第2講閉合電路的歐姆定律

P130一、電源的電動勢和內阻

1．電動勢P130

（1）定義：電動勢在數值上等于非靜電力把1c

在電源內從

移送到

所做的功。

（2）表達式：E=

.

（3）物理意義：反映電源把其他形式的能轉化成電能的本領大小的物理量。

2.內阻：電源內部也是由導體組成的，也有電阻，將其叫作電源的

，它是電源的另一重要參數。正電荷負極正極㎏內阻二、電源的電動勢和內阻1．閉合電路電源內部

內電壓電源外部

外電壓

或路端電壓

(2)內、外電壓的關系：E＝

U外＋U內正比

反比

U外＋U內

P130E＝IR＋Ｉr＝U路＋U內

減小

增大

減小增大

圖7-2-2

(4)UI關系圖：由U＝E－Ir可知，路端電壓隨著電路中電流的增大而

；UI關系圖線如圖7-22所示．①當電路斷路即I＝0時，縱坐標的截距為

．②當外電路電壓為U＝0時，橫坐標的截距為

．③圖線的斜率的絕對值為電源的

．減小電動勢短路電流內阻P130U＝E－IrE＝IR＋Ｉr＝U路＋U內R2R1Er直流電路的動態(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1、如圖所示，電源電動 勢為E，內阻為r，不計電壓表和電 流表內阻對電路的影響，當電鍵閉 合后，兩小燈泡均能發(fā)光．在將滑 動變阻器的觸片逐漸向右滑動的過 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的讀數變小，電壓表V的讀數變大

D．電流表A的讀數變大，電壓表V的讀數變小BC解析滑動觸片向右滑動的過程中，滑動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的讀數變小，電壓表V的讀數變大，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

直流電路的動態(tài)變化分析方法(2)“串反并同”法P1301、如圖所示，電源電動 勢為E，內阻為r，不計電壓表和電 流表內阻對電路的影響，當電鍵閉 合后，兩小燈泡均能發(fā)光．在將滑 動變阻器的觸片逐漸向右滑動的過 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的讀數變小，電壓表V的讀數變大

D．電流表A的讀數變大，電壓表V的讀數變小BC

和變化電阻有串聯關系的用電器（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。

和變化電阻有并聯關系的用電器（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、電路的動態(tài)分析

2．在如圖所示的電路中，電源 內阻不可忽略，若調整可變電阻R

的阻值，可使電壓表的示數減小

ΔU(電壓表為理想電表)，在這個 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解析由串反并同結論可知，當R減小時并聯部分電壓減小，電壓表示數減小，與其并聯的R1的電流也減小，與其串聯的電阻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＋Ir，電阻R2與r電壓共增加了ΔU，B、C錯，通過R2的電流增加，增加量一定小于ΔU/R2，D錯．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I＝P出＋P內．

若外電路是純電阻電路，則有P總＝I2(R＋r)＝

(2)電源內部消耗的功率P內＝I2r＝U內I＝P總－P出

(3)電源的輸出功率P出＝UI＝EI－I2r＝P總－P內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、外電阻相等)時，電源的輸出功率最大Pm＝

(2)

R

>r時，隨著R的增大輸出功率越來越?。?/p>

(3)

R

<r時，隨著R的增大輸出功率越來越大．P130、133

R1R2ErE＝IR＋Ｉr＝U路＋U內

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，根據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，不能套用上述方法，因為電流隨電阻的變化而變化，此時，可以利用電源的輸出功率與外電阻的關系進行求解．(4)當P出<Pm時，每個輸出功率對應兩個可能的外電路R1和R2，且R1·R2＝r2.(5)P出與R的關系如圖10－2－4所.3示．

R1R2ErP出＝I2RP1336、如圖所示，已知電源電動勢

E＝5V，內阻r＝2Ω，定值電阻

R1＝0.5Ω，滑動變阻器R2的 阻值 范圍為0～10Ω.求：

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

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

(3)當滑動變阻器的阻值為多大時，電源的輸出功率最大？最大功率是多少？答案(1)R2＝0時，R1消耗的功率最大，為2W(2)R2＝2.5Ω時，滑動變阻器消耗的功率最大，為2.5W(3)R2＝1.5Ω時，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的電動勢和內阻均比電源②大

B．當外接同樣的電阻時，兩電源的輸出 功率可能相等

C．當外接同樣的電阻時，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的電動勢和內阻均比電源②大

B．當外接同樣的電阻時，兩電源的輸出 功率可能相等

C．當外接同樣的電阻時，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的電動勢和內阻均比電源②大

B．當外接同樣的電阻時，兩電源的輸出 功率可能相等

C．當外接同樣的電阻時，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圖線求解有關的問題需明確以下幾點：1．根據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勢E.(2)直線上任何一點A與原點O的連線的斜率表示對應的外電路電阻R.(3)圖線上每一點的坐標的乘積為對應情況下電源的輸出功率，對于圖中的A點有PA＝UAIA.2．對于UI圖線中縱坐標(U)不從零開始的情況，圖線與橫坐標的交點坐標小于短路電流，但直線斜率的絕對值仍等于電源的內阻．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，把電容器處的電路視為斷路，簡化電路時可以去掉，求電荷量時再在相應位置補上．2．電路穩(wěn)定時電容器的處理方法

電路穩(wěn)定后，與電容器串聯的電路中沒有電流，同支路的電阻相當于導線，即電阻不起降低電壓的作用，但電容器兩端可能出現電勢差．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 源電動勢E＝3V，內電阻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S，電路穩(wěn)定后電容器兩端的電壓為1.5VB．閉合開關S，電路穩(wěn)定后電容器所帶電荷量為3.0×10－4CC．閉合開關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S，電路穩(wěn)定后斷開開關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S， 給電容器充電，當電路中電流穩(wěn)定 之后，下列說法正確的是(

)．

A．