1、4-4 電 動 勢,一、非靜電力 電源,兩個電勢不相等的導體用導線連接時會產(chǎn)生電流（如電容器的放電）。但這電流很快就衰減、消失。,結論：僅靠靜電力不可能維持恒定電流。(恒定電流的電流線是閉合曲線),為了維持恒定電流，需要借助于“非靜電力”的作用，它能將其它形式的能量（化學能、機械能、太陽能等）轉化為電勢能，從而將 B 板上的正電荷移到 A 板，維持極板間電勢差不變。,能提供非靜電力的裝置稱為電源。,+,+,+,-,-,-,R,電源的類型很多，不同類型的電源中，形成非靜電力的過程不同。在化學電池如干電池、蓄電池中，非靜電力是與離子的溶解和沉積過程相聯(lián)系的化學作用；在普通的發(fā)電機中，非靜電力是電磁

2、感應作用,非靜電場強:,用FK表示電荷q所受的非靜電力，仿照定義靜電場強的方法，定義：非靜電場強為單位正電荷所受的非靜電力。用EK表示,則 在電源內(nèi)部，EK的方向由電源的負極指向正極，對一確定的電源，EK的大小保持不變。,普遍的歐姆定律的微分形式:,在電源的外部只有靜電場；在電源內(nèi)部，除了有靜電場之外，還有非靜電場強EK ， EK的方向與的方向相反。因此，普遍的歐姆定律的微分形式應是,二、電動勢,把正電荷從負極經(jīng)過電源內(nèi)部移送到正極的過程中，電源的非靜電力要做功，對于不同的電源，搬運相同電荷，非靜電力所作的功可能不同，我們引入電動勢這個物理量來描述電源內(nèi)部非靜電力作功的本領。,把單位正電荷經(jīng)電

3、源內(nèi)部從負極移到正極，非靜電力所作的功稱為電源的電動勢：,以后我們會遇到在整個閉合回路上都有非靜電力的情形(例如第六章2.3節(jié)中講的感生電動)。這時無法區(qū)分“電源內(nèi)部”和“電源外部”，我們就說整個閉合回路的電動勢為,電動勢是一個標量，其單位和電勢的單位相同，為伏特 (V)，其大小只取決于電源本身的性質，與電源外電路的連接方式無關。為了使用方便，常規(guī)定電動勢的方向為電源內(nèi)部電勢升高的方向，也即從負極指向正極。,表征電源的另一個重要參量是電源的內(nèi)阻r，當有電流通過電源時，電阻r對電流也有阻礙作用，電勢在r上也有降落，電能也會損失而使電源發(fā)熱。,三、一段含源電路的歐姆定律,注意：一段電路和一條支路概

4、念不同，一段電路可以包含有分岔點，由復雜電路中任意兩點之間的各支路串接而成，因而各支路中電流強度不一定相等，一段含源電路的歐姆定律是含源支路歐姆定律的推廣。,對于一段含源電路，其歐姆定律的表達式為,式中的符號法則規(guī)定為：,(1)UAB 表示選定方向為AB，若UAB0,表明電勢降低，即UBUA ；若UAB0，表明電勢升高，即UBUA.,(2)若電阻中的電流方向與選定方向相同，則電勢降落，電壓取+IR；反之取-IR，對電源內(nèi)阻r亦相同。,(3)若電動勢的方向(負極指向正極)與選定方面相同，則電勢升高，取+；反之，取 -。,下圖所示的電路，如果選定方向為AB，則電勢差UAB,四.閉合電路的歐姆定律,

5、由式 而令UAB0(閉合)得:,A,R1,1,2,3,R3,R2,B,C,D,1,r1,3,r3,2,r2,關于閉合電路的歐姆定律應注意以下幾點：,(1)當R時，外電路開路，I0，此時電路上沒有電流；當R0時，外電路短路，I/r，由于一般r很小，I很大，所以極易燒毀電源，應注意避免發(fā)生這種情況。,(2)電源兩端的電壓UAB 稱作路端電壓，它是電源向電路提供能量(也稱為放電)時的電壓,UAB IR -Ir 。,(4)如果一個閉合電路含有多個電源，則先取一繞行方向,并假設電流強度方向,然后按上述規(guī)定的符號法則便可得,該式就是閉合電路歐姆定律的普遍形式。,例題: 在圖所示的電路中，已知電池A電動勢A

6、=24V，內(nèi)電阻RiA=2，電池B電動勢B=12V ，內(nèi)電阻RiB=1 ，外電阻R=3 。試計算,（1）電路中的電流； （2）電池A的端電壓U12； （3）電池B的端電壓U34 ； （4）電池A消耗的化學能功 率及所輸出的有效功率； （5）輸入電池B的功率及轉變?yōu)榛瘜W能的功率； （6）電阻R所產(chǎn)生的熱功率.,R,B,A,2,4,3,1,解:（1）應用歐姆定律得,電流的指向如圖中箭頭所示的方向。,（2）設所選定的積分路徑自1經(jīng)過電池A 而到2，應用一段含源電路的歐姆定律得,計算結果表示1處的電勢V1高于2處的電勢V2 。,R,B,A,2,4,3,1,現(xiàn)在再從1342這一積分路徑來計算1、2之間的電勢差。 得,所得結果與前相同。,（3）設所選定的積分順序方向自3經(jīng)過電池B 而到4，仍應用一段含源電路的歐姆定律得,(4)電池A所消耗的化學能功率P1=IA=224W=48W，而其輸出功率P2=IU12=220W=40W ，消耗于內(nèi)阻的功率P3=I 2RiA=42W=8W。 P3等于P1減去P2。,（5）輸入電池B的功率P4=IU34=142W=28W ，其中變化為化學能的功率P5=IB=122W=24W ，消耗于內(nèi)阻的功率P5= P4 - P5 =