路端电压与负载的关系

（2）路端电压跟负载的关系：讨论对给定的电源，E、r均为定值，外电阻变化时，电路中的电流、路端电压的变化。①当外电路的电阻R增大时，根据I=rRE可知电路中的电流I减小，由于内压U内=Ir所以内压减小，而E=U内+U外即外压（路端电压）增加。当外阻增加至无穷大时，外电路断路，此时I=0U内=0U=E即当电源没有接入电路时两极间的电压等于电源的电动势。电压表测电动势就是利用了这一原理。当外电路的电阻R减小时，根据I=rRE可知电路中的电流I增大，由于内压U内=Ir所以内压增大，而E=U内+U外即外压（路端电压）减小。当外阻减小至最小零时，外电路短路，此时U=0rEI（I称短路电流）即当外电路短路时，外压为零，短路电流很大，容易将电路烧毁。②图象表示：电源的外特性曲线（路端电压Ｕ随电流Ｉ变化的图象）图象的函数表达：IrEU当外电路断路时：(即R→∞，I＝0)，纵轴上的截距表示电源的电动势Ｅ(Ｅ＝Ｕ端)当外电路短路时：(R＝0，U＝0)，横坐标的截距表示电源的短路电流I短=E/r；图线的斜率：的绝对值为电源的内电阻．某点纵坐标和横坐标值的乘积：为电源的输出功率，在图中的那块矩形的“面积”表示电源的输出功率该直线上任意一点与原点连线的斜率：表示该状态时外电阻的大小；当Ｕ＝E/2(即R=r)时，Ｐ出最大。η＝50％注意：坐标原点是否都从零开始：若纵坐标上的取值不从零开始取，则该截距不表示短路电流。③电源的外特性曲线和导体的伏安特性曲线（Ⅰ）电源的外特性曲线：在电源的电动势E和内阻ｒ一定的条件下，通过改变外电路的电阻Ｒ使路端电压Ｕ随电流Ｉ变化的图线，遵循闭合电路欧姆定律。U＝E－Ir，图线与纵轴的截距表示电动势Ｅ，斜率的绝对值表示内阻ｒ。（Ⅱ）导体的伏安特性曲线：在给定导体(电阻Ｒ)的条件下，通过改变加在导体两端的电压而得到的电流Ｉ随电压Ｕ变化的图线；遵循部分电路欧姆定律RUI，图线斜率的倒数值表示导体的电阻Ｒ。右图中a为电源的U-I图象；b为外电阻的U-I图象；两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点之间的矩形的面积表示输出功率；a的斜率的绝对值表示内阻大小；b的斜率的绝对值表示外电阻的大小；当两个斜率相等时（即内、外电阻相等时图中矩形面积最大，即输出功率最大（可以看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半）。