第五章電學(xué)掌握：

電偶極子電場(chǎng)的電勢(shì)、電容器在直流電路中充放電規(guī)律及電路時(shí)間常數(shù)、R、L、C在交流電路中的作用、RLC串聯(lián)電路熟悉：

基爾霍夫定律、接觸電勢(shì)差、溫差電動(dòng)勢(shì)、正弦式交流電、串聯(lián)諧振了解：脫出功、能斯脫電位、動(dòng)作電位§1電偶極子電場(chǎng)的電勢(shì)一、電偶極子(electricdipole)

——兩個(gè)距離很近的等量異號(hào)電荷組成的帶電系統(tǒng)-+－qι+q-+－qι+q→→——電矩(electricmoment)

二、電偶極矩方向：從負(fù)電荷到正電荷p

1、點(diǎn)電荷電場(chǎng)的電勢(shì)三、電偶極子電場(chǎng)的電勢(shì)r2r1rθιo－q+qa2、電偶極子電場(chǎng)a點(diǎn)的電勢(shì)3、電偶極子電勢(shì)分布區(qū)域0V線

（1）垂直平分線上電勢(shì)為0（2）正電荷半?yún)^(qū)域電勢(shì)為正（3）負(fù)電荷半?yún)^(qū)域電勢(shì)為負(fù)

電偶極子電場(chǎng)中，OA＝OB＝OC，此三點(diǎn)電位為：（1）UA＝UB＝UC；（2）UA、UB、UC都<0，且不相等；（3）UA、UB、UC都>0，且不相等；（4）UA、UB、UC都<0，且UA＝UC，UB最?。弧纠?】【解】°°°∵四、電偶極子電勢(shì)是心電信號(hào)的基礎(chǔ)

→→

→心電圖體表電勢(shì)變化

心電信號(hào)（矢量，周期性變化）心臟（電偶極子）§2直流電路(Directcurrentcircuit)一、基爾霍夫定律1、基爾霍夫第一定律（1）節(jié)點(diǎn)：三條或三條以上通電導(dǎo)線的會(huì)合點(diǎn)稱為支點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)A、D兩點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)（2）、基爾霍夫第一定律——節(jié)點(diǎn)電流的定律：

如果規(guī)定流向某節(jié)點(diǎn)的電流為正，自該點(diǎn)出的電流為負(fù)，那么，會(huì)合在節(jié)點(diǎn)的電流強(qiáng)度的代數(shù)和等于零，即

ΣI＝0

ΣI流進(jìn)＝ΣI流出所有流向節(jié)點(diǎn)的電流總和應(yīng)該與所從節(jié)點(diǎn)流出的電流總和相等。（3）節(jié)點(diǎn)電流方程個(gè)數(shù)：

n個(gè)節(jié)點(diǎn)有(n-1)個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電流方程A點(diǎn)：I1－I2－I3＝0B點(diǎn)：－I1+I2+

I3＝0不獨(dú)立對(duì)每一支路任意假定一個(gè)電流方向來進(jìn)行計(jì)算，如果計(jì)算結(jié)果的值為正，說明實(shí)際電流方向與假定的電流方向相同；如果計(jì)算結(jié)果為負(fù)，說明實(shí)際電流方向與假定的方向相反。（4）未知電流方向的處理方法：2、基爾霍夫第二定律——回路電壓的定律

（1）、回路和獨(dú)立回路：選擇回路時(shí)至少包含一條在已采用的回路中所沒有的新支路。

三個(gè)閉合回路ABCDA、ADEFA和BCEFB僅兩個(gè)是獨(dú)立的

注意事項(xiàng)：1）若某電阻上電流方向與回路繞行方向相同，IR取正；相反取負(fù)2）電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)閺呢?fù)極經(jīng)電源內(nèi)部到正極。若電動(dòng)勢(shì)方向與回路方向相同，E取正，相反取負(fù)（2）、回路電壓方程：閉合回路中所有電阻上電壓降的代數(shù)和等于所有電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和

回路BCDEBI3R＋I(xiàn)2r2＝E2

節(jié)點(diǎn)BI1＋I(xiàn)2－I3＝0

回路ABEPA

－I2r2＋I(xiàn)1r1＝－E2＋E1

巳知數(shù)代入，整理后得I1＋I(xiàn)2－I3＝0I1－2I2＝－42I2＋20I3＝12

解此方程組得

Il＝－1.03AI2＝1.48AI3＝0.45AP例5-1

。3個(gè)節(jié)點(diǎn)電流方程3個(gè)回路電壓方程二、電容器在直流電路中的充放電過程1.充電過程和規(guī)律K擲向A

→i充

→

C積累電荷

→uc↑→i充減小

→uc緩慢上升

→i充≈01）過程（定性討論）：Uc：

0——Ei充:大——0∵2）數(shù)學(xué)推導(dǎo)：規(guī)律：開始結(jié)束曲線數(shù)學(xué)式uc0Ei充

E/R0uRE0RCteEuR-=充電電容等效方法

t＝0，uc＝0，i充＝E／R（最大），即充電開始電容相當(dāng)于短路

中間過程服從指數(shù)規(guī)律t＝，uc＝E，i充=0，即充電結(jié)束電容相當(dāng)于開路2.放電過程和規(guī)律K擲向B→i放

→C釋放電荷→uc↓→uc≈0→I放≈0過程：∵………………規(guī)律：放電電容等效方法t＝0，uc＝E，I放＝－E／R（最大）；放電開始電容相當(dāng)于電源t＝，uc＝0，i充=0，即放電結(jié)束電容相當(dāng)于開路中間過程服從指數(shù)規(guī)律。3.時(shí)間常數(shù)τ

τ↑→充放電時(shí)間↑

τ

=RC——單位：秒（歐姆、法拉時(shí)）t=RC，uC＝E（1－e－1）＝63%E；t=3RC，uC＝E（1－e－3）＝95%E；t=5RC，uC＝E（1－e－5）＝99%E。

一般認(rèn)為，當(dāng)t=(3～5)RC時(shí),充電基本結(jié)束。11（a)試分析下列電路中當(dāng)K接通后，P點(diǎn)的電勢(shì)變化情況，用圖表示。

..up(v)

t0-6電源正端接地11.(b)試分析下列電路中當(dāng)K接通后，A點(diǎn)、B點(diǎn)的電勢(shì)變化情況，用圖表示。

ua(v)tt004uB(v)4.電容器充放電的應(yīng)用

——心臟除顫器§3帶電粒子輸運(yùn)過程中的電動(dòng)勢(shì)

一、接觸電勢(shì)差(contactpotentialdifference)

1.脫出功和脫出電勢(shì)脫出功

——克服表面電偶層的電場(chǎng)力使電子逸出金屬所需的功。脫出電勢(shì)U

=eU——表面層內(nèi)外的電勢(shì)差。2.接觸電勢(shì)差的產(chǎn)生——兩種不同金屬緊密接觸時(shí)，在接觸處產(chǎn)生的電勢(shì)差

原因：

1）相接觸的兩種金屬中自由電子的脫出功不同2）相接觸的兩種金屬內(nèi)部的自由電子密度不同二、溫差電動(dòng)勢(shì)(thermoelectromotiveforce)1.溫差電現(xiàn)象(Seebeckeffect)大小：2.溫差電動(dòng)勢(shì)3.溫差電現(xiàn)象應(yīng)用a.溫差溫度計(jì)：一端固定(冰水)，另一端進(jìn)行測(cè)溫。b.溫差發(fā)電機(jī)：將一端加溫，另一端溫度固定，產(chǎn)生電流。c.溫差致冷器：一端保持常溫，在回路中通電，使另一端降溫。

三、生物電(細(xì)胞膜電位)1.能斯脫電位（濃差電位）

Cl-K+

5－1細(xì)胞膜內(nèi)和膜外各離子濃度(mol／l)離子種類細(xì)胞膜內(nèi)濃度C1細(xì)胞膜外濃度C2K＋

Na＋Cl－(其它)－K+Cl-2.靜息電位

由能斯脫方程得：靜息狀態(tài)膜電位膜內(nèi)電勢(shì)比膜外電勢(shì)低89mV。（實(shí)際靜息電位膜內(nèi)電勢(shì)比膜外電勢(shì)低85mV）Na+3.動(dòng)作電位

§4交流電路(alternatingcurrent)一、正弦式交流電

二、僅有電阻的交流電路

1.電流和電壓的大小關(guān)系

2.電流和電壓的位相關(guān)系

I=U/RU3.結(jié)論1).歐姆定律適用于純電阻電路；2).純電阻電路的電壓與電流同位相。

三、僅有電容的交流電路1.電流和電壓的大小關(guān)系

3.電流和電壓的位相關(guān)系U2.容抗(capacitivereactance)

XC＝1／ωC＝1／2πf——容抗，是電容器對(duì)交流電的阻礙作用，單位同電阻。4.結(jié)論1).歐姆定律適用于純電容電路中幅值和有效值2).純電容電路的電壓位相落后電流90

四、僅有電感的交流電路1.電流和電壓的大小關(guān)系

3.電流和電壓的位相關(guān)系2.感抗(Inductivereactance)U=ωLII

XL＝ωL＝2πfL——感抗，是電感器對(duì)交流電的阻礙作用，單位同電阻。令ωL＝XL，則Ｉ＝U／XL

結(jié)論

1).

歐姆定律適用于純電感電路中幅值和有效值2).

純電感電路的電壓位相超前電流90

五、電阻、電感和電容串聯(lián)的交流電路

1.電流和電壓的大小關(guān)系(串聯(lián)電路電流相同;

總電壓不等于分電壓代數(shù)和，而等于矢量和。)2.電流和電壓的位相關(guān)系

XL>XC，

>0，電壓超前電流，電路呈感性；XL<XC，<0，電壓滯后電流，電路呈容性；XL＝XC，＝0，電壓與電流同位相，電路呈阻性，此時(shí)電流最大、阻抗最小。3.阻抗Z——電路的阻抗，單位同電阻。4.串聯(lián)諧振XL＝XC，＝0，電壓與電流同位相，電路呈阻性，此時(shí)電流最大、阻抗最小Z=R第五節(jié)電磁波譜

【例2】當(dāng)K接通后，