物理高手进
伏安特性曲线直观形象地反映了电流随电压的变化规律,运用该图象分析讨论某些物理问题不仅简单易行,而且可以深刻的理解物理概念和物理规律。
1 电源和负载的伏安特性曲线
在电动势E和内电阻r一定的电源两端,接一阻值为R的纯电阻用电器,组成一闭合电路,如图1所示,若用U表示闭合电路的路端电压,I 表示通过电源的电流强度,则有以下规律:
U=IR,U=E-Ir
在U-I坐标系上分别画出以上函数的图象,即直线OP和AB,如图2所示。这个图象中AB叫做电源的伏安特性曲线(U-I图像或I-U图像),OP叫做负载的伏安特性曲线(U-I图像或I-U图像),当负载是纯电阻元件时,其伏安特性曲线为一倾斜的直线;当负载是非纯电阻元件时,其伏安特性曲线是一条曲线。
2 伏安特性曲线的典型应用
在同一坐标系中作出电源、电阻或二极管等非纯电阻元件的伏安特性曲线,根据伏安特性曲线,巧妙确定元件在电路中的工作点,由交点的坐标可求得元件实际工作状态下的电流、电压、功率等相关物理量。
2.1 外电路均为纯电阻元件
例1 电池A和B的电动势分别为EA和EB,内阻分别为rA和rB,若这两电池分别向同一电阻R0供电时,这个电阻消耗的电功率相同;若电池A、B分别向另一个阻值比R0大的电阻R供电时的电功率分别为PA、PB。已知EA>EB,则PA与PB 的大小关系如何?
解析本题若定量计算来比较,较为繁琐,但若通过其伏安特性曲线来定性比较则极为简便。由题意知两电池分别向同一电阻R0供电时,这个电阻消耗的电功率相同,则 rA>rB。利用rA>rB这一特点,定性做出两电源路端电压U随干路电流I变化的图像,如图3中A、B两斜线所示。同时做出两个定值电阻R0和R的伏安特性U-I图像,如图3中直线R0和R所示。图中M点是两电池接同一电阻R0时电阻 R0的工作点,此时两电源的输出电压U和干路电流I相同,因此电阻R0消耗的功率相等。图中交点P和Q分别表示电池A、B分别向电阻R供电时的工作点,可见此时电池A的路端电压U和干路电流I都更大,故RA>RB。
点评 纯电阻元件的伏安特性曲线为一倾斜的直线,便于研究者定性作出再加以应用。
2.2 外电路为纯电阻元件和非纯电阻元件混合构成
例2 如图4所示为额定电压为100V的灯泡由实验得到的I-U图像,另有规格是“100V,100W”的定值电阻R(设定值电阻的阻值不随温度变化),现将灯泡和定值电阻串联后接到100V的电源上,则此时灯泡消耗的实际功率为多大?
解析 由灯泡的伏安特性知此小灯泡不能作为定值电阻来处理,其电阻RL随两端的电压在变化,要想求其实际功率必须确定此时加在灯泡两端的实际电压。
方法一:利用灯泡两端电压U和通过灯泡的电流I的I-U图像与伏安特性I-U的交点找其实际工作点。实际电路如图5所示,定值电阻
由电路知U=E-IR=100-100I,得I=1-0.01U ,在图4做出灯泡的I-U图像如图6中斜线所示。其与伏安特性I-U 图像的交点即为灯泡此时的工作点,由交点坐标知,此时灯泡两端的电压U=72V,通过它的电流I=0.28A,灯泡消耗的实际功率为 P=UI=20.16W。
方法二:由图5可知,通过灯泡与定值电阻R的电流总是相同的,且U+UR=100V,只要在图4中做出定值电阻R的I-U图像(I=U100 ),然后在图7中做平行于横轴的直线,当其与两图像的交点横坐标之和是110V时,这两个交点所表示的电压与电流值即为灯泡与定值电阻串联时两端的实际电压与通过的电流。如图7所示,灯泡两端的电压U=72V,此时定值电阻两端的电压是U=28V,通过的电流I=0.28A,灯泡消耗的实际功率为 P=UI=20.16W。
点评 非纯电阻元件的伏安特性曲线是一条曲线,不易定量来画,往往由题目直接给出。因此在确定非纯电阻元件的工作点时,常可以画出纯电阻元件的伏安特性曲线,找其与非纯电阻元件的伏安特性曲线交点来确定元件的实际工作点进行处理。
3 外电路为多个非纯电阻元件
例3 “220V,100W”的白炽灯泡A和“220V,60W”的白炽灯泡B伏安特性曲线如图8所示,求:
⑴若将两灯泡并联在110V的电源上时,两灯泡实际消耗的电功率。
⑵若将两灯泡串联在220V的电源上时,两灯泡实际消耗的电功率。
解析 因灯丝的电阻在不同温度上阻值不相同,欧姆定律不适用。
⑴当两灯泡并联在110V的电源上,灯泡两端的电压相等均为110V,在图8上110V处作平行于电流轴的直线,和A、B两曲线交于两点,其对应的电流强度分别为IA=0.36A,IB=0.24A,即为两灯并联在110V电源上时通过两灯的实际电流值。此时两灯实际消耗的功率为:PA=IAU=39.6W,PB=IBU=26.4W。
⑵当两灯串联在220V的电源上时,通过两灯的电流强度相等,并且两灯上的电压之和为220V,所以在图8上作平行于电压轴的直线,而且使直线与两曲线的交点的横坐标之和为220V,两交点所对应的电流和电压值即为灯泡两端的实际电压和电流。由交点知 I=0.28A,UA=80V,UB=140V。此时A、B两灯的消耗功率分别为:P′A=IUA=22.4W,P′B=IUB=22.4W。
点评 多个非线性元件的伏安特性曲线是多条曲线,一般这多条曲线间无交点,要想确定它们的工作点,需要利用它们之间电流或电压的关系,设法找出其工作点来进行求解。
你要求什么?这道题应该是考察动量定理,AB的质量呢?
导体靠近带电体时,离带电体较近的一端叫近端,离带电体远一一端叫远端!由于感应起电,近端感应电荷与带电体异种,远端感应电荷与带电体同种!说得具体点,如果导体靠近带正电的物体,由于吸引导体中的自由电子,导体近端带上负电,远端带正电!外部,指的是导体的外表面,因为感应电荷都是集中在导体的表面,导体内部是不带净电荷的(同种电荷相互排斥的结果),处于静电平衡时导体内部场强总是为零。
外部,指的是导体的外表面,因为感应电荷都是集中在导体的表面,导体内部是不带净电荷的(同种电荷相互排斥的结果),处于静电平衡时导体内部场强总是为零啊、
远段指的是地球这个大导体
命理高手进: 求一生运程
你这一生之中,最顺遂的是「子女」运势,自己颇能经营亲子关系,用心维系和子女间的情谊。因此,适宜多从事些亲子活动,多和他们相处、互动,如此,不仅能让关系更加紧密,也能为自己带来最佳的助力。另外,「居家」、「下属」、「父母」等运势也算是这生中表现较好的运势,可多用心於此,将能增加好运...
心理高手进~
他是个内向的男孩毋庸置疑,托下巴实际代表了他精神上的紧张,他勤于思考,但并不勤于交际,虽然交往是他渴望的,但是他有紧张的心理在作祟,不知道怎样迈出第一步。所以他把他的精力总是用在学习上,以此使别人来注意他看重他。他穿的很朴素也说明了这一点,他很在意别人对他的看法,他性格敏感但不...
物理高手进
是的呢。首先要说的一点是,就物理学来说,大自然有种让运动或力场趋于稳定或平衡的能力,而所谓的“正电荷”是物体失去电子后形成的(只有电子能移动!),接地前,这一个整体就等效于一个带正电的物体,把它接地,它当然会将“正电荷”导入大地(其实是大地的部分电子导入外壳,中和外部电子)。电...
物理高手进!在线求答! 要有答题理由~ 回答好果断加分!!!
1、从铁管传过来的声音走行时间 t1=L\/V1 从空气中传过来的声音走行时间t2=L\/V2 两次声音间隔 Δt = t1 - t2 2、小明第一次听到的回声,是离他最近的大楼反射的声音,第二次听到的回声,是离他较远的大楼反射的声音,所以,两大楼的距离是 S = (0.4 + 0.6)×340\/ 2 = 170m 第...
物理高手进~~
一起看下速度公式:v=v0+g*t,对于自由落体运动,加速度始终为g。对于同样加速度的体系中的物体,相同时间内,加速度对速度的贡献一样,差别只有初速度。以乙为参考系:两者加速度一样,所以乙球下落开始时t=0,甲球具有的速度(就是甲乙之间的速度差),就是此时刻甲的初速度。所以加球始终保持着...
物理高手进
因为人手作用的是绳子,手对绳子一个向下的拉力,根据牛顿第三定律,绳子对手就有一个向上的拉力,这是一对作用与反作用力,大小相等方向相反,所以手会感觉到一个向上的拉力。旗只与绳接触,所以旗对绳的作用力和绳对旗的作用力也是一对作用力与反作用力。至于地心引力是地球对手或者绳子的万有引力,方向...
地理高手进:关于各国经济类型和国界、洲界的问题。
好复杂啊、给你总结下:(不全请原谅~)美国:高新技术产业为主,也算进口-加工-出口型经济。美国石油资源很丰富,但是大量进口资源(应该是购买发展中国家的那些廉价的东西,利用其先进技术加工,然后卖出,获取高额利润,和日本是一样的)西欧:西欧经济发达就不用说了吧、一般是高新技术产业 日本:...
物理高手进
一物体相对另一物体的位置随时间而改变,则此物体对另一物体发生了运动,此物体处于相对运动的状态。如果相互之间的位置并不随时间而改变,则此物体即在相对静止状态之中。因此,静止与运动两者都是相对的概念,与物体相对于选定的参照物有关。一栋楼房或一棵树对地球来说,它们是静止的;但对太阳来说...
物理高手进啊
会,物体之间的静摩擦力是物体之间阻碍相对运动趋势的一种作用。物体之间的相对运动趋势愈大,静摩擦力也愈大,直到等于最大静摩擦力(这个力略大于滑动摩擦力,一般近似认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力),这是如果在加大相对运动趋势的话,物体之间就会产生滑动,这是就受到滑动摩擦力了。举个例子把木块...
物理高手进
类比法:把两个形式上相同的东西(通常是数学公式形式相同)类比,由已知直接得到未知。如电学中库仑力公式和力学中万有引力公式都是关于r的平方反比,所以关于二者的做功、能量公式就可以互相类比得到,不必具体计算(计算需要积分)。比较法:两个相近或两反的东西都可以比较,这时比较法和类比法基本一样...
国宏安迪:[答案] 你是初中生吧.这是物理学上一个非常基本的问题,根据牛顿第一定律,力只是改变物体运动状态(即速度)的原因,既然物体不受力,当然会一直以恒定速度(大小不变)运动下去 楼下4级的,不懂不要误人子弟行不?曲线运动本身就是变速运动,...
平陆县13288712443: 物理高手进一物体受到向左的三十牛的拉力,同时又受到向右的五十牛的力,该物体会向右移动.我们老师说这是加速运动,我认为我一直用了20牛的力在向... - ?
国宏安迪:[答案] 没有其他的力,如摩擦力,风阻等,重力方向合力也为零,整体就是合力向右的30牛,则为加速运动. 加速度为30/m.m是质量.
平陆县13288712443: 物理,高手进!如图16 - 27所示,一只玻璃杯中盛有两种不相容且深度相等的液体,密度关系p1
国宏安迪:[答案] P甲>P已 因,密度大的液体在未混合前在下方,下方面积小,所以密度大的液体液面高度大于密度小的,底面压强大 混合后,相当两种液体的液面一样高,所以,底面压强要小于未混合的
平陆县13288712443: 物理高手进绳子末端速度分解问题.给大家借鉴一下! - ?
国宏安迪:[答案] 若绳子边拉长边转动,则绳子末端速度应沿绳子方向和与绳子垂直的方向分解,这个方法常用在当物体的速度方向和与之相连的绳子的方向不同时,应将物体的速度沿绳子方向和与绳子垂直的方向分解.
平陆县13288712443: 物理高手进位移指从物体运动的起点指向运动的终点的有向线段.有向线段是什么意思啊?还有,单向直线运动什么意思啊?位移和路程有什么区别啊? - ?
国宏安迪:[答案] 有向线段是既有长度又有方向的的线段,用一条线段加个箭头表示 单向直线运动时指方向不变的直线运动 位移和路程的区... 它经过的路程是圆的周长,但是位移是0,因为它回到了起点,起点和终点重合了,所以位移为0 楼主是物理初学者吧,若没...
平陆县13288712443: 高中物理高手进~~ 强子都有哪些 - ?
国宏安迪:[答案] 强子:质子,中子,介子,超子~ 高中部分要掌握的就是这些了~ 释义如下: 强子-内部结构模型图强子(Hadron)是一种亚原子粒子,所有受到强相互作用影响的亚原子粒子都被称为强子.强子包括重子和介子.按现代的粒子物理学中的标准模型理论...
平陆县13288712443: 物理高手进!! - ?
国宏安迪: 斜面光滑,匀减速运动 不妨用逆推,假象是从c处滑下,这样比较方便计算.根据s=1/2at^2,设物体从c滑到b处用时T,则有 (1-3/4)L:L=T^2:(T+t)^2 其中L为斜面底部到c点距离 结果容易解出T=t,即从c滑下到b的时间也是t 从而考虑正常情况下物体从b滑到c所用时间也是t (这里采用逆推是非常规思维,但很有效)
平陆县13288712443: 物理高手进 - ?
国宏安迪: 质量是物质本身的性质 不随任何改变而改变 除非被切掉一块根据F=ρgv g会变为一半 而其它的都不变 所以浮力减少为原来的一半 而G=mg 物体质量不变 g 变为一半 则G也变为一半 所以重力变为原来的一...
平陆县13288712443: 物理高手进?
国宏安迪: 左手定则,粒子负电.粒子A点射入,C点飞出,v改变90°,轨迹半径r=R,qvb=mv2除R,荷质比=v除br 粒子D点飞出磁场速度改变60°,AD所对角60°,半径R=rcot30=根号3 r,R=mv除QB.B=3分根号3乘B,t=1/6T=根号3πr除3v望采纳,谢谢!!!
平陆县13288712443: 物理,高手进 - ?
国宏安迪: 1.电流表内电阻实际承受的电压为:200*0.0003=0.06所以需要对电流表分压:3-0.06=2.94V需要串联分压,电阻为:2.94/0.0003=9800欧此时3V的电压在电流表上显示300μA如果2V,则总电流为2/(9800+200)=20...