模块五恒定电流
模块五恒定电流
第一节部分电路的分析与计算
【考点透视】
一、考纲指要
1．电流、欧姆定律、电阻和电阻定律。（Ⅱ）
2．电阻率与温度的关系。（Ⅰ）
3．半导体及其应用，超导现象，超导的研究和应用。（Ⅰ）
4．电阻的串、并联，串联电路的分压作用，并联电路的分流作用。（Ⅱ）5．电功、电功率，串联、并联电路的功率分配。（Ⅱ）
二、命题落点
1．电流微观解释的应用。如例1。
2．伏安特性曲线与导体的电阻。如例2。
3．串并联电路在实际中的应用。如例3。 4．电功和电热的关系。如例4。
【典例精析】
例1：如图10－1－1为一磁流体发电机示意图，A 、B 平行 正对的金属板，等离子体从左侧进入，在△t 内有n 个自由电子 落在B 板上，问R 中的电流大小及方向。
解析 在△t 内，落到B 的电子数为n 个，即q =ne 根据I =
t
q 得I =
t
ne ? 方向从上向下。
规律总结 抓住某一横截面（B 板面），通过的电荷量 （只有电子）与所用时间的比值，求电流。
本题极易错解成I =
t
ne ?2，因为同时有等量正电荷到达A 极板，但问题的实质是到达A
板的正电荷与到达B 板的负电荷不是经过同一横截面的。
答案：I =
t
ne ? 方向从上向下。
例2：（2003春季）如图10－1－2为甲、乙两灯泡的I －U 图象。根据图象计算甲、乙两灯泡并联在电压为220V 的电 路中，实际发光的功率约为 （ ）
A ．15W 、30W
B ．30W 、40W
C ．40W 、60W
D ．60W 、100W
解析 从图象的横坐标（U ）为220V 的刻度可找出对应的纵坐标（I ）的值分别为I 甲=0.18A ，I 乙=0.28A 。则P 甲= U I 甲= 40W ，P 乙= U I 乙= 60W ，所以C 项正确。 答案：C
例3：如图10－1－3所示的电路中，电源的电动势E =10V ，内电阻r =0.5Ω，电动机的电阻R 0=1.0Ω，电阻R 1=1.5Ω。电动机正常工作时，电压表的示数U 1=3.0V ，求：
（1）电源释放的电功率?
（2）电动机消耗的电功率?将电能转化为机械能的功率? （3）电源的输出功率?
解析（1）电动机正常工作时，总电流为：I =
1
1R U =
5
.10.3A
=2A
电源释放的电功率为：P 释=EI =10×2W=20W （2）电动机两端的电压为：U =E －Ir －U 1=6V 电动机消耗的电功率为：P 消=UI =6×2W=12W 电动机消耗的热功率为：P 热=I 2R 0=4W
电动机将电能转化为机械能的功率，根据能量守恒为：P 机= P 消－P 热= （12—4）W=8W （3）电源的输出功率为：P 出= P 释－I 2
r =18W 。 答案：（1） 20W ；（2） 12W ，8W ；（3） 18W
【常见误区】
1．不能正确理解电流强度的概念。 2．不能正确理解伏安特性曲线的意义
【基础演练】
1．（05辽宁综合）图10－1－4中B 为电源，R 1、R 2为电阻，K
为电键。现用多用电表测量流过电阻R 2的电流。将多用电 表的选择开关调至直流电流挡（内阻很小）以后，正确的 接法是 （ ） A ．保持K 闭合，将红表笔接在a 处，黑表笔接在b 处 B ．保持K 闭合，将红表笔接在b 处，黑表笔接在a 处 c ．将K 断开，红表笔接在a 处，黑表笔接在b 处 D ．将K 断开，红表笔接在b 处，黑表笔接在a 处
2．（03·上海综合）演示位移传感器的工作原理如图10－1－5所示，物体M 在导轨上平移
时，带动滑动变阻器的金属杆P ，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x 。假设电压表是理想的，则下列说法正确的是 （ ） A ．物体M 运动时，电源内的电流会发生变化 B ．物体M 不动时，电压表的示数不会发生变化 c ．物体M 不动时，电路中没有电流 D ．物体M 不动时，电压表没有示数
3．对于纯电阻用电器，下列说法中正确的是
（ ）
A ．如果额定功率相同，额定电流较大的用电器电阻较大；
B ．如果额定功率相同，额定电流较大的用电器电阻较小；
C ．如果额定电流相同，额定功率较大的用电器电阻较大；
D ．如果额定电压相同，额定功率较大的用电器电阻较大。
4．标有“220V ，15W ”和“12V ，15W ”的甲、乙两灯泡相比较，下列说法正确的是 （ ）
A ．甲灯丝短而粗，乙灯丝细而长；
B ．正常发光时，甲比乙更亮些；
C ．正常发光时，甲灯的电流强度比乙灯大；
D ．甲、乙灯串联使用时，甲灯两端的电压比乙灯大。
第二节 闭合电路的分析与计算
【考点透视】
一、考纲指要
1．电源的电动势和内电阻，闭合电路的欧姆定律，路端电压。 （Ⅱ） 二、命题落点
1．动态直流电路的分析电表的变化。如例1。 2．动态直流电路的分析。例2。 3．闭合电路及电量计算。如例3。 4．闭合电路及电功率的有关计算。例4。
【典例精析】
例1（02上海）如图10－2－1所示电路中，当变阻器R 3的滑动头P 向b 端移动时 （ ）
A ．电压表示数变大，电流表示数变小
B ．电压表示数变小，电流表示数变大
C ．电压表示数变大，电流表示数变大
D ．电压表示数变小，电流表示数变小
解析 首先将电压表、电流表理想化处理，简化电路。R 2与R 3并联后与R 1串联， 答案：B
例2：（2002全国）如图10－2－2所示的电路中，R 1 、R 2、 R 3 和R 4皆为定值电阻，R 5为可变电阻，电源的电动势为E ，内阻为r 。设电流表A 的读数为I ，电压表V 的读数为U 。当R 5的滑动触点向图中a 端移动时 （ ）
A ．I 变大，U 变大
B ．I 变大，U 小
C ．I 变小，U 变大
D ．I 变小，U 变小
解析 由图可知R 5与R 2、R 4为两个并联支路。当R 5支路电阻变小（滑动触点向图中a 端移动时），则并联电阻变小，电路总电阻变小。故干路电流增大，路端电压U 变小。又因为电压U R 、U R 3增大，故U ab 减小，电流表示数I 变小。
答案：D
例3（03·江苏）在图10—2—3所示的电路中，电源的电动势E =3.0V ，内阻r =1.0Ω，电阻R l =10Ω，R 2=10Ω，R 3=30Ω，R 4=35Ω电容器的电容C =100μF 。电容器原来不带电。求接通电键K 后流过R 4的总电荷量。
解析 电路稳定时，直流电路中的电容器可视为开路，所以K 接通电路稳定后，电路结构是电阻R 2与R 3串联，再与R l 并联。
由电阻的串并联公式，得闭合电路的总电阻为：3
21321)(R R R R R R R +++=
+r
由欧姆定律得，通过电源的电流：I =R
E
电源的端电压U =E －Ir 电阻R 3两端的电压： U /=
3
23R R R +U
由于R 4中无电流，故电容C 两板间的电压U 就是电阻R 3上的压电压U /。电容C 原来不带电，所以电容C 的充电电荷量Q ，就是通过R 4的总电荷量Q =CU /
由以上各式并代入数据解得：Q =2.0 ×10－4C 。 答案：2.0 ×10－4C
例4：如图10－2－4所示，电灯L 标有“4V 1W ”，滑动变阻器R 总阻为50Ω。当滑片P 滑至某位置时，L 恰好正常发光，此时电流表示数为0.45A 。由于外电路发生故障，电灯L 突然熄灭，此时电流表示数变为0.5A ，电压表示数为10V 。若导线完好，电路中各处接触良好。试问：
（1）发生的故障是短路还是断路?发生在何处? （2）发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为多大? （3）电源的电动势和内电阻为多大?
解析 （1）电路发生故障后，电流表读数增大，路端电压U =U 2=I 2R 2也增大，因此外电路总电阻增大，一定在某处发生断路。由于电流表有读数，R 2不可能断路，电压表也有读数，
滑动变阻器R 也不可能断路，只可能灯L 发生断路。
（2）L 断路后，外电路只有R 2，因无电流流过R ，故电压表示数即为路端电压 U 2= U 端=10V ，R 2=
2
2I U =20Ω
L 未断路时恰正常发光，U L =4V ，I L =
L
U
P =0.25V ；U /端= U 2/= I 2/ R 2=0.45×20V=9V
R =
R
R
I U
=
L
L
I U
U /
端=20Ω
（3）根据闭合电路的欧姆定律E =U +Ir
故障前E =9＋（0.45＋0.25）r ，故障后E =10＋0.5 r 解得r =5Ω，E =12.5V
【常见误区】
1．不能正确运用闭合电路的欧姆定律分析电路变化。
例如：当部分电阻增大或减小时，电路中的总电阻增大或减小，相应的总电流小或增大，从而导致内电压减小或增大。但很多同学不会应用欧姆定律来分析
2．不能灵活应用电流表和电压表
电压表和电流表的工作原理是相同的，但很多同学认为电压表只能测电压，电流表只能测电流。其实在一些特殊情况下，没有多余仪器的情况下，电压表可以当电流表，电流表可以当电压表。
【基础演练】
1．如图10－2－5所示，直线A 为电源a 的路端电压与电流的关
系图象，直线B 为电源b 的路端电压与电流的关系图象，直 线C 为电阻R 的两端电压与电流关系的图象．若这个电阻R 分别接到a 、b 两个电源上，则 （ ） A ．R 接到a 电源上，电源的效率较高 B ．R 接到b 电源上，电源的输出功率较大
C ．R 接到a 电源上，电源的输出功率较大，但电源的效率较低
D ．R 接到b 电源上，电源的发热功率和电源的效率都较高
2．图10－2－6为一电路板的示意图，a 、b 、c 、d 为接线柱，a 、b 与200V 的交流电源连接，
ab 间、bc 间、cd 间分别连接一个电阻。现发现电路中没有电流，为检查电路故障，有一交流电压表分别测得b 、d 两点间以及a 、c 两点间的电压均为200V 。由此可知（ ） A ．ab 间电路通，cd 间电路不通 B ．ab 间电路不通，bc 间电路通 C ．ab 间电路通，bc 间电路不通 D ．bc 间电路不通，cd 间电路通 3．如图10－2－7所示电路中，当变阻器
R 3的滑动头P 向b 端移动时 （ ） A ．电压表示数变大，电流表示数变小 B ．电压表示数变小，电流表示数变大 C ．电压表示数变大，电流表示数变大 D ．电压表示数变小，电流表示数变小
4．如图10－2－8所示，直线OAC 为某一直流电源把其他形式
的能转化为电能的功率P 随电流I 变化的图像；抛物线OBC 为同一直流电源内部消耗的 热功率P'随电流I 变化的图像．当电路中的电流为2A ，且外电路为纯电阻电路时，外 电路消耗的功率及相应的外电阻的阻值分别是（ ） A ．2W ，0.5 B ．4W ，2
C ．2W ，1
D ．6W ，2
5．如图10－2－9所示的电路中，用电动势E =6V ，内阻不计的电池组向电阻R 0=20Ω，额定
电压U 0=4.5V 的灯泡供电，求：
（1）要使系统的效率不低于6.00=η，变阻器的阻值及它
应承受的最大电流是多大？
（2）处于额定电压下的灯泡和电池组的最大可能效率是多
少？它们同时适当选择的变阻器如何连接，才能取 得最大效率？
实验（一） 电阻的测量
【考点透视】
一、考纲指要
1．电流、电压和电阻的测量：电流表、电压表和多用电表的使用，伏安法测电阻。 （Ⅱ）
图6
2．实验：测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器） 3．实验：描绘小电珠的伏安特性曲线 二、命题落点
1．电阻的测量：如伏安法测电阻，例2。 2．测金属的电阻率，如例3。
3．描绘电阻的伏安特性曲线。如例4。
【典例精析】
例1：（04·全国理综Ⅱ）用以下器材测量一待测电阻R x 的阻值 （900—1000Ω）： 电源E ，具有一定内阻，电动势约为9.0V ； 电压表V 1，量程为1.5V ，内阻r 1=750Ω； 电压表V 2，量程为5V ，内阻r 2=2500Ω； 单刀单掷开关K ，导线若干.
（1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的
3
1，试画测量电阻R x 的一种实验电路原
理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）。
（2）根据你所画的电路原理图在答题卡如图10—1所给的实物图上画出连线。 （3）若电压表V 1的读数用U 1表示，电压表V 2的读数用U 2表示，则由已知量和测得量表示R x 的公式为R x = 。
解析 滑动电阻器的阻值没有给出，这样滑动电阻器用分压式接法应该不会有科学性错误。要测出待测电阻R x 的阻值，必须测量其两端的电压和流过它的电流。但题中只给了两个电压表，所以必须有一个电压表测量电流，当用V 2作电流表时，因V 1和V 2的量程之比为10
3，
所以当V 1只和R x 并联时，并联电压接近750Ω，这样V 1和V 2电压比接近
10
32500
750 ，这
样便于读数，如图10—2甲所示。当V 1作电流表时，因为V 1电阻较小，所以V 1示数就相应大点，这样为便于两表读数，也要使V 2读数适当大点，故V 2跨接在R x 和V 1两端，如图10—3—2乙所示。
对图10—2甲，由欧姆定律及总电流等于各并联电路电流之和可知
2
211
1r U R U r U x
=+，即
R x =
2
112211r U r U r r U -
对图10—2乙，由欧姆定律及并联电路电压相等可知U 1＋
x R r U 1
1= U 2，即
R x =
1
1
12)(U r U U -。
连线如图10—3
例2（03全国理综）用伏安法测量电阻的阻值R ，并求 出电阻率ρ，给定电压表（内阻约为50k Ω）、电流表（内阻 约为40Ω）、滑动变阻器、电源、开关、待测电阻（约为250Ω） 及导线若干。
（1） 画出测量R 的电路图。
（2）图10—4中的4个点表示实验中测得的6组电流I 、电压U 的值，试写出根据此图求R 值的步骤： 。 求出的电阻值R = 。（保留3位有效数字）
（3）待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径， 结果分别如图10—5甲、乙所示，由图可知其长度为 ，其径为 。
（4）由以上数据可求出ρ= 。（保留3位有效数字）
解析 由于待测电阻与电流表比较接近，远小于电压表内阻，因此采用电流表外接法。滑
动电阻器接成限流式或分压式均可以。如图10—3—6中的甲和乙。由R =2
4d l
S l πρρ=，得ρ=
l
R d 42
π=8.64×10－2Ωm 。
答案：（1）如图10—6
（2）①作U －I 直线，舍去左起第2个点， 其余5个点尽量靠近直线且均匀分布直线两侧。
②求该直线的斜率k ，，则R =k =229Ω（221Ω～237Ω均为正确）
（3）8.00×10－3m ，1.94×10－3m （4）8.64×10－2
Ωm 。
例3（04上海）小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大。某同学为研究这一现象，用
（1）在图10—7左边框中画出试验电路图，可用的器材有：电压表、电流表、滑动变阻器（变化范围0～10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干。
（2）在图10—7右边图中画出小灯泡的U －I 曲线。
（3）如果上题实验中测得电池的电动势是1.5V ，内阻是2.0Ω。问：将本题中的小灯泡接在该电池两端，小灯泡的实际功率是多少？（简要写出求解过程；若需要作图，可以直接画在第（2）小题的方格图中）
解析 要做出小灯泡的U －I 曲线，电压必须从零开始连续调节，所以滑动变阻器需用分压式接法，小灯泡电阻较小所以电流表采用外接法，见图10—8。
做小灯泡的U －I 曲线时要先描点，用平滑的曲线将尽量多的点连在曲线上，连不上的尽量分布在曲线两侧，如图10—9。
第（3）问括号内的文字就是解题的提示，认真读后就会找到解题思路。作出U =E －Ir 的图线如图10—9，图10—10为小灯泡和电源串联电路，当通过电源的电流为0.35A 时，流过小灯泡的电流也为0.35A ，从图线可以看出此时小灯泡的工作电压为0.80V ，因此小灯泡的实际功率为P =UI =0.28W 。
答案：（1）见图10—8（2）如图10—8（3）0.28W
【常见误区】
1．不能正确选择仪器设计电路。
主要表现在：不能根据题意选择合适的仪器，不能进行合理的电路设计，如电流表的内外接法、滑动变阻器的分压和限流接法等。
2．不能灵活应用伏安特性曲线
主要表现在对伏安特性曲线的物理意义不了解，不能进行相关的计算。如例题3中，很多同学就不理解两图线交点的意义，不能灵活应用。
【基础演练】
1．用伏安法测量某一电阻R x 阻值，现有实验器材如下：待测电阻R x （阻值约5 Ω，额定功
率为1 W ）；电流表A 1（量程0~0.6 A ，内阻0.2 Ω）；电流表A 2（量程0~3 A ，内阻0.05 Ω）；电压表V 1（量程0~3 V ，内阻3 k Ω）；电压表V 2（量程0~15 V ，内阻15 k Ω）；滑动变阻器R 0（0~50 Ω），蓄电池（电动势为6 V ）、开关、导线。为了较准确测量R x 阻值，则
（ ）
A ．电流表应选A 1，电压表应选V 1，滑动电阻器不可用限流式接法
B ．电流表应选A 1，电压表应选V 1，滑动电阻器可用限流式接法
C ．电流表应选A 2，电压表应选V 1，滑动电阻器不可用限流式接法
D ．电流表应选A 1，电压表应选V 2，滑动电阻器可用限流式接法
2．多用电表表头的示意图如图10—11。在正确操作
的情况下： 若选择开关的位置如黑箭头所示，正 确操作后发现指针的偏转角很小，需要换档，换 档后是否重新调零？无论用多用电表进行何种测 量（限于直流），电流都应该从色那个表笔经那个 插孔流入电表？ （ ） A ．不重新调零，红，正 B ．重新调零，黑，正 C ．重新调零，黑，负 D ．重新调零，红，正
3．用P=U 2
/R 求出“200V 40W ”电灯泡电阻为1210Ω，
用多用表欧姆档测得其电阻只有90Ω，下列说法中正 确的是
（ ）
A ．两个电阻值相差悬殊是不正常的，一定是测量时读错了数
B ．两个阻值不同是正常的，因为欧姆表测电阻的误差大
C ．两个阻值相差悬殊是不正常的，可能是出厂时把灯泡的功率写错了
D ．两个阻值相差悬殊是正常的；1210Ω是正常工作状态（温度很高）的电阻值，90Ω
是常温下的阻值
4．从下面给定的器材中选出适当的实验器材（有些器材的阻值是大约值，有些器材的阻值
是准确值）。设计一个测量阻值R x 约为250Ω的电阻的电路，要求便于操作，方法简捷，要尽可能提高测量的精度。
电流表A 1，量程3mA ，内阻r A1≈350Ω 电流表A 2，量程300μA ，内阻r A2≈300Ω 电流表A 3，量程100μA ，内阻r A3≈500Ω 电压表V 1，量程10V ，内阻r V1=15k Ω 电压表V 2，量程3V ，内阻r V2=10k Ω 滑动变阻器R 1，全阻值50Ω，额定电流为1A 滑动变阻器R 2，全阻值500Ω，额定电流为1A 电池组，电动势3V ，内阻很小但不能忽略 开关及导线若干
⑴测量电路中电流表应选 ，电压表应选 ，滑动变阻器应选 （填代号）
⑵画出测量R x 的电路图。
⑶在所测量数据中选一组数据计算R x ，计算表达式R x = ，表达式中各符号表示的意义是
5．实验室给定的仪器有：5V 量程的电压表（内阻约50KΩ）量程100mA 的电流表（内阻约
40Ω）、电阻箱R 2、电源E ，滑线变阻器R 1、电键及导线若干。其同学为研究流过导体的电流强度与导体的电阻的规律，做了如下探究：保持电阻箱两端的电压不变改变电阻箱的阻值，测出流过电阻箱的电流，实验时电阻箱的阻值依次选为40Ω、50Ω、60Ω、75Ω、100Ω。
a ．现有两种备选电路，示于图10—12甲和乙。图 合理，另一电路不合理的理由是 。
该同学处理数据的步骤如下，请完成下列两空①以
为横轴，I 为纵轴，根据所测数据描点，按各点分布与走向画一条直线。②结论
实验（二） 把电流表改装成电压表
【考点透视】
一、考纲指要
实验：把电流表改装为电压表 二、命题落点
1．测量电表的内阻，电表的改装。如例1 2．螺旋测微器读数和电表校对。例2
【典例精析】
例1：（04天津）现有一块59C2型的小量程电流表G（表头），满偏电流为50Μa，内阻约为800～850Ω，把它改装成1mA、10 mA两种量程电流表。可供选择的器材有：滑动变阻器R1，最大阻值20Ω；滑动变阻器R2，最大阻值100kΩ；电阻箱R/，最大阻值999Ω；定值电阻R0，阻值1kΩ；电池E1，电动势1.5V；电池E2，电动势3.0V；电池E3，电动势4.5V；（所有电池内阻均不计）标准电流表A，满偏电流1.5 mA；
单刀单掷开关S1和S2，单刀双掷开关S3，电阻丝及导线若干。
（1）采用如图10－13所示电路测量表头的内阻，为提高测量
精确度，选用的滑动变阻器为；选用的电池为。
（2）将G改装成两量程电流表。现有两种备选电路，如图10－14和图10－15。图为合理电路，另一电路不合理的理由是。
（3）将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对（仅核对lmA电流表的量程）。画出所用电路图，图中待核对的电流表符号用A/来表示。
解析为了便于测量滑动变阻器应选用较大的，电源电动势大，误差小。
图10－15在通电状态下，更换量程会造成两分流电阻都未并联在表头两端，以致可能流过表头的电流超过其满偏电流而损坏。
因为校对电流表必须从零开始连续校对，所以滑动电阻器用分压式连接，见图图10－16。
答案：（1）①R2 ②E3
（2）①图10－14 ②图10－15在通电状态下，更换量程会
造成两分流电阻都未并联在表头两端，以致可能流过表头的电流
超过其满偏电流而损坏。
（3）见图10－16。
例2：（2004高考理综Ⅰ）（1）图10－17中给出的是用螺旋测微器测量一金属薄板厚度时的示数，此读数应为mm。
（2）实验室内有一电压表量程为150mV，内阻约为150Ω。现要将其改装成量程为
10mA 的电流表，并进行校准。为此，实验室提供如下器材：干电池E （电动势为1．5V ），电阻箱R ，滑动变阻器R /
，电流表
（有1．5mA ，15mA 与150mA 三个量程）及开关K 。
（a ）对电压表改装时必须知道电压表的内阻。用图10－18所示的电路测量电压表的
内阻。在既不损坏仪器又能使精确度尽可能高的条件下，电路中的电流表
应选用的量程
是 。若合上K ，调节滑线变阻器后测得电压表的读数为150mA ，
电流表的读数为
1.05mA ，则电压表的内阻R mV 为 （取三位有效数字）。
（b ）在对改装成的电流表进行校准时，把
作为标准电流表，画出对改装成的电流表
进行校准的电路原理图 （滑动变阻器作限流使用），图中各元件要用题中给出符号或字母标注。图中电阻箱的取值是 （取三位有效数字），电流
表应选用的量程
是 。
解析 （1）从图10－17可以看出薄板的厚度超过6mm ，介于6.12mm 与6.13mm 之间，估计一位，可得6.124mm 。
（2）电流表和电压表虽是两种不同的电表，但从本质上看，都是电流表，它们测量的都是电流。一般电流表的内阻较小，表盘上根据通过电表的电流进行刻度；电压表的内阻较大，表盘上根据通过电表的电流与内阻的乘积进行刻度。可见把电压表改装成电流表是可行的。因电压表
的量程为150mV ，内阻约为150Ω，故可知通过电压表的最大电流约为
I =150/150mA=1mA
。故在测量电压表的内阻时，电路的电流表
应选用量程为1.5mA 的电流表。从题给的测量电压表内阻的电路 中，电流表
的读数便是通过电压表内阻的电流，电压表的读数
是电压表内阻两端的电压，电压表读数与电流表读数之比值便是电压表的内阻R mv 。在测量电压表的内阻时，当电压表的读数为其量程时，电流表的读数1.05mA
。这表明该电压表是
一内阻为R mv ，量程为I m =1.05mA 的电流表。为把电压表改装成量程为I /
m =10mA 的电流表，必须在电压表两端并联一电阻R 。使I m R mv =（I /
m －I m ）R 成立，由此便可求出所需并联的电阻的阻值，即R =
m
m
mv m I I
R I /
根据有关数据可得R =16.8Ω
对改装成的电流表校正，就应把改装成的电流表与标准电流表串联，比较同一电流通过两个电流表时的读数，由此便可画出校正电路的原理图，如图10－19。
【常见误区】
不能正确理解电流表和电压表的工作原理。
很多同学错误的认为电压表只能测电压，电流表只能测电流。其实是对它们的工作原理不理解。电压表和电流表都是由表头G 改装而成的。电压表是表头G 串联较大电阻而成，可以认为电压表是一个较大阻值的电阻，可以分得一部分电流；电流表是表头G 并联较小电阻而成，可以认为电流表是一个较小阻值的电阻，可以分得一部分电压。
【基础演练】
1．按如图10－20所示的电路进行实验时，如果R 调为9900Ω时，电表
指在满刻度300μA 处。当R /调为90Ω时电流指在半满偏，则： （1）电流表的内阻R g = Ω。
（2）若将此电表改为3V 的电压表，则应将电流表与电阻__________
联，电阻箱的取值应为_____Ω。
（3）用此改装表去测电压时，如果指针在150μA 的位置，则所测电压读数为_____V 。 2．把《电流表改装成电压表》的实验中，所用电流表G 的满偏电流I g 为200μA ，内阻估计
在400－600 之间。（1）按图10－21测定电流表G 的内阻R g ，需要选用合适的器材，现有供选用的器材如下：A ．滑动变阻器（阻值范围0－200 ） B ．滑动变阻器（阻值范围0－1750 ） C ．电阻箱（阻值范围0－999 ） D ．电阻箱（阻值范围0－99999 ） E ．电源（电动势6Ｖ，内阻0.3 ） F ．电源（电动势12Ｖ，内阻0.6 ）
按实验要求，R 最好选用________，R ＇最好选用______，E 最好选用_______。（填入选用器材的字母代号）
（2）假定由上述步骤已测出电流表内阻R g ＝500 ，现在通过串联一个24.5k 的电阻把
它改装成为一个电压表，此电压表的量程为__________V 。
（3）实验中电流表内阻的测量值___________真实值，导致校准时改装电压表的读数
___________标准电压表的读数。
（4）真实值与测量值之差除以真实值叫做测量的相对误差，即g g
R R R δ'-=
。试导出它
与电源电动势E 、电流表满偏电流I g 及电流表内阻R g 的关系式。
（5）已知I g ＝200μA ，电流表内阻R g 的真实约为500Ω，要想使测量的相对误差不大
于1%，电源电动势最小应为___________伏。根据此铭裨中的有关数据，可知该车的额定时速约为 （ ）
A ．15km ／h
B ．18 km ／h
C ．20 km ／h
D ．25km ／h
3．某同学准备用500μA 的电流表改装成一块量程为2.0V 的电压表。他为了能够更精确地测
量电流表的内电阻，设计了如图10－22示的实验电路，图中各元件及仪表的参数如下： A ．电流表G 1 （量程1.02mA ，内电阻约100Ω） B ．电流表G 2 （量程500μA ，内电阻约200Ω） C ．电池组E （电动势为3.0V ，．内电阻未知） D ．滑线变阻器R （0—25Ω）
E ．四旋钮电阻箱R 1 （总阻值9 999Ω）
F ．保护电阻R 2 （阻值约100Ω）
G ．开关S 1，单刀双掷开关S 2
实验中该同学先合上开关S l ，再将开关S 2与a 相连，调节滑线变阻器R ，当电流表G 2
有某一合理的示数时，记下电流表G 1的示数I ；然后将开关S 2与b 相连，保持R 不变，调节R 1，使电流表G l 的示数仍为I 时，读取电阻箱的读数r 。
由上述测量过程可知，电流表G 2内电阻r g 的测量值为？若该同学通过测量得到电流表G 2的内电阻值为190Ω，他必须将一个阻值为多少的电阻与电流表G 2串联，才能改装为一块量程为2.0V 的电压表？
4．有一电流表G ，满偏电流I g =3mA 。
（1）把它改装成量程为3V 的电压表，需测出电流表的内阻R g 。 ①画出利用半偏法测量R g 的电路图。
②现测得电流表G 的内阻R g =10Ω，需串联阻值为 Ω的电阻，其原理是 。
③对改装后的电压表，下列说法正确的是（）
A．允许通过的最大电流增大了
B．刻度盘刻度不均匀了
C．原电流表G自身的电阻增大了
D．使用时，加在原电流表G两端的电压的最太埴不可能增大
（2）把改装的电压表跟标准电压表进行核对，画出核对电路图。
若改装的电压表在满刻度时，标准电压表的读数为3.3V，则满刻度时的百分误差为。（3）若改装成量程为0.6A的电流表，要并联一个阻值为Ω的电阻，其原理是
。
实验（三）测定电源的电动势和内阻
【考点透视】
一、考纲指要
实验：测电源的电动势和内阻。
二、命题落点
1．实验器材的选择。如例1。
2．试验的操作和有关计算。如例2。
2．电路图的连接和有关计算。例3。
【典例精析】
例1：（04 上海）在测一节干电池（电动势约为1.5V，内阻约为2Ω）的电动势和内阻的实验中，变阻器和电压表各有两个供选：A电压表量程为15V，B电压表量程为3V，A变阻器为（20Ω，3A），B变阻器为（500Ω，0.2A）。
电压表应该选（填A或B），这是因为。
变阻器应该选（填A或B），这是因为。
解析电动势为1.5V，而A电压表量程为15 V，若用A则很难精确读数，误差太大。B变阻器电阻太大而额定电流过小，调节不方便。
答案：B 、A电压表量程过大，读数误差较大；A、B变阻器额定电流过小，调节不便。
例2：（2004广东）如图10－23图中R为已知电阻，R x为待测电阻，K1为单刀单掷开关，K2为单刀双掷开关，V为电压表（内阻极大），E为电源（内阻不可忽略）。现用图中电路测
量电源电动势E 及电阻R x 。
（1）写出操作步骤：
（2）由R 及测得的量，可得E = ，R x = 。 解析 本题主要考查电路的连线，和电路的识别，电路结构的 熟练程度。
答案：（1）①K 1断开，K 2接到a 端，记下电压表的读数U 1 ②K 2接到a 端，K 1闭合，记下电压表的读数U 2 ③K 1仍闭合，K 2接到b 端，记下电压表的读数U 3 （2）U 1；R x =
R U U U 3
23-
例3：（05全国理综Ⅰ）测量电源B 的电动势E 及内阻r （E 约为4.5V ，r 约为1.5Ω）。 器材：量程3V 的理想电压表V ，量程0.5A 的电流表A （具有一定内阻），固定电阻R =4Ω，滑线变阻器R /
，电键K ，导线若干。
①画出试验电路原理图。图中个元件需要用题目中给出的符号或字母标出。
②实验中，当电流表读数I 1时，电压表读数为U 1；当电流表读数I 2时，电压表读数为U 2。则可以求出E = ，r = （用I 1、I 2、U 1、U 2及R 表示）
解析 固定电阻器保护电阻作用，滑动电阻器用限流接法就可以，原理图如图10－24所示。根据闭合电路的欧姆定律可得 E = U 1＋I 1（r ＋R ） E = U 2＋I 2（r ＋R ）
解得E =
2
12
112I I I U I U --，r =
2
112I I U U --－R
答案：①如图10－5－2 ②E =
2
12
112I I I U I U --，r =
2
112I I U U --－R
【常见误区】
不能正确利用U —I 图象处理实验数据，进一步求E 和r 。
在实验中所得电压U 集中在1.0～1.5V 之间，所以作图时，把横坐标轴向上移动，是纵坐标从1.0开始，这样便于作图，提高了读数准确性。（2）画U —I 图线前，由U =E －Ir ，要清楚图线是一条直线，不要把图象画成区县或折线，但往往很多同学注意不到这点。（3）很多同学把内阻按r =
I
U 计算，实际上在纵坐标不为零时，这样是错误的，应按r =I
U ??计算。
【基础演练】
1． 用伏安法测一节干电池的电动势E 和内电阻r 。所给的器材有：
A ．电压表V ：0～3～15V
B ．电流表A ：0～0.6～3A
C ．变阻器R 1（总电阻20Ω）
D ．变阻器R 2（总电阻100Ω） 以及电键S 和导线若干。 （1）画出实验电路图。（标明变阻器规格）
（2）图10－25的U －I 图上是由实验测得的7组数据标出的点。请你完成图线，并由图
线求出E = V ，r = Ω。
（3）若只选用两组数据，用欧姆定律算出E 、r ，有可能误差较大，若选用第 和第 组
数据误差最大。
2．（04，宣武区）在利用伏安法测定电池的电动势和内电阻的实验中，某同学的实际连线图，
如图10－26a 所示。（电流表A ：0～0.6～3A ，电压表V ：0～3～15V ）
（1）经仔细检查、诊断知，该图中有两处不太合理的连线那么，这两处不太合理的连线对应的编号是 。
（2）若利用改正后的正确的连线图，实验后，测得数据，并画出电源的输出特性图像
（U —I 图）如图10－26b 。则该电源的电动势为 ，电源内阻为 。
3．（05，文普春） （1）通常用的游标卡尺，在游标尺上
有20个小等分刻度，它们的总长度为19mm ，它的每一分度 与主尺的最小分度1mm 相差
20
1mm 。如图10－27所示为用
20分度的卡尺测量一金属钢笔杆某处的直径的示数，则钢笔杆此处的直径为 mm 。 （2）将一铜片和一锌片分别插入一个苹果内，就构成了简单的“水果电池”，其电动势约为1.5V 。可是这种电池并不能点亮手筒上额定电压为1.5V 、额定
电流为0.3A 的小灯泡，原因是通过小灯泡的电流太小了，经实验测得还不足3mA 。现使用量程合适的电压表、电流表以及滑动
变阻器、开关、导线等实验器材，尽量精确地
电流采样电路的设计
电流采样电路的设计 文中研制了一套模拟并网发电系统，实现了频率跟踪、最大功率跟踪、相位跟踪、输入欠压保护、输出过流保护、反孤岛效应等功能；采用Atmega16高速单片机，实现了内部集成定时、计数器功能；利用定时器T／C2的快速PWM功能，实现SPWM信号的产生；采用T／C1的输入捕获功能，实现了频率相位监测和跟踪以及对失真度、输入电压、输出电流等物理量的检测与控制。 1 整体方案设计 设计采用Atmega16单片机为主体控制电路，工作过程为：与基准信号同频率、同相位正弦波经过SPWM调制后，输出正弦波脉宽调制信号，经驱动电胳放大，驱动H桥功率管工作，经过滤波器和工频变压器产生于基准信号通频率、同相位的正弦波电流。其中，过流、欠压保护由硬件实现，同步信号采集、频率的采集、控制信号的输出等功能，均由Atmega16完成。系统总体设计框图如图1所示。 2 硬件电路设计 分为DC／AC驱动电路、DC／AC电路和滤波电路3部分和平滑电容C1，电路原理如图2所示。 2．1 DC—AC驱动电路 是由R1、R2、R3、R4、R5、R6、Q3、Q4、P3和P4组成，其中P3和P4是控制信号输入
端，R3和R4为限流电阻。集电极的电流直接影响波形上升沿的陡峭度，集电极电流越大输出的波形越陡峭。因为R2和R1与集电极pn节的寄生电容形成了一个RC充放电的时间常数，集电极pn结的寄生电容无法改变，只有通过改变R1和R2的值来改变时间常数，所以R1和R2值越小，Q3和Q4的集电极电流就越大；RC的充电时间常数越小，波形的上升沿越陡峭，而增加集电极电流，会增加系统的功耗，权衡利弊选择一个合适的值。其次，射级pn 结的寄生电容也会影响Q3和Q4的关断时间和波形上升沿的陡峭度。所以在驱动电路中各加了一个放电回路，即拉地电阻R5和R6，R5和R6的引入，加快了Q3和Q4的关闭速度，这样就使集电极的波形更陡峭。同样在保证基极射极pn不损坏的条件下，基极的电流也是越大越好，但也会带来损耗问题，权衡利弊选择一个合适的值。关于两个电阻的取值，这里假设三极管的放大倍数为β，基极电流Ib，集电极电流Ic，流过R5的电流为I5，流过R3的电流为I3，R3的压降为V3，驱动信号为V，R5的压降为V5，有 实际中R3和R5应该比计算值小，这样是为了让三极管工作在饱和状态，提高系统稳定 性。 2．2 DC-AC电路 是由两只p沟道MOSFET。Q1、Q2和两只n沟道MOSFET Q5、Q6组成。在这里没有采用4只n沟道MOSFET，原因是驱动电路复杂，如果采用上面的驱动电路接近电源的两个导体管不能完全导通，发热量为接近地一侧导体管4倍以上，功耗增加，所以采用对管逆变即减小了功耗，而且驱动电路简单。通过控制4个导体管的开关速度再通过低通滤波器即可实 现DC／AC功能。 2．3 滤波电路 两个肖特基整流二极管1N5822为续流二极管，这里为防止产生负电压，C2、C3、C4、C5、L1、L2组成低通滤波器，其中C5、C6为瓷片电容，C2、C3用电解电容，充放电电流可以流进地，L1、L2为带铁芯的电感，带铁芯的电感对高频的抑制比空心电感更好，电感值 更高。关于参数的选取和截止频率的计算如下 3 采样电路 3．1 电流采样电路的设计 由于终端负载一定，所以电流采样实际等同于一个峰值检测的过程，此电路实际是一个峰值检测电路，P3为信号的2个输入端，调整R10，R11和R17、R18取值来实现峰值测功能，电路中的阻值并不准确，需要实际中根据信号的幅值来调整R10、R11和R17、R18阻值
大学物理习题解答5第五章稳恒电流
第五章 稳恒电流 本章提要 1．电流强度 · 当导体中存在电场时，导体中的电荷会发生定向运动形成电流。如果在t ?时间内通过导体某一截面的电量为q ?，则通过该截面的电流I 为 q I t ?= ? · 如果电流随时间变化，电流I 的定义式为 t q t q I t d d lim 0= ??=→? 2．电流密度 · 导体中任意一点的电流密度j 的大小规定为单位时间内通过该点单位垂直截面的电量，j 的方向规定为通过该点的正电荷运动的方向。根据电流密度的定义，导体中某一点面元d S 的电流密度为 d d I j S ⊥ = · 对于宏观导体，当导体中各点的j 有不同的大小和方向，通过导体任意截面S 的电流可通过积分计算，即 d j S S =???I 3．欧姆定律 · 对于一般的金属导体，在恒定条件下欧姆定律有如下表达形式
R U U I 2 1-= 其中R 为导体的电阻，21U U -为导体两端的电势差 · 欧姆定律的微分形式为 E j σ= 其中ρσ1=为电导率 4．电阻 · 当导体中存在恒定电流时，导体对电流有一定的电阻。导体的电阻与导体的材料、大小、形状以及所处状态（如温度）有关。当导体的材料与温度一定时，对一段截面积均匀的导体，其电阻表达式为 S l R ρ = 其中l 为导体的长度，S 为导体的横截面积，ρ为导体的电阻率 5．电动势 · 非静电力反抗静电力移动电荷做功，把其它种形式的能量转换为电势能，产生电势升高。 q A 非= ε · 当非静电力不仅存在于内电路中，而且存在于外电路中时，整个回路的电动势为 l E l k ??=d ε
第二章 恒定电流 第5—7节
第5节 焦耳定律 1．电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功，电流做功的多少等于电能转化为其他形式能的数量． 2．电流做功的公式为W ＝UIt ，适用于任何电路． 电功率的公式为P ＝UI ，适用于任何电路． 3．电流通过导体时产生的热量(内能)跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比， 这一规律叫焦耳定律，表达式为Q ＝I 2Rt ，适用于任何电路．焦耳定律是电流热效应的实验定律，凡计算 电热都要用该规律． 电热功率是描述电流做功产生电热的快慢程度的物理量，公式为P ＝I 2R ，适用于任何电路． 4．只含有电阻的电路称为纯电阻电路，当有电流通过时，电能全部转化为内能，即电功等于电热，用公式表示为W ＝Q ＝I 2Rt ＝UIt .含有电动机等非纯电阻元件的电路称为非纯电阻电路，电路中的电能除一部分转化为内能外，其他部分转化为机械能、化学能等，此时电功大于电热，电功表达式W ＝UIt ，电热 表达式为Q ＝I 2Rt . 5．两个绕线电阻分别标有“100 Ω 10 W ”和“20 Ω 40 W ”则它们允许通过的额定电流之比是 ( ) A.5/5 B.10/20 C.5/10 D ．1/2 000答案 C 6．两个电阻分别标有“1 A 4 W ”和“2 A 1 W ”，则它们的电阻之比为( ) A ．2∶1 B ．16∶1 C ．4∶1 D ．1∶16答案 B 7．关于电功，下列说法中正确的有( ) A ．电功的实质是电场力所做的功 B ．电功是电能转化为其他形式能量的量度 C ．电场力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大 D ．电流通过电动机时的电功率和热功率相等答案 AB 【概念规律练】 知识点一 电功、电功率的计算 1．关于四个公式①P ＝UI ；②P ＝I 2R ；③P ＝U 2R ；④P ＝W t ，下列叙述正确的是( ) A ．公式①④适用于任何电路的电功率的计算 B ．公式②适用于任何电路的电热功率的计算 C ．公式①②③适用于任何电路电功率的计算 D ．以上均不正确答案 AB 解析 P ＝UI 、P ＝W t 适用于任何电路的电功率的计算，而P ＝I 2R 、P ＝U 2R 只适用于纯电阻电路的电功率的计算，故A 正确，C 错误．P ＝I 2R 适用于任何电路的热功率的计算，P ＝UI 、P ＝U 2R 只适用于纯电阻电路的热功率的计算，故B 正确． 2．一个用半导体材料制成的电阻器D ，其电流I 随它两端的电压U 变化的关系图象如图1(a)所示，将它与两个标准电阻R 1、R 2并联后接在电压恒为U 的电源上，如图(b)所示，三个用电器消耗的电功率均为P .现将它们连接成如图(c)所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D 和电阻R 1、R 2消耗的电功率分别为P D 、P 1、P 2，它们之间的大小关系为( ) 图1 A ．P 1＝4P 2 B ．P D ＝P /9 C ．P 1<4P 2 D ．P D >P 2答案 C 解析 从电阻器D 的I —U 图线可以得出，电阻器的阻值随所加电压的增大而减小，在题图(b)中，三 个电阻消耗的功率相等，都为P ＝U 2R 1＝U 2R 2＝U 2 R D ，说明三个电阻的阻值相等，即R 1＝R 2＝R D .连接成图(c)所示的电路时，电阻器D 两端的电压小于U ，电阻器D 的阻值R D ′>R D ，这时电阻器R D 两端的电压U D >U 3，
常用电流和电压采样电路
2常用采样电路设计方案比较 配电网静态同步补偿器（DSTATCOM ）系统总体硬件结构框图如图2-1所示。由图2-1可知DSTATCOM 的系统硬件大致可以分成三部分，即主电路部分、控制电路部分、以及介于主电路和控制电路之间的检测与驱动电路。其中采样电路包括3路交流电压、6路交流电流、2路直流电压和2路直流电流、电网电压同步信号。3路交流电压采样电路即采样电网三相电压信号；6路交流电流采样电路分别为电网侧三相电流和补偿侧三相电流的电流采样信号；2路直流电压和2路直流电流的采样电路DSTATCOM 的桥式换流电路的直流侧电压信号和电流信号；电网电压同步信号采样电路即电网电压同步信号。 图2-1 DSTATCOM 系统总体硬件结构框图 2.2.11 常用电网电压同步采样电路及其特点 .1 常用电网电压采样电路1 从D-STATCOM 的工作原理可知，当逆变器的输出电压矢量与电网电压矢量幅值大小相等，方向相同时，连接电抗器内没有电流流动，而D-STATCOM 工作在感性或容性状态都可由调节以上两矢量的夹角来进行控制，因此，逆变器输出的电压矢量的幅值及方向的调节都是以电网电压的幅值和方向作为参考的，因此，系统电压与电网电压的同步问题就显得尤为重要。
图2-2 同步信号产生电路1 从图2-2所示同步电路由三部分组成，第一部分是由电阻、电容组成的RC 滤波环节，为减小系统与电网的相位误差，该滤波环节的时间常数应远小于系统的输出频率，即该误差可忽略不计。其中R 5=1K Ω，5pF，则时间常数错误！未 因此符合设计要求;第二部分由电压比较器LM311构成， 实现过零比较;第三部分为上拉箝位电路，之后再经过两个非门，以增强驱动能力，满足TMS320LF2407的输入信号要求。 C 4=1找到引用源。< 新人教版高中物理选修 第五章《交变电流》精品教 课5.交变电课新授课1 教 学 目 的（一）知识与技能 1．使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。 2．掌握交变电流的变化规律及表示方法。 3．理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。 （二）过程与方法 1．掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）。 2．培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力。3．培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。 （三）情感、态度与价值观 培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。 重 难 点教学重点 交变电流产生的物理过程的分析。 ★教学难点 交变电流的变化规律及应用。 教学方法通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验 教 学 过 程 教师活动学生活动 【预习导引】 1.恒定电流的定义是什么？直流电的定义是什么？ 2.我们根据什么来定义直流电和恒定电流的？ 【新课教学】 一、交变电流 1.定义： 2.试讨论交变电流与恒定电流和直流电的区别是什么？ 二、交变电流的产生 右图为交流电发电机的示意图，线圈所在磁场为匀强磁场，设矩形线圈ABCD以角速度ω绕oo' 轴、从线圈平面跟磁感线垂直的位置开始做逆时针方向转动． 1．开始时，线圈是否切割磁感线？线圈中感应电动势为多大？此时磁通量多大？方向怎样？ 2.经过时间t线圈转过的角度为多大？，此时ab边的线速度v方向跟磁感线方向夹角为多大，设ab边的长度为l，bd边的长度为l'，线圈中感应电动势怎么计算？电流方向怎样判断？此时磁通量多大？ 方向怎样？ 学生思考预习引导的两个问题？（3分钟） 教师指导学生阅读课本完成1、2两题（4分钟） 学生思考并讨论右侧的四个问题（10分钟） 错误 ！未定义书签。 图2 L293D 的电机驱动电路 图3 电源稳压电路 图4 降压电路 图3 降压斩波电路原理图 图4 电流检测模块 OS CI ICE_SDA ICE_SCK ICE_EN AV SS1OP I AGC M ICOUT DA C2DA C IOB12IOB11IOB15IOB13SLE EP IOB14VS S IOA12IOA14IOA11IOA10IOA15IOA13I O B 9I O B 10IOA9 I O B 5I O B 8I O B 7V C P I O A 8 V D D H I O A 6I O A 7V S S VS S V D D H VS S V R T A V S S 1 V D D _P I O B 2V C M I O A 3I O B 6I O B 1I O A 1V M I C I O B 0I O A 2M I C P R E S _B I O B 4 I O A 4 I O B 3I O A 0I O A 5VREF2V S S V D D H SPCE061A DA C1M ICN AV SS1VDD VS S VS S VS S OS CO +C29100u C31104 U1 OS C32O 12OS C32I 13XT EST 14VDD 15XICE 16XICECLK 17XICES DA 18VS S 19PV IN 20DA C121DA C222VREF223VS S 24AGC 25OP I 26M ICOUT 27M ICN 28PFUSE 29M I C P 33V C M 34V R T P A D 35V D D 36V M I C 37V S S 38I O A 041I O A 142I O A 243I O A 344I O A 445I O A 546I O A 647I O A 748V S S 49V S S 50V D D H 51V D D H 52I O A 8 53 N C 39N C 40NC 30NC 31NC 32 IOA9 54 IOA1055IOA1156IOA1257IOA1358IOA1459IOA1560XROM T 61VS S 62XS LEEP 63IOB1564IOB1465IOB1366IOB1267IOB1168PV PP 69V D D H 75 I O B 1076I O B 977NC 70NC 71NC 72NC 73NC 74I O B 878I O B 779I O B 680I O B 581I O B 41I O B 32I O B 23N C 82N C 83N C 84I O B 14I O B 05X R E S B 6V D D 7V C P 8V S S 9N C 10N C 11C8104C7104C18104 +C5 100u C28104 + C27100u +C17100u + C4100u V D D _A SPCE061A 芯片引脚电路图 电机驱动电路 图5 电源变换电路图 开关量采集电路设计 开关量采集电路适用于对开关量信号进行采集，如循环泵的状态信号、进出仓阀门的开关状态等开关量。污染源在线监控仪可采集16路开关信号，输入24V 直流电压；设定当输入范围为18~24VDC 时，认为是高电平，被监视的设备处于工作状态；当输入低于18VDC 时，认为是低电平，被监视的设备处于停止状态。 为了避免电气特性及恶劣工作环境带来的干扰，该电路采用光电耦合器TLP521对信号实现了一次电-光-电的转换，从而起到输入\输出隔离的作用。 同时，还安装有LED 工作指示灯，可以使用户对每一通路的工作情况一目了然。其中一路的开关量采集电路如图1所示： 图 1 开关量采集电路 光耦TLP521将红外发光二极管和发光三级管相互绝缘的组合在一起，发光二极管为输入回路，它将电能转换成光能；发光三极管为输出回路，它将光能再转换成电能，实现了两部分电路的电气隔离。 当输入范围为18 ~24VDC 时，认为是高电平，此时光耦导通，电阻R10、R14和发光二极管共同构成输入回路。 根据光耦导通时电流为4 ~10mA ，当输入最高电压24V 时， mA V R R mA V 42414101024<+<，即Ω<+<Ωk R R k 614104.2 当输入低于18V 时认为是低电平，此时光耦的工作电流肯定低于4m A ，此时光耦不导通,电阻 R10、 R14和R12共同构成输入回路，所以： mA R R R V 412 141018<++，即R10+R14+R12>4.5k Ω。在设计中，选择R10=R12=2k Ω,R12=1k Ω。 光耦导通的最小电流为4mA，根据光耦的电流传输比CTR(Current Transfer Ratio)为50%，指当管压降U CE足够大时，集电极电流I C与发光二极管输入电流I F的百分比，所以集电极电流I C=I F*50%=4mA* 50%=2mA，同时为了使光电三极管尽快进入饱和区，选取上拉电阻R8为4.7KΩ。 最后，为了保护光耦，防止大的输入电压突变，在限流电阻R12的两端并联肖特基二极管IN5819。 交变电流 第一节交变电流 ［学习目标］1.会观察电流(或电压)的波形图，理解交变电流和直流的概念. 2.理解交 变电流的产生过程，会分析电动势和电流方向的变化规律. 3.知道交变电流的变化 规律及 表示方法，知道交变电流的瞬时值、峰值的物理含义. 侦习导学新知探究 ［学生用书P 40］ 一、交变电流和交变电流的产生 (阅读教材第31页第1段至第32页第3段) 1. 交变电流 (1) 交变电流的定义：大小和方向都随时间周期性变化的电流，简称交流 . (2) 直流：方向不随时间变化的电流. 2. 交变电流的产生 (1) 典型模型 在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里产生的是交变电流. 如图所示. (2)中性面：线圈在磁场中转动过程中，线圈平面与磁场垂直时所在的平面. I 拓展延伸？ -------------------------------------- (解疑难) △① 1. 中性面的特点：磁通量 ①最大，磁通量的变化率 W = 0,瞬时感应电动势 时感应电流i= 0，电流的方向将发生改变. 2. 垂直中性面的垂面特点：磁通量 ①二0，磁通量的变化率 瞬时感应电流最大. 更抄1.(1)只要线圈在磁场中转动，就可以产生交变电流. (2) 当线圈中的磁通量最大时，产生的电流也最大. (3) 当线圈平面与磁场垂直时，线圈中没有电流. 提示：(1)X (2) X (3) V 二、交变电流的变化规律 (阅读教材第32页第4段至第33页第1段) 第五章交变电流 第五章 梳理基础释疑解难 实验装置 e= 0,瞬 晋最大，瞬时感应电动势、 1. 正弦式交变电流的定义： 按正弦规律变化的交变电流叫做正弦 式交变电流，简称正 弦式电流. 2. 正弦式交变电流的表达式 瞬时电动势：e= E m sin o t 瞬时电压：u = U m sin o t 瞬时电流：i = I m sin o t 式中E m 、U m 、I m 分别表示电动势、电压、电流的峰彳 _______ I 拓展延伸？ -------------------------------------- （解疑难） 1?峰值表达式 E m = NBSo = N ① m O E m I m =RTr. 2. 从两个特殊位置开始计时瞬时值的表达式 亟‘抄2.（1）在匀强磁场中线圈绕垂直磁场的转轴匀速转动的过程中，某些特殊时段, 可能感应电动势和磁通量同时变大. （ ） ⑵表达式为e= E m Sin wt 勺交变电流为正弦式交变电流， 表达式为e= E m Sin o t 的交 变电流也是正弦式交变电流. （ ） （3）线圈绕垂直磁场的转轴匀速转动的过程中产生了正弦交变电流，峰值越大，则瞬时 值也越大.（ ） 提示：（1）X （2） V （3） X 多维谦?准題细通羌 交变电流的产生过程 [学生用书P 41] 本类问题主要从中性面和它的垂直面两个位置的磁通量、 势大小和感应电流的方向等几个方面进行考查. （自选例题，启迪思维） 1. 矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流, 正确的是（ ） 磁通量的变化率、感应电动 下列说法 优创卷·一轮复习单元测评卷 第二章 恒定电流 A 卷 名校原创基础卷 一.选择题：本大题共12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1-9题只有一项符合题目要求，第10-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但选不全的得2分，有选错的得0分。 1.在如图所示电路中，电源内阻不可忽略。开关S 闭合后，在滑动变阻器R 2的滑动端由a 向b 缓慢滑动的过程中（ ） A.电压表的示数增大，电流表的示数减小 B.电容器C 所带电荷量减小。 C.R 1的电功率增大 D.电源的输出功率一定增大 【答案】A 【解析】A.滑动变阻器的滑动端由a 向b 缓慢滑动的过程中，R 2阻值变大，电阻总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律知，总电流减小，电流表示数减小，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压 1U E I R r =-+（） 总电流减小，电压表示数增大，故A 正确； B.容器两端电压即电压表两端电压Q CU =，电压增大，电容器所带电荷量增多，故B 错误； C.流过电阻R 1的电流减小，由公式2 1P I R =可知，消耗的功率变小，故C 错误； D.当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，题干中没有明确外电阻与内阻的关系，故滑动变阻器R 2的滑动端由a 向b 缓慢滑动的过程中，电源的输出功率不一定增大，故D 错误。 故选A 。 2.关于闭合电路正确的是（ ） A.电源正负极被短路时，电流很大 B.电源正负极被短路时，端电压最大 C.外电路断路时，端电压为零 D.外电路电阻增大时，端电压减小 【答案】A 【解析】AB.电源正负极被短路时，外电路电阻为零，则电流很大，此时路端电压为零，选项A 正确，B 错误； C.外电路断路时，电路中电流为零，此时路端电压等于电动势，选项C 错误； D.外电路电阻增大时，电路中电流减小，内阻上电压减小，则路端电压变大，选项D 错误。 故选A 。 3.图示电路中，电源E 、r 恒定，闭合S 后，改变R 1、R 2接入电路的阻值，下列判断正确的是（ ） A.若仅增大R 1阻值，则R 2消耗的电功率必增大 B.若仅把滑片P 从a 滑到b ，R 1消耗的功率一直增大 C.若增大R 1阻值，同时也增大R 2接入电路的等效阻值，则两电表示数变化量的比值也增大 D.不论如何改变R 1和R 2接入电路的总阻值，两电表的示数变化必然相反 【答案】D 【解析】A.设R 2接入电路的等效阻值为R ，则R 2消耗的电功率为 2 21=++E P R R R r ?? ??? 可知仅增大R 1阻值，则R 2消耗的电功率变小，故A 错误； B.因R 2并联接入电路，当把滑片P 从a 滑到b 时，R 2并联接入电路的等效阻值先增大后减小，电路总电流先减小后增大，则R 1消耗的功率先减小后增大，故B 错误； C. 当不改变R 1、R 2接入电路的阻值时，由闭合电路的欧姆定律有 11=+E U I r 当增大R 1阻值，同时也增大R 2接入电路的等效阻值时，有 22=+E U I r 联立可得 常用采样电路设计方案比较 配电网静态同步补偿器（DSTATCOM）系统总体硬件结构框图如图2-1所示。由图2-1可知DSTATCOM的系统硬件大致可以分成三部分，即主电路部分、控制电路部分、以及介于主电路和控制电路之间的检测与驱动电路。其中采样电路包括3路交流电压、6路交流电流、2路直流电压和2路直流电流、电网电压同步信号。3路交流电压采样电路即采样电网三相电压信号；6路交流电流采样电路分别为电网侧三相电流和补偿侧三相电流的电流采样信号；2路直流电压和2路直流电流的采样电路DSTATCOM的桥式换流电路的直流侧电压信号和电流信号；电网电压同步信号采样电路即电网电压同步信号。 信号调 理TMS320 LF2407A DSP 键盘显示 电路电压电流信号驱动电路保护电路 控制电路检测与驱动 电路主电路 图2-1 DSTATCOM系统总体硬件结构框图 1.1常用电网电压同步采样电路及其特点 1.1.1 常用电网电压采样电路1 从D-STATCOM的工作原理可知，当逆变器的输出电压矢量与电网电压矢量幅值大小相等，方向相同时，连接电抗器内没有电流流动，而D-STATCOM 工作在感性或容性状态都可由调节以上两矢量的夹角来进行控制，因此，逆变器输出的电压矢量的幅值及方向的调节都是以电网电压的幅值和方向作为参考的，因此，系统电压与电网电压的同步问题就显得尤为重要。 图2-2 同步信号产生电路1 从图2-2所示同步电路由三部分组成，第一部分是由电阻、电容组成的RC滤波环节，为减小系统与电网的相位误差，该滤波环节的时间常数应远小于系统的输出频率，即该误差可忽略不计。其中R5=1K ，C4=15pF，则时间常数错误！未找到引用源。< （新课标）高中物理第五章交变电流课时作业9（含解析）选修 32 课时作业(九) 一、单项选择题 1．电容对交变电流的影响，以下说法中正确的是( ) A．电容对交变电流没有阻碍作用 B．电容器的电容越大，电容器对交变电流的阻碍作用就越大 C．电容的容抗越小，电容对交变电流的阻碍作用就越小 D．电容器具有“通直流、隔交流、通低频、阻高频”的作用 解析交流电能通过电容器，但由于电容器对交流电也有阻碍作用，容抗即反应电容对交流电阻碍作用的物理量，故A项错误；电容器的电容越大，交变电流的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用就越小，容抗越小，故B项错误；容抗越小，电容器对交变电流的阻碍作用越小，故C项正确；电容对电流的影响可概括为“隔直流、通交流、通高频，阻低频”，故D错误．故选C项． 答案 C 2．(2017·南沙区校级月考)如图所示，甲、乙是规格相同的灯泡．当接线柱 a，b接电压为U的直流电源时，无论电源的正极与哪一个接线柱相连，甲灯 均能正常发光，乙灯均不亮；当a，b接电压的有效值为U的交流电源时，甲 灯发出微弱的光，乙灯能正常发光．关于与甲灯串联的元件x和与乙灯串联的元件y，下列判断正确的是( ) A．x可能是电感线圈，y可能是电容器 B．x可能是电容器，y可能是电感线圈 C．x可能是二极管，y可能是电容器 D．x可能是电感线圈，y可能是二极管 解析接线柱a、b接电压为U的直流电源时，甲灯均能正常发光，乙灯完全不亮，说明y为电容器；当a、b接电压的有效值为U的交流电源时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光，说明x为电感线圈，A项正确． 答案 A 3.用电压表检查如图中的故障，测量U ad＝5.0 V，U ab＝0，U bc＝5.0 V，U cd ＝0.则电路故障可能是( ) A．滑动变阻器R1断路B．电容器C被击穿 第二章恒定电流 泰安二中刘焕生李玉恩 1、欧姆定律 一、教学目标 1．知识目标： （1）理解产生电流的条件；掌握电流强度的定义、公式，并应用于实际问题；了解直流电和恒定电流 （2）熟练掌握欧姆定律及其表达式I=U/R，明确欧姆定律的适用条件。 （3）知道电阻的定义及定义式R=U/I； （4）使学生正确理解伏安特性曲线的物理意义 2．能力目标： （1）理解掌握科学研究中的常用方法——控制变量方法，培养学生依据实验，分析、归纳物理规律的能力 （2）培养学生应用电流强度、欧姆定律知识解决实际问题的能力。 （3）逐步掌握用数形结合的解题能力。 3．物理方法教育目标： 1．通过定律由实验得出的演绎，加强学生对实验的重视，培养学生严谨求实的科学态度 2．通过可采用图象来处理实验数据，渗透数学思维，同时在处理数据的过程中，培养学生尊重客观规律的优良品质。 二、教学重点、难点分析 1．重点：欧姆定律的理解 2．难点：电阻的伏安特性曲线 3．疑点：由电阻定义式R=U/I，少数学生会产生电阻由电压和电流决定的想法。 4．解决方法：对重点和难点的解决有 （1）有条件的学校采取通过学校分组实验→数据分析→结论，加强感性认识，有利于定律的理解。 （2）关于电阻伏安特性结合数学知识，并尽可能举实例加强对知识的深化。 （3）关于疑点的出现，这是正常的，教师应借此机会，巧妙为下节课电阻定律作铺垫。 三、教学方法： 实验演示，启发式教学 四、教具： 小灯泡、干电池电线若干。伏特表（演示）安培表（演示）滑动变阻器学生电源 待测电阻（约10Ω～30Ω两只）晶体二极管导线若干电键 五、教学过程： （一）引入新课 前面我们已学习了电场，电场对放入其中的电荷有力的作用，促使电荷移动，知道电荷的定向移动形成电流。由于电流与我们生活很密切，所以我们有必要去认识它，这节课我们将在初中的基础上对电流作进一步了解。 【板书】第一节欧姆定律 （二）进行新课 【板书】1、电流 众所周知，人们对电路知识和规律的认识与研究，也如对其他科技知识的认识与研究一样，都经历了漫长的、曲折的过程。 18世纪末，意大利著名医生伽伐尼受偶然发现的启迪，经进一步研究后，已能利用两种不同的金属与青蛙腿相接触而引起肌肉痉挛，于是伽伐尼电池诞生了。但他对此并不理解，认为这是青蛙体内产生了“动物电”。 伽伐尼的发现引起了意大利著名物理学家伏打的极大兴趣。经过一番研究，伏打于1792年将不同的金属板浸入一种电解液中，组成了第一个直流电源——伏打电池。后来，他利用几个容器盛了盐水，把插在盐水里的铜板、锌板连接起来，电流就产生了。 （1）电流 ①什么是电流？ 大量电荷的定向移动形成电流。 ②电流形成的条件 导体——有自由移动的电荷，可以定向移动。导体包括金属、电解液等；自由电荷有电子、离子等。 但是只有导体还是不行，因为通常情况下，导体中自由电荷没有做定向移动。还必须有 实验三常用模块电路的设计 一、实验目的： 1、掌握QuartusII宏功能模块的设计方法。 2、掌握VHDL设计ROM和RAM的方法。 3、掌握数控分频器的设计方法。 4、掌握4×4键盘扫描模块设计方法。 5、掌握PS2接口电路设计方法。 6、了解640×480VGA显示控制电路的原理和设计方法。 二、实验的硬件要求： 1、EDA/SOPC实验箱。 2、计算机。 三、实验原理 见各实验内容。 四、实验内容： 1、数控分频器的设计。 要求：将10KHz时钟信号分频，分别输出10Hz、1kHz、1250Hz时钟信号。 分频的原理与计数器差不多，需要定义一个信号量来控制计数范围为分频数，另外控制在一个计数周期内输出一段低电平“0”和另一段高电平“1”。 分频器部分源码如图3.1a、图3.1b所示： 图3.1a 数控分频器VHDL代码 如果用于计数的信号量定义为“std_logic_vector”类型的。如“Count10”，也可以将其最高位作为分频后的时钟输出：即使用语句“Clk_1kHz<=Count10(3);”，如图2.11b所示，此时输出时钟信号占空比是多少？是否可以改变？。 图3.1b 十分频的VHDL代码 如果分频数为2n，“n为整数”，如8分频，Count8定义为“std_logic_vector”类型，使用下图的语句序列实现，更加简洁： 图3.1c 分频数为2n时，代码可以更为简洁 同理，“Count8(1)”是几分频输出？“Count8(0)”是几分频输出？ 2、4×4键盘扫描模块设计 ①图3.2是4×4键盘阵列电路原理图。行字符ROW[3..0]表示一行的状态，COL[3..0] 表 引言 当前，电力电子装置和非线性设备的广泛应用，使得电网中的电压、电流波形发生畸变，电能质量受到严重影响和威胁;同时，各种高性能家用电器、办公设备、精密试验仪器、精密生产过程的自动控制设备等对供电质量敏感的用电设备不断普及对电力系统供电质量 的要求越来越高，电能质量问题成为近年来各个方面关注的焦点，电能质量监测是当前国际上的一个研究热点［1］，有必要对三相电信号进行高精度采集，便于进一步分析控制，提高电能质量。对电力参数的采样方法主要有两种，即直流采样法和交流采样法。直流采样法采样的是整流变换后的直流量，软件设计简单，计算方便，但测量精度受整流电路的影响，调整困难。交流采样法则是按一定规律对被测信号的瞬时值进行采样，再按一定算法进行数值处理，从而获得被测量，因而较之直流采样法更易获得高精度、高稳定性的测量结果［2］。 三相电信号采集电路设计 三相电信号采集电路框架 三相电信号采集电路的框架如图1所示。三相电压电流信号经过电压电流互感器转换为较低的电压信号。其中A相的电压信号经过波形调整成为频率与A相电压信号相同的方波信号，用于测量频率。同时将转换后方波频率信号进行频率的整数倍放大作为A/D转换的控 制信号。经过六路互感器降压后，将信号送入AD7656进行A/D转换，转换完的数字信号就可以供于DSP/MCU进行数据分析。 电压电流互感器的选用 电压/电流互感器均采用湖北天瑞电子有限公司TR系列检测用 电压输出型变换器。电压互感器采用检测用电压输出型电压变换器TR1102-1C，如图2为其结构图，规格为300V/7.07V，非线性度比差<+/-0.1%，角差<=+/-5分。电流互感器采用检测用电压输出型电流变换器TR0102-2C，规格为5A/7.07V，非线性度比差<+/-0.1%，角差<=+/-5分。 电源电路 AD7656共有两种模拟信号输入模式，一是模拟输入信号为二倍的参考电压（2.5V）即+/-5V之间，另一种是四倍的参考电压即+/-10V 之间。为提高采样的精度，本电路采用输入信号为+/-10V之间，因此需要+/-10V~+/-16.5V之间电源供电。AD7656同时需要5V的AVCC 四川师范大学教案电磁学物理与电子工程学院 物理与电子工程学院 注：教案按授课章数填写，每一章均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。教学内容须另加附页。 第五章恒定电流的磁场 §5.1 磁现象及其与电现象的联系人类对磁现象的研究早于对电现象的研究，早期对磁现象的观察（研究）是从天然磁体（永磁体）之间的相互作用开始的。 一、永磁体（早期的永磁体指天然磁体） 天然磁铁和人造磁铁统称永磁体（永磁铁）。人类对磁现象的认识和研究就开始于永磁体之间的相互作用。通过观察发现，永磁体的基本现象归结为： （1）永磁体：具有吸引铁、钴、镍等物质的性质（具有磁性）； （2）永磁体有两个磁性最强的区域，叫做磁极，分别叫做南北两极（南S，北N）； （3）两磁铁的磁极之间有相互作用力，同性极相斥，异性极相吸； （4）磁极不能单独存在。 二、电磁相互作用（电流具有磁效应） 十九世纪初，人们从一系列重要的实验中开始认识到电（现象）与磁（现象）之间有着不可分割的联系。 （1）1819年：丹麦科学家奥斯特发现：通电导线附近的磁针会发生偏转； 说明：电流具有磁效应电流→磁体 （2）1820年：安培发现：放在磁铁附近的载流导线或载流线圈受到磁力的作用而发生运动； 说明：磁体→电流 （3）同时期发现：两平行直导线间有相互作用力：电流同向，相吸；电流反向，相斥。 说明：电流→电流 一系列实验现象都说明磁现象与电流有密切的联系，迫使人们去探索磁现象的本质，并使人们想象磁现象是否就起源于电流（或电荷的运动）呢？ 三、磁现象的本质：安培的分子电流假说 1、“磁荷”观点 由于有些磁现象与电现象有类似之处（如同性相斥，异性相吸等），因此人们最早参照电荷提出了“磁荷”的说法。人们认为磁性起源于“磁荷”，大量“磁荷”集中在磁极处而显磁性。磁铁之间的相互作用起源于“磁荷”之间的相互作用。但这个观点不能解释磁棒被无限分小后仍有N、S极、N、S极不能单独存在这种现象（因正负电荷可以单独存在）。 2、分子电流观点（假说） 奥斯特的电流磁效应实验以后，特别发现了通电螺线管与一条形磁铁的外部磁性相似。由此1822年安培提出了分子电流假说。他认为：磁性物质的分子中存在圆形电流，称为分子电流。分子电流相当于一个基元磁体，当物质不呈现磁性时，分子电流无规则排列，它们对外界所产生的磁效应互相抵消，使整个物体不显磁性。在外磁场作用下，圆形电流受力矩作用，其轴线沿一定方向排列起来，在宏观上显示出N、S极来，呈现磁性。安培的假说很容易解释为什么磁体的N、S两种磁极不能单独存在。因为基元磁体的两个极对应于圆形电流的两个面，显然这两个面是不能单独存在的。 电子的轨道运动和自旋运动构成了等效的分子电流，这就是物质磁性 第二章恒定电流 第一节电源和电流 习题精练： 1.关于电流，下列说法中正确的是() A．通过导体横截面的电荷量越多，电流越大 B．电子运动速率越大，电流越大 C．单位时间内通过导线横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大 D．因为电流有方向，所以电流是矢量 2.关于电流，下列说法中哪些是正确的() A．通电导线中自由电子定向移动的速率等于电流的传导速率 B．金属导线中电子运动的速率越大，导线中的电流就越大 C．电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向 D．国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位“安培”是基本单位 3.已知电子的电荷量为e，质量为m，氢原子的电子在核的静电力吸引下做半径为r的匀速圆周运动，则电子运动形成 的等效电流大小为多少？ 4．下列说法中正确的是() A．导体中电荷运动就形成了电流B．在国际单位制中，电流的单位是A C．电流有方向，它是一个矢量D．任何物体，只要其两端电势差不为零，就有电流存在 5．关于电流，下列叙述正确的是() A．只要将导体置于电场中，导体中就有持续电流B．电源的作用可以使电路中有持续电流C．导体中没有电流时，就说明导体内部的电荷没有移动D．恒定电流是由恒定电场产生的 6．一台半导体收音机，电池供电的电流是8mA，也就是说() A．1h电池供给8C的电量B．1 000s电池供给8C的电量 C．1s电池供给8C的电量D．1min电池供给8C的电量 7．如图所示，在NaCl溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图所示，若测得2s内有×1018个Na＋和Cl－通过溶液内部的横截面M，试问：溶液中的电流方向如何？电流多大？ 8．北京正负电子对撞机的储存环是长为240m的近似圆形轨道，当环中的电流为10mA时，若电子的速率为十分之一光速，则在整个环中运行的电子数目是多少？ 9．有一横截面积为S的铜导线，流过的电流强度为I.设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为q，此时电子的定向移动速率为v，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为() A．n v SΔt B．n vΔt 电压比较器可以看作是放大倍数接近“无穷大”的运算放大器。 电压比较器的功能：比较两个电压的大小(用输出电压的高或低电平，表示两个输 入电压的大小关系)： 当”＋”输入端电压高于”－”输入端时，电压比较器输出为高电平； 当”＋”输入端电压低于”－”输入端时，电压比较器输出为低电平； 电压比较器的作用：它可用作模拟电路和数字电路的接口，还可以用作波形产生和变换电路等。利用简单电压比较器可将正弦波变为同频率的方波或矩形波。 简单的电压比较器结构简单，灵敏度高，但是抗干扰能力差，因此我们就要对它进行改进。改进后的电压比较器有：滞回比较器和窗口比较器。 运放，是通过反馈回路和输入回路的确定“运算参数”，比如放大倍数，反馈量可以是输出的电流或电压的部分或全部。而比较器则不需要反馈，直接比较两个输入端的量，如果同相输入大于反相，则输出高电平，否则输出低电平。电压比较器输入是线性量，而输出是开关（高低电平）量。一般应用中，有时也可以用线性运算放大器，在不加负反馈的情况下，构成电压比较器来使用。 可用作电压比较器的芯片：所有的运算放大器。常见的有LM324 LM358uA741 TL081\2\3\4 OP07 OP27，这些都可以做成电压比较器（不加负反馈）。LM339、LM393是专业 ，切换速度快，延迟时间小，可用在专门的电压比较场合，其实它们也是一种运算放大器。 基本上电压比较器就是一个A/D转换器，但是这个A/D转换器只有一个比特的输出。电压比较器有两个输入端，当输入端A的电压为一定的时候（我们称它为参考电压Vref），另一输入端B电压若高于Vref，输出端就为高电平（1），输入端B电压若低于Vref，输出端则为低电平（0）。当然如果设定输入端B为参考电压，输入端A用做电压测试，输出电压的变化就相反。利用这一特性，电压比较器可以用于探测电压的变化，然后控制一个电路的开关。 电压比较器的作用：它可用作模拟电路和数字电路的接口，还可以用作波形产生和变换电路等。利用简单电压比较器可将正弦波变为同频率的方波或矩形波 电压比较器是集成运放非线性应用电路，他常用于各种电子设备中，那么什么是电压比较器呢？下面我给大家介绍一下，它将一个模拟量电压信号和一个参考固定电压相比较，在二者幅度相等的附近，输出电压将产生跃变，相应输出高电平或低电平。 物理选修3-2《第五章交变电流》知识点总结 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 1．交变电流与直流 大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流；简称交流;符号为AC。大小和方向都不随时间变化的电流叫做直流；符号为DC。 2-1．正弦交流电的产生 闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线圈中产生的是正弦交流电。正弦式交变电流:随时间按正弦规律变化的交变电流。正弦式交变电流的图像可以是正弦图像，也可以是余弦图像。产生条件：a.线圈处在匀强磁场中； b.线圈绕垂直于磁场的轴转动； c.线圈匀速转动。 2-2.对交流有阻碍的元器件 电阻 电感器：感抗与线圈的自感系数, 交流的频率有关。 电容器：容抗与电容器的电容,交流的频率有关。 3．中性面 线圈与磁感线垂直的面。 4．正弦交流电的规律 N匝面积为S 的线圈以角速度ω在磁感应强度为B的磁场中匀速转动，从中性面开始计时，电动势的函数形式为E=NBSω·sinωt；线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，变化率为零，感应电动势为零；线圈与中性面垂直时，磁通量为零，变化率最大，感应电动势最大；线圈转一周经过中性面两次，电流方向变化两次。 5．正弦交流电的一些物理量 6．感抗 电感对交流电阻碍作用的大小；与线圈的自感系数和交流电的频率成正比；电感通直流、阻交流、通低频、阻高频。 7．容抗 电容对交流电阻碍作用的大小；与电容器的电容、交流电的频率成反比；隔直流、通交流、阻低频、通高频。 8．变压器 由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成；通过电磁感应原理改变交流电压。 9．理想变压器 原理：互感现象。 不计热量损失，输入功率和输出功率相等的变压器；高中阶段主要研究理想变压器；U1/n1=U2/n2。 10．常用变压器 自耦变压器；电压互感器；电流互感器。 11．高压输电 减少电能损失；损失功率P=I2r=P2r/U2。新人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》精品教案.doc
电子设计大赛常用电路图
开关量采集电路设计
第五章第一节交变电流
第二章 恒定电流(A)(解析版)
各种电压电流采样电路的设计
(新课标)高中物理第五章交变电流课时作业9(含解析)选修32
第二章 恒定电流
实验三常用模块电路的设计
三相电信号采集电路设计方案
电磁学第五章
第二章恒定电流全章习题DOC
常见电路模块作用
物理选修3-2《第五章交变电流》知识点总结