第8讲闭合电路欧姆定律一．基础知识一、电动势1．电源定义：把能转化为能的装置。电源的作用：保持两极间有一定，供给电路。2．电动势的含义：描述电源把其它形式能转化为电能本领的物理量。在数值上就等于电源时两极间电压。用符号E表示。单位为（1）电动势由电源自身决定，与外电路关（2）电源的电动势等于内、外电路上的电压之和，关系式为E=二、闭合电路欧姆定律1．闭合电路欧姆定律：电路中的电流和电源成正比，跟电路中的成反比。表达式为：I=闭合电路欧姆定律表达式还有：E=U+U′、E=IR+Ir及U=E-Ir2．讨论路端电压，电路总电流随外电路电阻变化而变化的规律如图所示电路。闭合电键，改变滑线变阻器阻值，使R逐渐减小，对应伏特表读数U逐渐，U的理论变化范围为。原因：电源存在，随着R变小，电流，电源内阻消耗的电压U′，外电路电电压U。U=I1RU内=I1rUr=0I1OEIR↑→I↓，U↑、U′↓当R→∞时，I=、U=、U′=（断路时）R↓→I↑，U↓、U′↑当R=0时，I=（短路电流强度）U=、U′=3．在闭合电路中的能量转化关系电源总功率（电路消耗总功率）：P总=外电路消耗功率（电源输出功率）：P出=内电路消耗功率（一定是发热功率）：P内=纯电阻电路中，电源输出功率随外电路电阻变化关系：oRP出PmrP出=UI=·R·=·R讨论该函数极值可知，当R=时，输出功率有极大值：P出=，电源输出功率与外阻关系图象如图所示，R＜r时，随R增大输出功率，R=r输出功率，R＞r时，随R增大，输出功率。二．典型例题2AR1R21S例1．如图，电源的内阻不可忽略．已知定值电阻R1=10Ω，R2=8Ω．当电键S接位置1时，电流表的示数为0.20A．那么当电键S接位置2时，电流表的示数可能是下列的哪些值A.0.28AB.0.25AC.0.22AD.0.19A解：电键接2后，电路的总电阻减小，总电流一定增大，所以不可能是0.19A．电源的路端电压一定减小，原来路端电压为2V，所以电键接2后路端电压低于2V，因此电流一定小于0.25A．所以只能选C。例2．在图示的电路中，若R1=4Ω，R3=6Ω，电池内阻r=0.6Ω，则电源产生总功率为40W，而输出功率为37.6W，求电源电动势和电阻R2解：根据题目给出条件可知：电源内电路发热功率I2r=40－37.6=2.4W电路电流强度I=2A电源产生总功率：εI=40ε=20V外电路总电阻：R=根据闭合电路欧姆定律ε=IR+Ir=2×（2.4+R2）+2×0.6=20，解得R2=7Ω例3．如图所示电路，电源的内阻r=0.4Ω，电阻R1=R2=R3=4Ω，开关S合上时，电流表A的示数为1.5A，电压表V的示数为2V，求开关S断开后电压表V的示数。（电压表和电流表内阻的影响不计）解答：闭合时：U3＝I3R3＝1×4=4（V）U4=U3-U2=4-2=2（V）I4=I1＋I2=1（A）E=U3＋（I3＋I4）r=4＋（1＋1）×0.4=4.8（V）S断开时：例4．电源由6个电动势E0=1.5V，内电阻r0=0.1Ω的电池串联而成，R1=4.4Ω，R2=6Ω，R2的额定功率为3.84W，变阻器R3开始放在阻值12Ω处，求：（1）通过电阻R2的电流和此时电源的输出功率；（2）若要使R2消耗的实际功率不超过它的额定功率，R3的阻值应取什么范围？解答：（1）E=6×1.5=9（V）r=6×0.1=0.6（Ω）P出=IE-I2r=I2R=12×8.4=8.4（W）（2）设R2消耗为额定功率时，R3实用阻值为x故R3应小于等于120Ω。三．练习1．如图为两个不同闭合电路中两个不同电源的I—U图象，则下述说法正确的是（）A．电动势E1=E2，发生短路时的电流强度I1＞I2B．电动势E1=E2，内阻r1＞r2C．电动势E1=E2，内阻r1＜r2D．当两个电源工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大2．关于电源和直流电路的性质，下列说法正确的是（）A．电流总是由高电势流向低电势B．电源短路时，电路电流为无穷大，路端电压为零C．外电路断路时，路端电压为最大，外电阻为零D．外电路总电阻值增大时，路端电压也增大3．如图，A、B两灯电阻相同，当滑动变阻器的滑动端P向下滑动时（）PBRAA、通过电源的电流减小B、电阻R中的电流减小C、电灯A将变暗一些D、电灯B将变暗一些4．如图电路中，电阻R1=10Ω，R2=8Ω，电源内阻r≠