西門子CPU模塊6ES7312-1AE14-0AB0

1. 焦耳定律定義：

電流通過導(dǎo)體時(shí)所產(chǎn)生的熱量Q，跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電的時(shí)間成正比。

2. 焦耳定律公式：

Q=I2Rt，適用范圍：任何電路。

控制變量法：
(1)控制電流和電阻相同，研究電熱與通電時(shí)間的關(guān)系
(2)控制通電時(shí)間和電阻不變，改變電流的大小，研究電熱與電流的關(guān)系
(3)控制通電時(shí)間和電流不變，改變電阻大小，研究電熱與電阻的關(guān)系

串并聯(lián)電路電熱關(guān)系：
串聯(lián)電路中，電熱之比等于電阻之比，

并聯(lián)電路中，電熱之比等于電阻的反比

“焦耳定律"中的控制變量法：
     焦耳定律的實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了控制變量法，當(dāng)兩段電阻串聯(lián)時(shí)，控制電流和通電時(shí)間相同，得出電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān)，當(dāng)兩電阻并聯(lián)時(shí)，控制電阻和通電時(shí)問不變，得出電流產(chǎn)生的熱量與電流大小有關(guān)。
例：小宇和小剛想利用如圖所示的裝置來探究 “導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與其電阻大小的關(guān)系"。兩只相同的燒瓶中裝有適量的煤油，燒瓶A中浸泡著一段銅絲，電阻較小；燒瓶B中浸泡著一段鎳鉻合金絲，電阻較大，溫度計(jì)顯示煤油的溫度。

(1)為保證實(shí)驗(yàn)科學(xué)合理，兩個(gè)燒瓶中所裝煤油的質(zhì)量應(yīng)該相同。
(2)實(shí)驗(yàn)中，小字和小剛發(fā)現(xiàn)B燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)升高得快。這表明：在電流和通電時(shí)間相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。

解析：(1)利用控制變量法在探究“導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與其電阻大小的關(guān)系"時(shí)應(yīng)控制其他因素不變，如煤油的質(zhì)量，相同的燒瓶，相同的溫度計(jì)等。
(2)B瓶中溫度計(jì)升高得快，說明相同時(shí)間內(nèi)煤油吸收的熱量多，由于鎳鉻合金絲電阻大于銅絲電阻，所以在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，導(dǎo)體電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多

電阻元件是耗能元件的理想化模型，是二端元件。
     1.線性時(shí)不變電阻　阻值不隨其兩端電壓或電流數(shù)值變化，并且不隨時(shí)間t變化的電阻。本課程中電阻無特殊說明均指線性時(shí)不變電阻。
     2.電壓、電流（伏安）關(guān)系　電阻上電流與該電阻兩端電壓之間的關(guān)系，反映了電阻元件的特性。下圖是電阻模型及伏安特性曲線。
     線性時(shí)不變電阻的伏安特性曲線是一條經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線。電阻值可由曲線的斜率來確定。

     歐姆定律揭示了電阻元件上的電壓、電流的約束關(guān)系。
     3.功率與能量
     電阻R上吸收電功率為：

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對(duì)自感電壓，當(dāng)u,i 取關(guān)聯(lián)參考方向（如下圖所示），u、i與Φ符合右螺旋定則，其表達(dá)式為：

上式說明，對(duì)于自感電壓由于電壓電流為同一線圈上的，只要參考方向確定了，其數(shù)學(xué)描述便可容易地寫出，可不用考慮線圈繞向。

對(duì)互感電壓，因產(chǎn)生該電壓的電流在另一線圈上，因此，要確定其符號(hào)，就必須知道兩個(gè)線圈的繞向。這在電路分析中顯得很不方便。為解決這個(gè)問題引入同名端的概念。

同名端：當(dāng)兩個(gè)電流分別從兩個(gè)線圈的對(duì)應(yīng)端子同時(shí)流入或流出，若所產(chǎn)生的磁通相互加強(qiáng)時(shí)，則這兩個(gè)對(duì)應(yīng)端子稱為兩互感線圈的同名端。

圖1所示的耦合電感中，兩兩同名端用相同的符號(hào)表示，如 *、△、·。通過同名端的確定，得到，。

 圖1 同名端的確定

確定同名端的方法：

① 當(dāng)兩個(gè)線圈中電流同時(shí)由同名端流入(或流出)時(shí)，兩個(gè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互增強(qiáng)；

② 當(dāng)隨時(shí)間增大的時(shí)變電流從一線圈的一端流入時(shí)，將會(huì)引起另一線圈相應(yīng)同名端的電位升高。

有了同名端，表示兩個(gè)線圈相互作用時(shí)，就不需考慮實(shí)際繞向，而只畫出同名端及u、i參考方向即可，即可由同名端及u、i參考方向確定互感線圈的特性方程。

例1 寫出圖示電路電壓、電流關(guān)系式。

(a)

(b)

例1圖

分析：（1）u₁和u₂由兩部分組成：自感電壓和互感電壓；

（2）自感電壓由公式和確定，正負(fù)號(hào)的確定：當(dāng)電壓和電流為關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，取“+"；當(dāng)電壓和電流為關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，取“－"；

（3）互感電壓由公式和確定，正負(fù)號(hào)的確定：通過同名端符號(hào)，將電流折算到同一回路，再判斷電電壓和電流的關(guān)聯(lián)參考方向：當(dāng)電壓和電流為關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，取“+"；當(dāng)電壓和電流為關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，取“－"；

解：(a)      (b)

例2 已知，，，，求u(t)和u₂(t)。

 例2圖

解：先寫出電流的數(shù)學(xué)表達(dá)式：

由于u₂所在的右邊回路斷開，故無電流，所以u₂只有互感產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，

u₁由自感和互感兩部分組成