第7节　闭合电路的欧姆定律.doc

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1、第7节　闭合电路的欧姆定律第7节　闭合电路的欧姆定律要点一闭合电路欧姆定律的相关问题1．闭合电路欧姆定律的推导设一个闭合电路中，电电动势为E，内阻为r，内电路电压为U内，外电路电阻为R，路端电压为U外，电路电流为I，则E＝U内＋U外①根据欧姆定律知：U外＝IR②U内＝Ir③由①②③第7节　闭合电路的欧姆定律第7节　闭合电路的欧姆定律要点一闭合电路欧姆定律的相关问题1．闭合电路欧姆定律的推导设一个闭合电路中，电电动势为E，内阻为r，内电路电压为U内，外电路电阻为R，路端电压为U外，电路电流为I，则E＝U内＋U外①根据欧姆定律知：U外＝IR②U内＝Ir③由①②③式解得I＝

2、ER＋r可见，闭合电路的电流跟电的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比，这就是闭合电路的欧姆定律．(1)闭合电路的欧姆定律表达式：I＝ER＋r闭合电路的欧姆定律变形式：E＝IR＋Ir或E＝U外＋Ir或U外＝E－IrE＝IR＋Ir只适用于外电路为纯电阻的闭合电路．E＝U外＋Ir或U外＝E－Ir既适用于外电路为纯电阻的闭合电路，也适用于外电路为非纯电阻的闭合电路．(2)用电压表接在电两极间测得的电压U外是指路端电压，不是内电路两端的电压，也不是电电动势，所以U外<E(3)当电没有接入电路时，因无电流通过内电路，所以U内＝0，故此时E＝U外，即电电动势等于电没有

3、接入电路时的路端电压．这提供了测E的一种方法．2．路端电压U外与外电阻R之间的关系对一定电、电流、路端电压、内电压随外电路电阻的改变而改变，变化情况如下(“↑”表示增加，“↓”表示减少)：当外电路断开时，R＝∞，Ir＝0，U＝E，此为直接测量法测电动势的依据．当外电路短路时，R＝0，I＝Er(称为短路电流)，U外＝0由于通常的电内阻很小，短路时会形成很大的电流．这就是严禁把电两极不经负载直接相接的原因．3．路端电压与电流的关系图象(1)由U＝E－Ir可知，U—I图象是一条斜向下的直线，如图2－7－3所示．图2－7－3(2)纵轴的截距等于电的电动势E；横轴的截距等于外电

4、路短路时的电流I0＝Er(3)直线斜率的绝对值等于电的内阻．即r＝EI0＝ΔUΔI＝tanθθ越大，表明电的内阻越大．要点二解答闭合电路问题的一般步骤首先要认清外电路上各元的串、并联关系，必要时，应进行电路变换，画出等效电路图．解题关键是求总电流I，求总电流的具体方法是：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电电动势，可用全电路欧姆定律(I＝ER＋r)直接求出I；若内外电路上有多个电阻值未知，可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流I；当以上两种方法都行不通时，可以应用联立方程求出I求出总电流后，再根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流　　1内

5、外电路电势如何升降？在理解本图的基础上，我们还可以把电看成等效的两部分即无内阻理想电和电阻r的串联，则闭合电路内外电路的电势升、降如图2－7－4所示．图2－7－4从电正极开始，沿电流流向，先经过电阻r，电势降低Ir，再经过外电路电阻R，电势又降低IR；由电的负极到正极非静电力作用，使电势又升高E，电正负极的电势用φ1、φ2表示，对整个过程有φ1－Ir－IR＝φ2，即φ1－φ2＝Ir＋IR，亦即E＝U内＋U外．2．内外电路功率、电输出功率、电效率怎样区别？(1)各部分功率关系分析由EIt＝I2Rt＋I2rt知，EI＝I2R＋I2r其中EI为电的总功率，I2r为电内耗功率

6、，I2R为外电路消耗功率，也是电的输出功率．(2)电输出功率特点P出＝UI＝I2R＝E2(r＋R)2R＝E2R(R－r)2＋4Rr＝E2(R－r)2R＋4r，由此式可看出，当R＝r时，P出有最大值，即P＝E24R＝E24r由图2－7－可以看出图2－7－①当R＝r时，输出功率最大，P出＝E24r②当R<r时，若R增大，P出增大，当R>r时，若R增大，则P出减小．③除R＝r外，图象上总有两点输出功率P出相等，如图中R1与R2，则由(ER1＋r)2•R1＝(ER2＋r)2•R2整理得：R1R2＝r2(3)电的效率①定义：输出功率跟电路消耗

7、的总功率的比值，即η＝UIEI＝UE②如果外电路为纯电阻电路，则η＝UE＝IRI(R＋r)＝RR＋r＝11＋rR，所以外电路电阻越大，电效率越高．③当电输出功率最大时，R＝r，η＝0%一、闭合电路欧姆定律的应用【例1】如图2－7－6所示电动势为2V的电跟一个阻值R＝9Ω的电阻接成闭合电路，测得电两端电压为18V，求电的内阻．图2－7－6答案　1Ω解析　通过电阻R的电流为I＝UR＝189A＝02A由闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir，得电内阻r＝E－UI＝2－1802Ω＝1Ω二、电路的动态分析【例2】如图2－7－7所示，A、B、三只电灯均能发光，当把滑动变阻