，即即电电流流线线不不可可能能是是闭闭合合的的。结果引起电荷堆积，破坏稳恒条件。结果引起电荷堆积，破坏稳恒条件。15烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人要要维维持持稳稳值值电电流流

18、，必必须须有有非非静静电电力力。非非静静电电力力作作功功，将将其其他他形形式式的的能能量量补补充充给给电电路路，使使电电荷荷能能够够逆逆着着电电场场力力的的方方向向运运动动，返返回回电电势势能能较较高高的的原原来来位位置置，从从而维持电流线的闭合性。而维持电流线的闭合性。电源电源外电路外电路提供非静电力的装置称为电源。提供非静电力的装置称为电源。普遍的欧姆定律的微分形式应是普遍的欧姆定律的微分形式应是在电源的内部，非静电场由负极指向正极。在电源的内部，非静电场由负极指向正极。16烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来

19、治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人电电源源外外部部在在静静电电力力的的推推动动下下形形成成由由正正极极到到负负极极的的电电流流。在在电电源源内内部部，非非静静电电力力的的作作用用使使电电流流从从内内部部由由负极回到正极，使电荷的流动形成闭合的循环。负极回到正极，使电荷的流动形成闭合的循环。电动势是标量，单位伏特。电动势是标量，单位伏特。（电源内）（电源内）17烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的

20、治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人电源两端的电压叫做路端电压，一般情况路端电压不电源两端的电压叫做路端电压，一般情况路端电压不等于其电动势。等于其电动势。按定义，路端电压是静电场力把单位按定义，路端电压是静电场力把单位正电荷从正极移到负极所作的功，正电荷从正极移到负极所作的功，得得其中其中18烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请

21、同学们想一想如何来治疗该病人上式就是全电路欧姆定律。上式就是全电路欧姆定律。一段含源电路的欧姆定律一段含源电路的欧姆定律或或(经电源经电源)非非所谓一段含源电路所谓一段含源电路：是指此段电路中包含有电源。：是指此段电路中包含有电源。19烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人绕行方向绕行方向计计算算电电势势差差 就就是是沿沿ABAB计计算算电电势势降降落落：选选ABAB为为计计算算的的

22、顺顺序序方方向向，沿沿此此顺顺序序方方向向“一一段段电电路路两两端端的的电电势势差差等等于于该该电电路路上上各各分分段段电势降落的代数和电势降落的代数和”ABI IRr r这是最简单的这是最简单的含源电路的欧姆定律含源电路的欧姆定律（选（选AB为计算的顺序方向，沿此顺序方向为计算的顺序方向，沿此顺序方向的电势降低，故取的电势降低，故取“+”号，而内阻号，而内阻r上的电势上的电势Ir升高，所以前取升高，所以前取“”号。）号。）注意：电流方向指向电势降落方向注意：电流方向指向电势降落方向烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如

23、何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人 这就是这就是一段含源电路欧姆定律的普遍形式一段含源电路欧姆定律的普遍形式式中的式中的符号法则规定符号法则规定为：为：(1)(1)若若电电阻阻中中的的电电流流方方向向与与绕绕行行方方向向相相同同，则则电电势势降降落，电压取落，电压取+IRIR ；反之取；反之取-IRIR ，对电源内阻，对电源内阻r r亦相同。亦相同。(2)(2)若若电电动动势势的的方方向向(负负极极指指向向正正极极)与与绕绕行行方方面面相相同同，则电势升高，取则电势升高，取-；反之，取；反

24、之，取+。若外电路有分支，且外电路中还有多个电源，则含源电路的若外电路有分支，且外电路中还有多个电源，则含源电路的欧姆定律写为：欧姆定律写为：烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人电源放电电源放电电源充电电源充电若若I I=0=0，则，则U UACAC=端电压端电压U UAC AC 小于电动势小于电动势端电压端电压U UAC AC 大于电动势大于电动势电路断开，端电压等于电动势。电路

25、断开，端电压等于电动势。下图所示的电路，如果选定方向为下图所示的电路，如果选定方向为ABAB，则电势差，则电势差 1,1,r r1 12,2,r r2 23,3,r r3 3烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人 例题例题1 1:电路如图所示，电路如图所示，R R1 1=R=R2 2=R=R3 3=R=R4 4=2=2，R R5 5=3=3，1 1=12V=12V，2 2=9V=9V

26、，3 3=8V=8V，r r1 1=r=r2 2=r=r3 3=1=1，试求：，试求：a a，d d两点间的电势差两点间的电势差;b;b，c c两点间的电势差。两点间的电势差。解解：由由于于b,b,c c之之间间开开路路，流流经经R R5 5支支路路的的电电流流为为零零，此此时时电电流流只只沿沿外外闭闭合合电电路路流流动动，形形成成一一个个单单回回路路电电路路。设设电电流流强强度度为为I I，方方向向沿沿逆逆时时针针方方向向，则则由由闭闭合合电电路路欧欧姆姆定定律律的的普普遍遍形形式式，电电流流强强度度I I为为 =0.4 A =0.4 A烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，

27、但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人所以所以 10 V10 V=10-9=1 V=10-9=1 V这这里里应应该该注注意意：b b，c c开开路路，2 2上上虽虽无无电电流流，但但2 2对对b b，c c之之间间的的电电压压是是有有贡贡献献的的，在在计计算算电电压压时时，千千万不可遗忘。万不可遗忘。烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治

28、疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人 例例题题2 2 在在图图所所示示的的电电路路中中，已已知知电电池池A A电电动动势势 A A=24=24V V，内内电电阻阻r rA A=2=2，电电池池B B电电动动势势 B B=12=12V V ，内内电电阻阻r rB B=1=1 ，外电阻，外电阻R R=3=3 。试计算。试计算 IRB3421IIA（1 1）电路中的电流；）电路中的电流；（2 2）电池）电池A A的端电压的端电压U U1212；（3 3）电池）电池B B的端电压的端电压U U3434 ；（4 4）电池）电池

29、A A消耗的化学能功消耗的化学能功 率及所输出的有效功率；率及所输出的有效功率；（5 5）输入电池）输入电池B B的功率及转的功率及转变为化学能的功率；变为化学能的功率；（6 6）电阻）电阻R R所产生的热功率。所产生的热功率。12烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人 （2 2）设所选定的积分路径自）设所选定的积分路径自1 1经过电池经过电池A A 而到而到2 2，应用一段含源电路

30、的欧姆定律得应用一段含源电路的欧姆定律得电流的指向如图中箭头所示的方向。电流的指向如图中箭头所示的方向。解解:（1 1）应用欧姆定律得）应用欧姆定律得IRB3421IIA计算结果表示计算结果表示1 1处的电势处的电势V V1 1高于高于2 2处的电势处的电势V V2 2 。（1 1）电路中的电流；（）电路中的电流；（2 2）电池）电池A A的端电压的端电压U U1212烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学

31、们想一想如何来治疗该病人 现在再从现在再从13421342这一积分路径来计算这一积分路径来计算1 1、2 2之间的电势差。之间的电势差。得得所得结果与前相同。所得结果与前相同。（3 3）设所选定的积分顺序方向自）设所选定的积分顺序方向自3 3经过电池经过电池B B 而到而到4 4，仍应用一段含源电路的欧姆定律得仍应用一段含源电路的欧姆定律得电池电池A A所消耗的化学能功率：所消耗的化学能功率：P P1 1=I I A A=2=2 2424W W=48W=48W，而其输出功率：而其输出功率：P P2 2=I IU U1212=2=2 20W=4020W=40W W，消耗于内阻的功率：消耗于内阻的

32、功率：P P3 3=I I 2 2r rA A=4=4 2 2W W=8=8W W。（3 3）电池）电池B B的端电压的端电压U U3434 （4 4）电池）电池A A消耗的化学能功率及所输出的有效功率；消耗的化学能功率及所输出的有效功率；烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人（5 5）输入电池）输入电池B B的功率：的功率：P P4 4=I IU U3434=14=14 2 2W

33、W=28=28W W ，其中变化为化学能的功率：其中变化为化学能的功率：P P5 5=I I B B=12=12 2 2W W=24=24W W ，消耗于内阻的功率：消耗于内阻的功率：P P5 5=P P4 4-P P5 5=I I 2 2r rB B=4=4W W。（6 6）电阻）电阻R R上的热功率：上的热功率：P P7 7=I I 2 2R R=4=4 3 3W W=12=12W W。按能量守恒定律，电池按能量守恒定律，电池A A所消耗的化学能功率，应等所消耗的化学能功率，应等于电池于电池B B中转变为化学能的功率以及消耗在外电阻和中转变为化学能的功率以及消耗在外电阻和两电池内电阻上的热

34、功率。两电池内电阻上的热功率。（5 5）输入电池）输入电池B B的功率及转变为化学能的功率；的功率及转变为化学能的功率；(6(6）电阻）电阻R R所产生的热功率所产生的热功率烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人让我们看下面所示的电路图让我们看下面所示的电路图 对对于于这这样样复复杂杂的的电电路路，显显然然用用欧欧姆姆定定律律是是无无法法求求解解出出电电流流I I1 1，I I2 2

35、，I I3 3的的，为为此此下下面面介介绍绍一一种解算复杂电路的基本定律：种解算复杂电路的基本定律：基尔霍夫定律基尔霍夫定律。4.54.5 基尔霍夫定律基尔霍夫定律烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人 （3 3）回回路路 回回路路就就是是由由不不同同支支路路构构成成的的闭闭合合通通路路，如如abefa,bcdeb,abcdefaabefa,bcdeb,abcdefa首先介绍几个名词

36、：首先介绍几个名词：（1 1）支路支路 支路就是由电源、用电器支路就是由电源、用电器(如电阻如电阻)串联而成的串联而成的电流电流强度相同强度相同的通路，如图中的通路，如图中afaf，bebe，cdcd皆是，而皆是，而abcd,abefabcd,abef则不是。则不是。（2 2）节点节点 节点就是由三个或三个以上支路汇交之点，如节点就是由三个或三个以上支路汇交之点，如b b点和点和e e点，而点，而a,c,d,fa,c,d,f点就不是节点。点就不是节点。烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常

37、是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人一一.基尔霍夫第一定律基尔霍夫第一定律(节点电流定律节点电流定律,KCL),KCL)基尔霍夫基尔霍夫其理论基础是电流的稳恒条件其理论基础是电流的稳恒条件1、内容：、内容：在任一节点处，流向节点的电流和流出在任一节点处，流向节点的电流和流出节点的电流的代数和等于零。即节点的电流的代数和等于零。即烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病

38、人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人2 2、注意：、注意：（1 1）符号规定：）符号规定：当某支路电流的正方向当某支路电流的正方向指向节点指向节点时用时用“”，背离节点，背离节点时用时用“+”（或相反）；（或相反）；而每一个而每一个 本身则仍为一可正可负的代数量。求出电流后，本身则仍为一可正可负的代数量。求出电流后，I I为正，为正，说明其真实方向与选定正方向相同，说明其真实方向与选定正方向相同，I I为负，则相反。为负，则相反。（2 2）对于有对于有n n个节点的复杂电路，只能列出（个节点的复杂电路，只能列出（n n1 1）个独立的节点方程。个独立的节点方程。烧伤病人的治疗

39、通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人二二.基尔霍夫第二定律基尔霍夫第二定律(回路电压定律回路电压定律,KVL),KVL)它的基础是稳恒电场的环路定理它的基础是稳恒电场的环路定理 。1 1、回路电压定律：、回路电压定律：任一闭合回路中，电势降落的代数和为任一闭合回路中，电势降落的代数和为0 0。根据环路定理，沿回路环绕一周回到出发点，电势数值不变。绕行时，沿途根据环路定理，沿回路环绕一周回到出发点

40、，电势数值不变。绕行时，沿途电势经历从低到高和从高到低的过程，统称电势降落。若电势经历从低到高和从高到低的过程，统称电势降落。若规定电势从高到低规定电势从高到低的电势降落为正，电势从低到高的电势降落为负的电势降落为正，电势从低到高的电势降落为负，则沿回路环绕一周，电势，则沿回路环绕一周，电势降落的代数和为零。降落的代数和为零。烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人（2 2）取闭合回路

41、时，应注意回路的独立性。具体规则是：新选定取闭合回路时，应注意回路的独立性。具体规则是：新选定的回路中，至少应有一段电路是在已选过的回路中所未曾出现过的。的回路中，至少应有一段电路是在已选过的回路中所未曾出现过的。（3 3）对有对有n n个节点个节点p p条支路的复杂电路，其独立回路个数条支路的复杂电路，其独立回路个数m=pm=p(n(n1)1)。（4 4）独立方程的个数应等于未知数的个数。独立方程的个数应等于未知数的个数。（5 5）每一电路上电流的方向可以任意假定，解的结果若为负，则每一电路上电流的方向可以任意假定，解的结果若为负，则说明电流的方向与假定的相反说明电流的方向与假定的相反。（1

42、 1）符号规则：）符号规则：任意选定一个回路绕行方向。对电源：当绕行方任意选定一个回路绕行方向。对电源：当绕行方向从负极进入电源时，其电动势前写向从负极进入电源时，其电动势前写“”号，否则写号，否则写“+”号；号；对电阻：当绕行方向与流过电阻的电流的正方向相同时，该电阻的对电阻：当绕行方向与流过电阻的电流的正方向相同时，该电阻的IRIR项前写项前写“+”号，否则字号，否则字“”号。号。说明说明 ：烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人

43、来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人复复杂杂电电路路回回路路方方程程数数应应为为电电路路的的独独立立回回路路数数，形形象象地地说，是其说，是其网孔数网孔数。35烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人解解标标定定各各支支路路电电流流及及回回路路绕绕行行方方向向如如图图所所示示。对节点对节点A有有对回路对回路I，有，有对回路对回路II，有，有解得解得I1=160毫安，毫安

44、，I2=-20毫安。毫安。烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人例例2如图所示的电路，如图所示的电路，解解：选选定定各各支支路路电电流流及及回回路路绕绕行行方方向向如如图图。根根据据基基尔尔霍霍夫夫方方程程组组，可列出如下方程可列出如下方程BCA37烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的

45、治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人3）基尔霍夫方程组应用小结）基尔霍夫方程组应用小结 i)标定支路电流方向，标定回路绕行方向。标定支路电流方向，标定回路绕行方向。ii)列列出出基基尔尔霍霍夫夫第第一一定定律律的的数数学学表表达达式式，流流入入的的电电流为负，流出的电流为正。流为负，流出的电流为正。iii)列列出出基基尔尔霍霍夫夫第第二二定定律律的的数数学学表表达达式式，绕绕行行方方向向与与电电阻阻上上标标定定电电流流方方向向一一致致的的，该该电电阻阻的的电电势势降降为为正正；反反之之，取取负负。电电动动势势与与绕

46、绕行行方方向向相相反反的的，其其电电势势降降为为正正，反反之之为为负负。电电动动势势方方向向与与回回路路绕绕行行方方向向一致的，该电源的电势降取负值，反之取正。一致的，该电源的电势降取负值，反之取正。Iv)解解方方程程组组，确确定定支支路路电电流流的的实实际际方方向向。解解出出的的电电流流值值为为正正的的，实实际际电电流流方方向向与与标标定定方方向向相相同同，反反之之，实实际电流方向与标定方向相反。际电流方向与标定方向相反。38烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进

47、行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人例例1平衡电桥平衡电桥电电阻阻R1、R2、R3和和R4联联成成四四边边形形ABCD，每每一一边边叫叫做电桥的一个臂。做电桥的一个臂。A和和C之之间间接接上上直直流流电电源源E E，B和和D之之间间联联接接检检流流计计G。B、D支路叫做桥路。支路叫做桥路。当当B、D两两点点的的电电势势相相等等时时，叫叫做做电电桥桥平平衡衡；反反之之，叫叫做做电电桥桥不不平平衡衡。检检流流计计就就是是为为了了检检查查电电桥桥是是否否平平衡用的。衡用的。电桥平衡时电桥平衡时39烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但

48、对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人根据欧姆定律，根据欧姆定律，代入上列二式，可得代入上列二式，可得两式相除，得两式相除，得电桥的平衡条件电桥的平衡条件常常写成下述形式：常常写成下述形式：40烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该

49、病人41烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人电路有三个网孔，可列出三个电路有三个网孔，可列出三个回路电压方程回路电压方程解得解得42烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人

50、4.7.1逸出功与热电子发射逸出功与热电子发射4.7接触电势差与温差电现象接触电势差与温差电现象逸出功（脱出功）：逸出功（脱出功）：价电子挣脱金属表面阻力，飞离金属价电子挣脱金属表面阻力，飞离金属所做的功，称为逸出功（脱出功）。所做的功，称为逸出功（脱出功）。电子伏特电子伏特(eV):(eV):一个电子在电场中经过一个电子在电场中经过1V1V的电势差时电场力的电势差时电场力 的功叫的功叫电子伏特电子伏特(eV).(eV).+-电偶极层电偶极层E43烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人烧伤病人的治疗通常是取