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电磁学 · 电路模块

电路分析实验室

把电路从电磁学里单独拿出来:先看结构,再看读数,最后用图像反推关系。

闭合电路欧姆定律串联、并联与等效电阻U-I 图像与实验记录
电磁场模型图

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闭合电路欧姆定律实验台

调节电源、电阻和连接方式,观察电流、电压、内耗、输出功率与 U-I 图像如何同步变化。

核心关系 E = U + Ir I = ER + r
电路图 · 读数联动
闭合电路与电表模型 电源 E E = 6.0 V 内阻 r r = 0.5 Ω A I = 0.92 A 外电阻 R R = 6.0 Ω V U = 5.54 V 开关 S 闭合电路:外电阻变化,读数点沿 U-I 图移动
等效电阻 Req6.00 Ω
电流 I0.92 A
路端电压 U5.54 V
内电压 Ir0.46 V
输出功率5.11 W
效率92.3%
U-I 图像 截距 = E,斜率 = -r
U (V) I (A) I = 0.92 A, U = 5.54 V

电路分析的学习顺序

先确定电路结构,再判断哪些物理量相等、哪些物理量分配。串联电路重点看电流处处相等、电压按电阻分配;并联电路重点看各支路电压相等、电流按支路电阻分配。

闭合电路欧姆定律要把电源内部也看成电路的一部分。外电压 U、内电压 Ir、电动势 E 之间满足 E = U + Ir。

看图像,而不是只看公式

U-I 图像的截距表示电动势 E,斜率的绝对值表示电源内阻 r。调节外电阻时,读数点会在图像上移动;把多个实验点连起来,就能从图像反推电源特性。