2.4.1. 等效电源定理 实际的直流电源可以看作电动势为.内阻为零的恒压源与内阻r的串联.如图2-4-1所示.这部分电路被称为电压源. 不论外电阻R如何.总是提供不变电流的理想电源为恒流源.实际电源.r对外电阻R提供电流I为 其中为电源短路电流.因而实际电源可看作是一定的内阻与恒流并联的电流源.如图2-4-2所示. 实际的电源既可看作电压源.又可看作电流源.电流源与电压源等效的条件是电流源中恒流源的电流等于电压源的短路电流.利用电压源与电流源的等效性可使某些电路的计算简化. 等效电压源定理又叫戴维宁定理.内容是:两端有源网络可等效于一个电压源.其电动势等于网络的开路电压.内阻等于从网络两端看除电源以外网络的电阻. 如图2-4-3所示为两端有源网络A与电阻R的串联.网络A可视为一电压源.等效电源电动势等于a.b两点开路时端电压.等效内阻等于网络中除去电动势的内阻.如图2-4-4所示. 等效电流源定理 又叫诺尔顿定理.内容是:两端有源网络可等效于一个电流源.电流源的等于网络两端短路时流经两端点的电流.内阻等于从网络两端看除电源外网络的电阻. 例4.如图2-4-5所示的电路中. (1)试用等效电压源定理计算从电源正极流出的电流,(2)试用等效电流源定理计算从结点B流向节点A的电流. 分析: 根据题意.在求通过电源的电流时.可将ABCDE部分电路等效为一个电压源.求解通过的电流时.可将上下两个有源支路等效为一个电流源. 解: (1)设ABCDE等效电压源电动势.内阻.如图2-4-6所示.由等效电压源定理.应有 电源与电源串联.故 <0.表明电流从负极流出. (2)将A.B两个节点短接.构成等效电流源()如图2-4-7所示.由等效电流源定理.为原电路流经A.B短接后的支路电流.因为有两电源.必须用线性叠加原理.所谓叠加原理与力学中“力的独立作用原理 极为相似.其内容为:若电路中有多个电源.则通过任一支路的电流等于各个电动势单独存在时该支路产生的电流之和. 由叠加原理 由和的分流关系 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(1) ①如图所示,一竖直的半圆形光滑轨道与一光滑曲面在最低点平滑连接,一小球从曲面上距水平面高处由静止释放,恰好通过半圆最高点,则半圆的半径=                

②用游标卡尺测量小球的直径,如图所示的读数是     mm。

(2)在用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器接在频率为的交流电源上,从实验中打出的几条纸带中选出一条理想纸带,如图乙所示,选取纸带上打出的连续4个点,各点距起始点O的距离分别为,已知重锤的质量为,当地的重力加速度为,则:

①从打下起始点到打下点的过程中,重锤重力势能的减少量为        ,重锤动能的增加量为         

②若,且测出,可求出当地的重力加速度            

(3)实际电压表内阻并不是无限大,可等效为理想电流表与较大的电阻的串联。现要测量一只量程已知的电压表的内阻,器材如下:

①待测电压表(量程3V,内阻约3kΩ待测)一只;②电流表(量程3A,内阻0.01Ω)一只;③电池组(电动势约为3V,内阻不计);④滑动变阻器一个;⑤变阻箱(可以读出电阻值,0-9999Ω)一个;⑥开关和导线若干。

某同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:

(1)该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。为了更准确地测出该电压表内阻的大小,你认为其中相对比较合理的是      (填“甲”或“乙”)电路。

(2)用你选择的电路进行实验时,闭合电键S,改变阻值,记录需要直接测量的物理量:电压表的读数U和                    (填上文字和符号);

(3)由所测物理量选择下面适当坐标轴,能作出相应的直线图线,最方便的计算出电压表的内阻:

A.           B.         C.         D.

(4)设直线图像的斜率为、截距为,请写出待测电压表内阻表达式             

 

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(1) ①如图所示,一竖直的半圆形光滑轨道与一光滑曲面在最低点平滑连接,一小球从曲面上距水平面高处由静止释放,恰好通过半圆最高点,则半圆的半径=                

②用游标卡尺测量小球的直径,如图所示的读数是     mm。

(2)在用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器接在频率为的交流电源上,从实验中打出的几条纸带中选出一条理想纸带,如图乙所示,选取纸带上打出的连续4个点,各点距起始点O的距离分别为,已知重锤的质量为,当地的重力加速度为,则:
①从打下起始点到打下点的过程中,重锤重力势能的减少量为        ,重锤动能的增加量为         
②若,且测出,可求出当地的重力加速度            


(3)实际电压表内阻并不是无限大,可等效为理想电流表与较大的电阻的串联。现要测量一只量程已知的电压表的内阻,器材如下:
①待测电压表(量程3V,内阻约3kΩ待测)一只;②电流表(量程3A,内阻0.01Ω)一只;③电池组(电动势约为3V,内阻不计);④滑动变阻器一个;⑤变阻箱(可以读出电阻值,0-9999Ω)一个;⑥开关和导线若干。
某同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:
(1)该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。为了更准确地测出该电压表内阻的大小,你认为其中相对比较合理的是      (填“甲”或“乙”)电路。

(2)用你选择的电路进行实验时,闭合电键S,改变阻值,记录需要直接测量的物理量:电压表的读数U和                    (填上文字和符号);
(3)由所测物理量选择下面适当坐标轴,能作出相应的直线图线,最方便的计算出电压表的内阻:
A.B.C.D.
(4)设直线图像的斜率为、截距为,请写出待测电压表内阻表达式             

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(23分)(1)在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图1所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出,电火花计时器接220V、 50Hz交流电源.他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表:

①设电火花计时器的周期为T,计算vF的公式为vF=___________; 

    ②根据(1)中得到的数据,以A点对应的时刻为t=0,试在图2所示的坐标系中合理选择好标度,作出v-t图象,利用该图象求物体的加速度a=     m/s2;(保留两位有效数字)

③当时电网中交变电流的频率变为60Hz电压变为210V,但该同学并不知道,那么做实验的这个同学测得的物体加速度的测量值与实际值相比      (选填:“偏大”、“偏小”或“不变”)。

(2)“验证力的平行四边形的则”实验中

   ①部分实验步骤如下,请完成有关内容:

   A.将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上,另一端绑上两根细线。

   B.在其中一根细线挂上5个质量相等的钩码,使橡皮筋拉伸,如图15—(1)所示,记录:

                                                                         

C.将步骤B中的钩码取下,分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码,用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度,如图15—(2)所示,小心调整B、C的位置,使                      ,记录                                    

   ②如果“验证力的平行四边形的则”得到验证,那么图15—(2)中_______

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(23分)(1)在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图1所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出,电火花计时器接220V、 50Hz交流电源.他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表:

①设电火花计时器的周期为T,计算vF的公式为vF=___________; 

    ②根据(1)中得到的数据,以A点对应的时刻为t=0,试在图2所示的坐标系中合理选择好标度,作出v-t图象,利用该图象求物体的加速度a=     m/s2;(保留两位有效数字)

③当时电网中交变电流的频率变为60Hz电压变为210V,但该同学并不知道,那么做实验的这个同学测得的物体加速度的测量值与实际值相比      (选填:“偏大”、“偏小”或“不变”)。

(2)“验证力的平行四边形的则”实验中

   ①部分实验步骤如下,请完成有关内容:

   A.将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上,另一端绑上两根细线。

   B.在其中一根细线挂上5个质量相等的钩码,使橡皮筋拉伸,如图15—(1)所示,记录:

                                                                         

C.将步骤B中的钩码取下,分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码,用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度,如图15—(2)所示,小心调整B、C的位置,使                      ,记录                                    

   ②如果“验证力的平行四边形的则”得到验证,那么图15—(2)中_______

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(1)某人在某行星表面以速率v竖直上抛一物体,经时间t落回手中,已知该行星的半径为R,则能在这个行星表面附近绕该行星做匀速圆周运动的卫星所具有的速率为______
(2)游标卡尺读数是______cm,
当正确使用多用电表测量物理量时,多用电表表盘示数如图1所承.此时选择开关对准×10Ω档,则被测电阻的阻值为______Ω.
(3)“探究加速度与物体质量,物体受力关系”的实验装置如图2所示,
①实验的研究对象是小车,当作用力一定时(悬挂的砝码盘和盘内的砝码重力不变),探究加速度与质量的关系时,以下说法中正确的是______
A.平衡摩擦力时,应将砝码盘用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力
C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器的电源
D.小车运动的加速度可用天平测出小车的质量M和砝码盘及盘内砝码的质量m后,直接用公式a=
m
M
g
求出.
②如图3所示为某同学根据测量数据作出的a-F图象,说明实验存在的问题是______
(4)实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联.测量实际电流表G1内阻r1的电路如图4所示.供选择的仪器如下:
①待测电流表G1(0~5mA,内阻约300Ω);
②电流表G2(0~10mA,内阻约l00Ω);
③定值电阻R1(300Ω);
④定值电阻R2(10Ω);.
⑤滑动变阻器R3(0~1000Ω);
⑥滑动变阻器R4(0~20Ω);
⑦干电池(1.5V);
⑧电键S及导线若干.
(1)定值电阻应选______,滑动变阻器应选______.(在空格内填写序号)
(2)用连线连接实物图.
(3)闭合电键S,多次移动滑动触头,记录多组G1、G2的读数I1、I2,以I2为纵坐标,I1为横坐标,作出相应图线,如图5所示.根据I2-I1图线的斜率k及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式______.

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