2.7闭合电路欧姆定律

§2、7闭合电路的欧姆定律一、闭合电路内电路外电路rERs1、电流方向内电路与外电路中的I相同。2、电路中的电势变化情况（1）在外电路中，沿电流方向电势降低。（2）在内电路中，一方面，存在内阻，沿电流方向电势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势“跃升”。ba1、若外电路是纯电阻R，在时间t内，外电路中产生内能Q外=I2Rt2、内电路也有电阻r，当电流通过内电路时，产生内能Q内=I2rt3、电流流经电源时，在时间t内非静电力做功W=Eq＝EIt4、功和能量之间的关系讨论：W=Q外+Q内EIt=I2Rt+I2rtE=IR+Ir二、闭合电路欧姆定律1、对纯电阻电路rREIIrIRE即说明：IRU外（2）是外电路总的电势降落，叫路端电压IrU内（3）是电源内阻上的电势降落，叫内电压（1）内外UUIrIRE“负载”或“负荷”是对用电器功率特征的一种习惯称谓，通常说“负载”或“负荷”大，是指用电器的功率大，并不是电阻大。三、路端电压跟负载的关系一般情况下，负载大的用电器，电阻反而小。例如“220V60W”与“220V100W”的两个白炽灯泡，后者功率大、电阻小。1、如图电路：R增大，R减小，路端电压:IrEU（2）外电路短路时（1）外电路断路时E、rsRAV电流减小，路端电压增大电流增大，路端电压减小外电路短路，电流很大，会烧坏电源，引发火灾，绝对不允许！U=EU=0读数不是电动势读数不是电动势接近电动势2.闭合电路的动态变化具体步骤:（1）判断全电路总电阻的变化。（2）判断干路电流的变化。（3）依据U=E-Ir，判断路端电压的变化。（4）依据分压、分流原理判断动态部分的物理量的变化。局部整体局部思路：例1、在如图所示电路中，当变阻器R3的滑片P向b端移动时A、电压表示数变大，电流表示数变小B、电压表示数变小，电流表示数变大C、电压表示数变大，电流表示数变大D、电压表示数变小，电流表示数变小B例2、如图所示，电源电动势为E，内电阻为r。当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，下列说法中正确的是A、小灯泡L1、L3变暗，L2变亮B、小灯泡L3变暗，L1、L2变亮C、ΔU1ΔU2D、ΔU1ΔU2V2V1L1L2L3PBDR2R2R1r+R23.电源的外特性曲线——路端电压U随电流I变化的图象（1）图象的函数表达IrEUrEI/短②在横轴上的截距表示电源的短路电流③图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害。①在纵轴上的截距表示电源的电动势E（2）图象的物理意义UIOEI短点（供电电流，供电电压）UI面积：电源输出功率辨析：（1）甲图表示电源不变（E、r不变），改变外阻R，使干路电流I发生变化。（2）乙图表示电阻R不变，导体两端的电压与通过的电流的关系。交点意义？面积意义？例、两节电池电动势分别为E1和E2，内阻分别为r1和r2。可以判定A、交点状态表示两电路的外电阻相等B、E1E2，r1r2C、交点状态表示两电路的总电阻相等D、E1E2，r1r2UI012ABE=r=1.49V1.23Ω4.闭合电路中的功率计算IUIUEI内外rIIUP2内内结论：电源的效率随外电阻的增大而增大%100总出PP%100EU外纯电阻电路:%100)(22rRIRI%100rRR%10011Rr1、电源的工作效率2、纯电阻电路，电源输出功率rEPrR42M＝时，＝当0RPR=rPMRIIUP222)(rRRErRrRE4)(22电源的输出功率最大时，其效率只有50%PR1R2输出功率P，有两个外阻值对应。例1、如图所示的电路中，电源的电动势为2V，内阻为2Ω，R0为0.5Ω，变阻器的阻值变化范围为0~10Ω，求：（1）变阻器阻值多大时，R0消耗的功率最大。（2）变阻器阻值多大时，电源输出的功率最大？最大值为多少？（3）变阻器阻值多大时，变阻器消耗的功率最大？其最大功率为多少？R0ErR（1）R=0时，R0消耗功率最大（3）R=2.5Ω时，变阻器消耗的功率最大。Pm=0.4W（2）R=1.5Ω时，电源输出的功率最大，为0.5W对于阻值确定的电阻，其消耗的功率仅取决于电路中电流的大小。例2、在如图(a)所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合电键S，将滑动变阻器的滑动触头P从最左端滑到最右端的过程中，电压表(内阻极大)的示数与电流表示数的关系图线如图(b)所示。则（）A、电源电动势为4VB、电源内阻为10ΩC、定值电阻R1阻值为10ΩD、滑动变阻器R2的最大阻值为20ΩD例3、如图所示的电路中，电源的电动势E=10V，内阻r=0.5Ω，电动机的电阻R0=1.0Ω，电阻R1=1.5Ω。电动机正常工作时，电压表的示数U1=3.0V，求：（1）电源的总功率（2）电源的输出功率（3）电动机消耗的电功率？电动机输出的机械功率？R1ErV（1）P电=20W（2）P出=18W（3）P电动机=12W，P机械=8W电源效率？电动机效率？90%66.7%5.等效电源等效电动势E’：等效电源开路时的路端电压等效内阻r’：等效电源总电阻E’=Er’=r+R0五、含容电路的分析1、电路稳定后，电容器在电路中就相当于断路2、电路稳定后，电容所在电路无电流，所以其两端的电压就是所在支路两端的电压3、电路的电压、电流变化时，会引起电容器的充放电，进而引起内部电场的变化例1、如图所示，E=10V，R1=4Ω，R2=6Ω，C=30μF。电池内阻可忽略。（1）闭合开关S，求稳定后通过R1的电流。（2）然后将开关S断开，求这以后流过R1的总电量。R1R2CsE（1）I=1A（2）Q=1.2×10-4C例2、如图所示，电源电动势E，内阻不计；电容C。R1:R2:R3=3:2:1，R4=R3，K闭合，S断开。现将S也闭合。求这一过程通过R4的电量。Q=EC例3、如图所示，电源E=4V，r=1Ω，R1=R2=R3=4Ω，C=30μF，电流表内阻不计，电键S闭合。求：（1）电流表读数（2）电容器所带电量（3）断开电键S后，通过R2的电量。0.8A9.6×10−5C4.8×10−5C