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1、2.7 闭合电路欧姆定律,一、电路的组成：,在外电路，沿电流方向电势降低。 在内电路，沿电流方向电势升高。, ,下面我们利用能量守恒定律对闭合电路进行分析：,1、外电路产生的焦耳热为Q1=I2Rt 2、内电路产生的焦耳热为Q2=I2rt 3、电源把其他形式的能转化成的电能（等于非静电力做的功）为 W=Eq=EIt 根据能量守恒得： EIt= I2Rt+ I2rt E= IR+ Ir ,在时间t内，,二、闭合电路的欧姆定律:,闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟内外电阻之和成反比。,1、公式 ：I=E/(r+R) 或 E= IR+ Ir,其中 E=U+U内,U=IR-叫路端电压,U内=Ir-叫
2、内电压,2、闭合电路的欧姆定律的适用范围： 适用于外电路为纯电阻电路的整个闭合电路。若外电路有电动机、电解槽或其它非线性元件，则闭合电路的欧姆定律不再适用。,例1.在如图1所示的电路中，R1=14.0，R2=9.0，当开关S扳到位置1时，电流表的示数为I1=0.20A；当开关S板到位置2时，电流表的示数为I2=0.30A，求电源的电动势和内电阻。,练习1：在如图所示的电路中，R1 =1，R2 =3，滑动变阻器总阻值R0 =6，当滑动变阻器的滑片P移到A端时，电压表的示数为3V，当滑动变阻器的滑片P移到B端时，电压表示数为2V，求电源电动势和内电阻。,练习2、如图所示，有A、B、C、D四个额定电
3、压均为6V的电灯，额定功率分别为PA =18W、PB =9W、PC =4.5W、PD =3W，把它们分别与电动势为=6V，内阻r =4的电池相连，则：( ) AA灯最亮； BB灯最亮； CA、C灯一样亮； DB、D灯一样亮。,三、路端电压U随外电阻R变化的讨论,当R外增大时， U外也随之增大,当外电路断开时, R外=, U外=E,当外电路短路时, R外=0, U外=0,I短= E/r 很大，一般情况下不允许外电路短路。,讨论：在电源未接入电路的情况下，用电压表直接测量电池两极所得到的数值，近似等于电源电动势的大小,路端电压随电流变化的U-I图像,图线与纵坐标交点表示电路断开情况，交点的纵坐标为
4、电源电动势E. 图线与横坐标交点表示外电路短路情况，交点横坐标为短路电流I短=E/r. 图线斜率值(tan)表示电源的内电阻r=U/I. 【注意】若纵轴的原点不在两轴交点时，此结论不成立,U = E I r 知: U是I 的一次函数,四、闭合电路中变量分析,(1)保持不变的量只有电源的电动势和内电阻，电流、电压、电功率等都随外电阻的改变而改变,(2)I、U、P公式： 电流I=E/(R外+r). 内电压U内Ir=Er/(R外+r). 外电压U外I R外E-Ir. 总功率P总IE.,例3：一种常见的变化问题： 练习：如图，当滑动变阻器的滑片向右滑动 时，B 、 C两灯的电压和电流将怎样 变化？,例
5、4：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U1和U2， 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、U1U2,练习1、如图所法，A灯与B灯电阻相同，当滑动变阻器滑动片向下滑动时，两灯的变化是( ) A.A灯变亮，B灯变亮 B.A灯变暗，B灯变亮 C.A灯变暗，B灯变暗 D.A灯变亮，B灯变暗,练习2、在如图所示的电路中，当滑线变阻器的滑动触点向b端移动时：（ ）A、伏特表V的读数增大，安培表A的读数减少B、伏特表V和安培表A的读数都增大C、伏特
6、表V和安培表A的读数都减少D、伏特表V的读数减少，安培表A的读数增大,A,练习3、在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器。当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1A2和V的示数分别为I1I2和U。现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是（ ） AI1增大，I2不变，U增大 BI1减小，I2增大，U减小 CI1增大，I2减小，U增大 DI1减小，I2不变，U减小,五、电源的三个功率以及关系,电源的总功率P总=I E,内耗功率：P内=I 2 r,输出功率：P出=P - P内=I E- I2r=I U外= I2 R外,电
7、源的输出功率随外电阻变化的讨论,当外电阻为纯电阻电路时,由图可知:同一功率对应着两个电阻值,两个电阻值之间有何关系呢?,例1、如图所示，已知电源内阻r=2 ，定值电阻R1=0.5 ，求：(1)当滑动变阻器的阻值R2为多大时，电阻R1消耗的功率最大？ (2)当变阻器的阻值为多大时，变阻器消耗的功率最大?(3)当变阻器的阻值为多大时，电源输出功率最大?,R2=0,R2=2.5 ,R2=1.5 ,例2：已知如图，E =6V，r =4，R1=2，R2的变化范围是010。求： 电源的最大输出功率； R1上消耗的最大功率； R2上消耗的最大功率。, 2.25W； 2W； 1.5W。,闭合电路的U-I图象,
8、1）右图中a为闭合电路的U-I图象 b为部分电路(外电阻)的U-I图象,2）两者的交点坐标表示该电阻 接入电路时的路端电压与电流.,3）a的斜率的绝对值表示电源内 阻的大小、b的斜率的绝对值表 示接入电路中外电阻的的大小,4）图中虚线矩形的面积表示接入该电阻时的输出功率。,当两个斜率相等时（即内、外电阻相等）图中矩 形面积最大，即输出功率最大。,例题：如图所示，图线a是某一蓄电池组的伏安特 性曲线，图线b是一只某种型号的定值电阻的伏安特 性曲线若已知该蓄电池组的内阻为2.0，则这只 定值电阻的阻值为_。现有4只这种规格的定 值电阻，可任意选取其中的若干只进行组合，作为 该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中， 输出功率最大时是_W。,解：由图象可知蓄电池的 电动势为20V。,由斜率关系知外电阻阻值 为6。,用3只这种电阻并联作为外 电阻，外电阻等于2，因 此输出功率最大为50W。,