内容发布更新时间 : 2025/4/9 4:03:40星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
7 闭合电路的欧姆定律
[学习目标] 1.了解内电路、外电路,知道电动势等于内外电路电势降落之和.2.掌握闭合电路欧姆定律并会进行有关计算.3.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系.
一、闭合电路的欧姆定律 1.闭合电路的组成
(1)闭合电路是指由电源和用电器及导线组成的完整的电路.
(2)内电路:如图1所示,电源内部的电路叫内电路,电源的电阻叫内电阻.
图1
(3)外电路:电源外部的电路叫外电路,外电路的电阻称为外电阻. 2.闭合电路的欧姆定律
(1)内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比. E
(2)表达式:I=. R+r
(3)适用条件:外电路为纯电阻电路. 二、路端电压与负载的关系 1.路端电压的表达式:U=E-Ir. 2.路端电压随外电阻的变化规律
E
(1)当外电阻R增大时,由I=可知电流I减小,路端电压U=E-Ir增大.
R+rE
(2)当外电阻R减小时,由I=可知电流I增大,路端电压U=E-Ir减小.
R+r
(3)两种特殊情况:当外电路断开时,电流I变为0,U=E.即断路时的路端电压等于电源电E
动势.当电源短路时,外电阻R=0,此时I=. r[即学即用]
1.判断下列说法的正误. (1)E=U+Ir适用于任何电路.(√)
(2)某电源电动势为10 V,内阻为2 Ω,外接一线圈电阻为8 Ω的电动机,则电路中的电流
为1 A.(×)
(3)在闭合电路中,外电阻越大,路端电压越大.(√) (4)电路断开时,电路中的电流为零,路端电压也为零.(×) (5)外电路短路时,电路中的电流无穷大.(×)
2.如图2所示,电动势为2 V的电源跟一个阻值R=9 Ω的电阻接成闭合电路,理想电压表测得电源两端电压为1.8 V,则电源的内阻为________ Ω.
图2
答案 1
一、闭合电路的欧姆定律
[导学探究] 如图3为闭合电路的组成.
图3
(1)在外、内电路中,沿着电流方向,各点电势如何变化?
(2)若电源电动势为E,电路中的电流为I,在t时间内非静电力做功多少?内、外电路中产生的焦耳热分别为多少?它们之间有怎样的关系?
(3)闭合电路的电流I与电动势E、外电阻R和内电阻r的关系怎样?
答案 (1)在外电路中沿电流方向电势降低;在内电路中沿电流方向电势升高. (2)EIt I2rt I2Rt EIt=I2Rt+I2rt E
(3)E=IR+Ir或I= R+r[知识深化]
1.内、外电路中的电势变化
外电路中电流由电源正极流向负极,沿电流方向电势降低,内电路中电流由电源负极流向正极,沿电流方向电势升高.
2.闭合电路欧姆定律的几种表达形式
E
(1)电流形式:I=,说明电流与电源电动势成正比,与电路的总电阻成反比.
R+r(2)电压形式:E=Ir+IR或E=U内+U外,表明电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和.
(3)功率形式:IE=IU外+IU内或IE=IU外+I2r.
E
说明:I=或E=IR+Ir只适用于外电路是纯电阻电路;E=U外+U内,既适合于外电路
R+r为纯电阻电路,也适合于非纯电阻电路.
例1 如图4所示,电阻R1=8 Ω,R2=3 Ω,当开关S接a点时,理想电流表示数为1 A;当开关S接b点时,理想电流表示数为2 A.求电源的电动势和内阻.
图4
答案 10 V 2 Ω