第2講閉合電路的歐姆定律

P130一、電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻

1．電動(dòng)勢P130

（1）定義：電動(dòng)勢在數(shù)值上等于非靜電力把1c

在電源內(nèi)從

移送到

所做的功。

（2）表達(dá)式：E=

.

（3）物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的本領(lǐng)大小的物理量。

2.內(nèi)阻：電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的，也有電阻，將其叫作電源的

，它是電源的另一重要參數(shù)。正電荷負(fù)極正極㎏內(nèi)阻二、電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻1．閉合電路電源內(nèi)部

內(nèi)電壓電源外部

外電壓

或路端電壓

(2)內(nèi)、外電壓的關(guān)系：E＝

U外＋U內(nèi)正比

反比

U外＋U內(nèi)

P130E＝IR＋Ｉr＝U路＋U內(nèi)

減小

增大

減小增大

圖7-2-2

(4)UI關(guān)系圖：由U＝E－Ir可知，路端電壓隨著電路中電流的增大而

；UI關(guān)系圖線如圖7-22所示．①當(dāng)電路斷路即I＝0時(shí)，縱坐標(biāo)的截距為

．②當(dāng)外電路電壓為U＝0時(shí)，橫坐標(biāo)的截距為

．③圖線的斜率的絕對值為電源的

．減小電動(dòng)勢短路電流內(nèi)阻P130U＝E－IrE＝IR＋Ｉr＝U路＋U內(nèi)R2R1Er直流電路的動(dòng)態(tài)變化分析方法

(1)程序法：基本思想是“部分→整體→部分”．思維流程如下：P130E＝IR＋Ｉr＝U路＋U內(nèi)1、如圖所示，電源電動(dòng) 勢為E，內(nèi)阻為r，不計(jì)電壓表和電 流表內(nèi)阻對電路的影響，當(dāng)電鍵閉 合后，兩小燈泡均能發(fā)光．在將滑 動(dòng)變阻器的觸片逐漸向右滑動(dòng)的過 程中，下列說法正確的是 (

)．

A．小燈泡L1、L2均變暗

B．小燈泡L1變亮，小燈泡L2變暗

C．電流表A的讀數(shù)變小，電壓表V的讀數(shù)變大

D．電流表A的讀數(shù)變大，電壓表V的讀數(shù)變小BC解析滑動(dòng)觸片向右滑動(dòng)的過程中，滑動(dòng)變阻器接入電路部分的阻值變大，電路中的總電阻變大，總電流變小，路端電壓變大，故電流表A的讀數(shù)變小，電壓表V的讀數(shù)變大，小燈泡L2變暗，L1兩端電壓變大，小燈泡L1變亮，B、C正確．答案BC

直流電路的動(dòng)態(tài)變化分析方法(2)“串反并同”法P1301、如圖所示，電源電動(dòng) 勢為E，內(nèi)阻為r，不計(jì)電壓表和電 流表內(nèi)阻對電路的影響，當(dāng)電鍵閉 合后，兩小燈泡均能發(fā)光．在將滑 動(dòng)變阻器的觸片逐漸向右滑動(dòng)的過 程中，下列說法正確的是 (

)．

A．小燈泡L1、L2均變暗

B．小燈泡L1變亮，小燈泡L2變暗

C．電流表A的讀數(shù)變小，電壓表V的讀數(shù)變大

D．電流表A的讀數(shù)變大，電壓表V的讀數(shù)變小BC

和變化電阻有串聯(lián)關(guān)系的用電器（通過變化電阻的電流也通過該用電器）的電壓、電流、電功率變化與變化電阻的變化相反。

和變化電阻有并聯(lián)關(guān)系的用電器（通過變化電阻的電流不通過該用電器）的電壓、電流、電功率變化與變化電阻的變化相同。一、電路的動(dòng)態(tài)分析

2．在如圖所示的電路中，電源 內(nèi)阻不可忽略，若調(diào)整可變電阻R

的阻值，可使電壓表的示數(shù)減小

ΔU(電壓表為理想電表)，在這個(gè) 過程中 (

)．

A．通過R1的電流減小，減少量一定等于ΔU/R1 B．R2兩端的電壓增加，增加量一定等于ΔU C．路端電壓減小，減少量一定等于ΔU D．通過R2的電流增加，但增加量一定大于ΔU/R2A解析由串反并同結(jié)論可知，當(dāng)R減小時(shí)并聯(lián)部分電壓減小，電壓表示數(shù)減小，與其并聯(lián)的R1的電流也減小，與其串聯(lián)的電阻R2的電壓增大，由歐姆定律得R1兩端電壓減小ΔU＝ΔIR1，則A對；由閉合電路歐姆定律知E＝U＋I(xiàn)r，電阻R2與r電壓共增加了ΔU，B、C錯(cuò)，通過R2的電流增加，增加量一定小于ΔU/R2，D錯(cuò)．答案A三、幾類常見的功率問題

(1)電源的總功率

P總＝EI＝U外I＋U內(nèi)I＝P出＋P內(nèi)．

若外電路是純電阻電路，則有P總＝I2(R＋r)＝

(2)電源內(nèi)部消耗的功率P內(nèi)＝I2r＝U內(nèi)I＝P總－P出

(3)電源的輸出功率P出＝UI＝EI－I2r＝P總－P內(nèi)若外電路是純電阻電路，則電源的輸出功率

P出＝I2R＝.

由上式可以看出：

(1)R

＝r(內(nèi)、外電阻相等)時(shí)，電源的輸出功率最大Pm＝

(2)

R

>r時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來越?。?/p>

(3)

R

<r時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來越大．P130、133

R1R2ErE＝IR＋Ｉr＝U路＋U內(nèi)

分析電阻消耗功率大小的方法

(1)定值電阻：求解定值電阻消耗的最大功率時(shí)，根據(jù)P＝I2R可知，只要電流最大即可．

(2)可變電阻：求解可變電阻消耗的最大功率時(shí)，不能套用上述方法，因?yàn)殡娏麟S電阻的變化而變化，此時(shí)，可以利用電源的輸出功率與外電阻的關(guān)系進(jìn)行求解．(4)當(dāng)P出<Pm時(shí)，每個(gè)輸出功率對應(yīng)兩個(gè)可能的外電路R1和R2，且R1·R2＝r2.(5)P出與R的關(guān)系如圖10－2－4所.3示．

R1R2ErP出＝I2RP1336、如圖所示，已知電源電動(dòng)勢

E＝5V，內(nèi)阻r＝2Ω，定值電阻

R1＝0.5Ω，滑動(dòng)變阻器R2的 阻值 范圍為0～10Ω.求：

(1)當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的阻值為多大時(shí)，電阻R1消耗的功率最大？最大功率是多少？

(2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值為多大時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？

(3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值為多大時(shí)，電源的輸出功率最大？最大功率是多少？答案(1)R2＝0時(shí)，R1消耗的功率最大，為2W(2)R2＝2.5Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大，為2.5W(3)R2＝1.5Ω時(shí)，電源的輸出功率最大，為3.125W3、如圖所示為兩電源的UI

圖象，則下列說法正確的是 (

)．

A．電源①的電動(dòng)勢和內(nèi)阻均比電源②大

B．當(dāng)外接同樣的電阻時(shí)，兩電源的輸出 功率可能相等

C．當(dāng)外接同樣的電阻時(shí)，兩電源的效率可能相等

D．不論外接多大的相同電阻，電源①的輸出功率總比電源②的輸出功率大

【擴(kuò)展】如圖所示為兩電源的UI

圖象，則下列說法正確的是 (

A

)．

A．電源①的電動(dòng)勢和內(nèi)阻均比電源②大

B．當(dāng)外接同樣的電阻時(shí)，兩電源的輸出 功率可能相等

C．當(dāng)外接同樣的電阻時(shí)，兩電源的效率可能相等

D．不論外接多大的相同電阻，電源①的輸出功率總比電源②的輸出功率大

【擴(kuò)展】如圖所示為兩電源的UI

圖象，則下列說法正確的是 (

AD

)．

A．電源①的電動(dòng)勢和內(nèi)阻均比電源②大

B．當(dāng)外接同樣的電阻時(shí)，兩電源的輸出 功率可能相等

C．當(dāng)外接同樣的電阻時(shí)，兩電源的效率可能相等

D．不論外接多大的相同電阻，電源①的輸出功率總比電源②的輸出功率大

借題發(fā)揮利用電源的UI圖線求解有關(guān)的問題需明確以下幾點(diǎn)：1．根據(jù)U＝E－Ir可知，電源的UI圖線是如圖7-2-9所示的一條傾斜的直線．圖7-2-9

(1)直線斜率的絕對值表示電源的電阻r，縱軸的截距為電源電動(dòng)勢E.(2)直線上任何一點(diǎn)A與原點(diǎn)O的連線的斜率表示對應(yīng)的外電路電阻R.(3)圖線上每一點(diǎn)的坐標(biāo)的乘積為對應(yīng)情況下電源的輸出功率，對于圖中的A點(diǎn)有PA＝UAIA.2．對于UI圖線中縱坐標(biāo)(U)不從零開始的情況，圖線與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)坐標(biāo)小于短路電流，但直線斜率的絕對值仍等于電源的內(nèi)阻．求解含電容器電路的方法1．電路的簡化：不分析電容器的充、放電過程時(shí)，把電容器處的電路視為斷路，簡化電路時(shí)可以去掉，求電荷量時(shí)再在相應(yīng)位置補(bǔ)上．2．電路穩(wěn)定時(shí)電容器的處理方法

電路穩(wěn)定后，與電容器串聯(lián)的電路中沒有電流，同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線，即電阻不起降低電壓的作用，但電容器兩端可能出現(xiàn)電勢差．3．電壓變化帶來的電容器帶電荷量的變化：電路中電流、 電壓的變化可能會引起電容器的充、放電．若電容器兩端電壓升高，電容器將充電；若電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電，可由ΔQ＝CΔU計(jì)算電容器上電荷量的變化．P132、1334、如圖所示的電路中，電 源電動(dòng)勢E＝3V，內(nèi)電阻r＝1Ω，定 值電阻R1＝3Ω，R2＝2Ω，電容器 的電容C＝100μF，則下列說法正確 的是(

)．A．閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后電容器兩端的電壓為1.5VB．閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后電容器所帶電荷量為3.0×10－4CC．閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后電容器極板a所帶電荷量為1.5×10－4CD．先閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)S，通過電阻R1的電荷量為

3.0×10－4C

AC答案AC5、在如圖所示的電路中，

C為一平行板電容器，閉合開關(guān)S， 給電容器充電，當(dāng)電路中電流穩(wěn)定 之后，下列說法正確的是(

)．

A．