成 。这个结论叫做闭合电路欧姆定律。
3.电动势和电压:断路时的路端电压 电源电动势;闭合电路中,电动势等于 电势降落之和。
同步导学
1.路端电压U随外电阻R变化的讨论
电源的电动势和内电阻是由电源本身决定的,不随外电路电阻的变化而改变,而电流、路端电压是随着外电路电阻的变化而改变的:
有:
(1)外电路的电阻增大时,I减小,路端电压升高;
(2)外电路断开时,R=∞,路端电压U=E;
(3)外电路短路时,R=0,U=0,I= (短路电流),短路电流由电源电动势和内阻共同决定,由于r一般很小,短路电流往往很大,极易烧坏电源或线路而引起火灾.
2.路端电压与电流的关系
闭合电路欧姆定律可变形为U=E-Ir,E和r可认为是不变的,由此可以作出电源的路端电压U与总电流I的关系图线,如图所示.依据公式或图线可知:
(1)路端电压随总电流的增大而减小
(2)电流为零时,即外电路断路时的路端电压等于电源电动势E.在图象中,U-I图象在纵轴上的截距表示电源的电动势
(3)路端电压为零时,即外电路短路时的电流I=.图线斜率绝对值在数值上等于内电阻
(4)电源的U-I图象反映了电源的特征(电动势E、内阻r)
例1 如图所示,图线a是某一蓄电池组的伏安特性曲线,图线b是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线.若已知该蓄电池组的内阻为2.0Ω,则这只定值电阻的阻值为______Ω。现有4只这种规格的定值电阻,可任意选取其中的若干只进行组合,作为该蓄电池组的外电路,则所组成的这些外电路中,输出功率最大时是_______W。
解析:由图象可知蓄电池的电动势为20V,由斜率关系知外电阻阻值为6Ω。用3只这种电阻并联作为外电阻,外电阻等于2Ω,因此输出功率最大为50W。
3.闭合电路中的电功率和电源的效率