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课件网) 第1节 闭合电路欧姆定律 第4章 闭合电路欧姆定律与科学用电 1．电源的电动势是反映电源（通过非静电力做功）把其它形式的能转化为电能本领的物理量． 2．电动势在数值上等于在电源内部非静电力把 正电荷从负极移送到正极所做的功.(若用E表示电动势，用W表示非静电力移送电荷q做的功，则公式为 .) 3．电源内部也是由导体组成的，因此也有电阻， 叫电源的 ,它是一个定值. 一、电动势概念 内阻 1C E=W/q 二、闭合电路的欧姆定律 1、闭合电路的组成， ( 1 )闭合电路：用导线把电源、用电器连成的电路 （2）外电路：电源外部的电路，在外电路中， 正电荷在恒定电场力的作用下由电源的正极移向负极， 所以，沿电流方向电势降低。外电路的电阻叫外电阻R，外电路两端的电压叫外电压（路端电压）用U外 （3）内电路：电源内部的电路， 在内电路中，非静电力把正电荷 从电源的负极移动到正极， 所以，在电源内部，沿电流方向 电势升高。 内电路的电阻叫内电阻r，内电路 两端的电压叫内电压,用U内表示 U外 U内 内电阻 E 2、闭合电路中的能量转化 在外电路中，静电力做功，电能转化为其它形式的能，在内电路中，非静电力做功把把其它形式的能转化为电能 3、闭合电路的欧姆定律 （1）推导：对纯电阻电路，设电源的电动势为 E,外电阻为R.内电阻为r闭合电路中的电流为I, 在时间t内， 非静电力的功： 外电路中产生的热量 内电路中产生的热量 由能量守恒得： 所以 W=Q1+Q2 EIt=I2Rt+I2rt （2）内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。 （3）、公式 E=U外+Ir （普适） (仅适用纯电阻电路） （4）注意： 1、用电压表接在电源两端时测得的电压是外电压，不是电动势，更不是内电压。 2、当电源未接入电路时，因无电流通过内电路，所以，此时U内=0，U外=E，即：电动势等于开路时的路端电压。 3、I=E/(R+r)只适用于纯电阻电路，但U外=E—Ir,E=U外+U内适用于任何电路。 4、闭合电路的欧姆定律反应的是电动势和电压的数量关系，但是它们的本质是不同的。电动势反应的是电源把其它形式的能转化为电能的本领的大小；而电压反应的是外电路中电能转化为其它形式额能的本领的大小。 三、路端电压与负载的关系 1. 干路电流与外电阻的关系: R外 → ∞， I 干 =0 R外 = 0 ， I 干 = Im= I短路＝E/r 2、路端电压： 外电路两端的电压，也叫外电压，即电源两极之间的电压。 3、路端电压与电流的关系： （1） 公式: U=E—Ir 当电路开路时，I=0，则U=E,即电动势等于开路电压。 当电路短路时，U=0,则I短=E/r (短路电流一般很大） （2）U--I图像 U I短 E I O 图象的物理意义 ①在纵轴上的截距表示电源的电动势E． 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． 4、路端电压U随外电阻R关系 U=IR= E R+r R = E 1+ r R 由上式U—R可得图象如图所示 从图可以看出： (1)当R增大时，U也随之增大。 (2)当外电路断开时,R=∞,U=E。 (3)当外电路短路时,R=0,U=0,I短= 一般情况下不允许外电路短路。 E r 0 R U E E 2 r 四. 闭合电路中的功率 (1)电源的工作功率P=IE (2)内耗功率：P内=I2r (3)输出功率：P出=P- P内=IE- I2r=IU 当外电阻为纯电阻电路时 P出=I2R= E2R (R+r)2 = E2 +4r (R-r)2 R 当R=r时,P出最大，且最大值为 P出m= E2 4r 0 R P出 E2 4r r P出—R图线如图所示 当R>r时，随着R的增加，P出减少 当R
