【物理】2010-2011学年同步学案(人教选修3-1):第2章 恒定电流 第7-8节 闭合电路的欧姆定. 人教版
【物理】2010-2011学年同步学案(人教选修3-1):第2章 恒定电流 第7-8节 闭合电路的欧姆定. 人教版第1页

 第7节 闭合电路的欧姆定律

  

  

  要点一 闭合电路欧姆定律的相关问题

  1.闭合电路欧姆定律的推导

  设一个闭合电路中,电源电动势为E,内阻为r,内电路电压为U内,外电路电阻为R ,路端电压为U外,电路电流为I,则

  E=U内+U外①

  根据欧姆定律知:U外=IR②

  U内=Ir③

  由①②③式解得I=

  可见,闭合电路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,这就是闭合电路的欧姆定律.

  (1)闭合电路的欧姆定律表达式:I=.

  闭合电路的欧姆定律变形式:E=IR+Ir或E=U外+Ir或U外=E-Ir.

  E=IR+Ir只适用于外电路为纯电阻的闭合电路.E=U外+Ir或U外=E-Ir既适用于外电路为纯电阻的闭合电路,也适用于外电路为非纯电阻的闭合电路.

  (2)用电压表接在电源两极间测得的电压U外是指路端电压,不是内电路两端的电压,也不是电源电动势,所以U外

  (3)当电源没有接入电路时,因无电流通过内电路,所以U内=0,故此时E=U外,即电源电动势等于电源没有接入电路时的路端电压.这提供了测E的一种方法.

  2.路端电压U外与外电阻R之间的关系

  对一定电源、电流、路端电压、内电压随外电路电阻的改变而改变,变化情况如下("↑"表示增加,"↓"表示减少):

  

  

  当外电路断开时,R=∞,Ir=0,U=E,此为直接测量法测电动势的依据.

  当外电路短路时,R=0,I=(称为短路电流),U外=0.由于通常的电源内阻很小,短路时会形成很大的电流.这就是严禁把电源两极不经负载直接相接的原因.

  3.路端电压与电流的关系图象

  (1)由U=E-Ir可知,U-I图象是一条斜向下的直线,

如图2-7-3所示.