对闭合电路欧姆定律的理解和应用
1.闭合电路欧姆定律的表达形式
表达式 物理意义 适用条件 I= 电流与电源电动势成正比,与电路总电阻成反比 纯电阻电路 E=I(R+r)①
E=U外+Ir②
E=U外+U内③ 电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和 ①式适用于纯电阻电路;②③式普遍适用 EIt=I2Rt+I2rt④
W=W外+W内⑤ 电源提供的总能量等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和 ④式适用于纯电阻电路,⑤式普遍适用 2.路端电压U随电流I变化的图象(U-I关系图象)
(1)U-I图象的函数表达式:U=E-Ir.
(2)U-I图象特点:位于第一象限,与横纵坐标轴相交的倾斜直线,如图所示.
(3)几个特点
①三个特征量:与纵轴交点表示电动势,与横轴交点表示短路电流,直线斜率的大小表示电源的内阻.
②两个特殊状态:当外电路断开时(R=∞),I变为零.Ir=0,U=E;当电源两端短路时(R=0),此时电流I短=(短路电流).
(1)不能用I=计算非纯电阻电路的电流.
(2)不能将路端电压和电动势混淆.只有在电路断开时电源两端的电压才等于电动势.
(3)注意闭合电路U-I图象和伏安特性曲线I-U图象的区别和不同应用.
命题视角1 对电源电动势和内阻的计算
如图所示的电路中,当S闭合时,电压表和电流表(均为理想电表)的示数分别为1.6 V和0.4 A.当S断开时,它们的示数各改变0.1 V和0.1 A,求电源的电动势和内阻.