闭合电路欧姆定律.doc

《闭合电路欧姆定律.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、张哲7/19/2021闭合电路欧姆定律●知识梳理1.电动势（1）物理意义：反映不同电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量.（2）大小：等于电路中通过1C电荷量时电源所提供的电能的数值，等于电源没有接入电路时两极间的电压，在闭合电路中等于内外电路上电势降落之和E=U外+U内.2.闭合电路的欧姆定律闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比：I=.常用表达式还有：E=IR＋Ir=U+U′和U=E－Ir.3.路端电压U随外电阻R变化的讨论电源的电动势和内电阻是由电源本身决定的，不随外

2、电路电阻的变化而改变，而电流、路端电压是随着外电路电阻的变化而改变的：（1）外电路的电阻增大时，I减小，路端电压升高；（2）外电路断开时，R=∞，路端电压U=E；（3）外电路短路时，R=0，U=0，I=（短路电流）.短路电流由电源电动势和内阻共同决定，由于r一般很小，短路电流往往很大，极易烧坏电源或线路而引起火灾.4.路端电压与电流的关系闭合电路欧姆定律可变形为U=E－Ir，E和r可认为是不变的，由此可以作出电源的路端电压U与总电流I的关系图线，如图10－2－1所示.依据公式或图线可知：图10－2－1（1）路

3、端电压随总电流的增大而减小.（2）电流为零时，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势E.在图象中，U－I图象在纵轴上的截距表示电源的电动势.（3）路端电压为零时，即外电路短路时的电流I=.图线斜率绝对值在数值上等于内电阻.（4）电源的U－I图象反映了电源的特征（电动势E、内阻r）.5.闭合电路中的几种电功率闭合电路的欧姆定律就是能的转化和守恒定律在闭合电路中的反映.由E=U＋U′可得EI=UI+U′I或EIt=UIt+U′It（1）电源的总功率：P=EI=I（U+U′）若外电路是纯电阻电路，还有P=I2（R+

4、r）=（2）电源内部消耗的功率：7张哲7/19/2021P内=（3）电源的输出功率：P出=P总－P内=EI－I2r=UI若外电路为纯电阻电路，还有P出=I2R.●疑难突破电源的输出功率为P出=I2R===，当R=r时，P出有最大值，即Pm==.P出与外电阻R的这种函数关系可用如图10－2－2的图象定性地表示.由图象还可知，对应于电源的非最大输出功率P可以有两个不同的外电阻R1和R2.由图象还可知：当R＜r时，若R增加，则P出增大；当R＞r时，若R增大，则P出减小.值得注意的是，上面的结论都是在电源的电动势和内

5、电阻r不变的情况下适用.图10－2－2电源的效率η===，所以当R增大时，效率η提高.当R=r，电源有最大输出功率时，效率仅为50%，效率并不高.●典例剖析【例1】（2002年全国）在如图10－2－3所示的电路中R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r0.设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U.当R5的滑动触点向图中a端移动时图10－2－3A.I变大，U变小B.I变大，U变大C.I变小，U变大D.I变小，U变小剖析：当滑动头向a移动时，R5的阻值变小，使R2、R4、R5

6、的总阻值Rab变小，从而引起总的外阻R外变小.由I总=知I总变大.由U=E－I总·r0得U变小.因U=U1+U3+Uab=I总R1+I总R3+Uab得到Uab变小，所以的数值变小.答案：D说明：在讨论电路中电阻发生变化后引起电流、电压发生变化的问题时，应根据电路的结构，由局部到整体的思路，得到总电流的变化情况，然后再由局部分析出电压和支路电流的变化情况.【例2】（2001年上海）如图10－2－4所示的电路中，闭合电键，灯L1、L27张哲7/19/2021正常发光.由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2正

7、变暗，电流表的读数变小.根据分析，发生的故障可能是图10－2－4A.R1断路B.R2断路C.R3短路D.R4短路剖析：等效电路如图10－2－5所示.若R1断路，总外电阻变大，总电流减小，路端电压变大，L1两端电压变大，L1正变亮；ab部分电路结构没变，电流仍按原比例分配，总电流减小，通过L2正、电流表的电流都减小，故A选项正确.若R2断路，总外电阻变大，总电流减小，ac部分电路结构没变，电流仍按原比例分配，R1、L1中电流都减小，与题意相矛盾，故B选项错.若R3短路或R4短路，总外电阻减小，总电流增大，A中电

8、流变大，与题意相矛盾，故C、D选项错，正确选项只有A.图10－2－5答案：A说明：当原电路图中各元件的连接情况不清晰时，可作出等效电路图，以便顺利求解.【例3】如图10－2－6电路中，电阻R1=9Ω，R2=15Ω，电源电动势E=12V，内电阻r=1Ω.求：图10－2－6（1）当电流表示数为0.4A时，变阻器R3的阻值多大?（2）R3阻值多大时，它消耗的电功率最大?（3）R3阻值多大时，电源的输出功率