闭合电路欧姆定律
高中物理：闭合电路的欧姆定律
高中物理：闭合电路的欧姆定律【知识点的认识】1．闭合电路欧姆定律（1）内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比。
（2）公式：①I＝（只适用于纯电阻电路）；②E＝U外+Ir（适用于所有电路）。
2．路端电压与外电阻的关系：一般情况U＝IR＝•R＝，当R增大时，U增大特殊情况（1）当外电路断路时，I＝0，U＝E＝，U＝0（2）当外电路短路时，I短【命题方向】（1）第一类常考题型是对电路的动态分析：如图所示，电源电动势为E，内阻为r，当滑动变阻器的滑片P处于左端时，三盏灯L1、L2、L3均发光良好。
在滑片P从左端逐渐向右端滑动的过程中，下列说法中正确的是（）A．小灯泡L1、L2变暗B．小灯泡L3变暗，L1、L2变亮C．电压表V1、V2示数均变大D．电压表V1、V2示数之和变大分析：在滑片P从左端逐渐向右端滑动的过程中，先分析变阻器接入电路的电阻如何变化，分析外电路总电阻的变化，由闭合电路欧姆定律分析干路电流的变化，即可由欧姆定律判断L2两端电压的变化，从而知道灯泡L2亮度的变化和电压表V2示数的变化。
再根据路端电压的变化，分析灯泡L3亮度的变化和电压表V1示数的变化；根据干路电流与L3电流的变化，分析L1电流的变化，即可判断灯泡L1亮度的变化。
根据路端电压的变化，判断两电压表示数之和的变化。
解：B、滑片P向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，整个闭合回路的总电阻变大，根据闭合欧姆定律可得干路电流I＝变小，灯泡L2变暗，故B错误。
C、灯泡L2两端电压U2＝IR2变小，即电压表V2示数变小，电压表V1的读数为U1＝E﹣I （r+R2），变大，故C错误。
A、小灯泡L3变亮，根据串、并联电路的特点I＝I1+I3，I减小，I3＝变大，则通过小灯泡L1的电流I1减小，小灯泡L1变暗，故A正确。
D、电压表V1、V2示数之和为U＝E﹣Ir，I减小，U增大，故D正确。
故选AD。
点评：本题首先要搞清电路的连接方式，搞懂电压表测量哪部分电路的电压，其次按“局部→整体→局部”的思路进行分析。
闭合电路的欧姆定律
小结： 1、电路的组成：内电路和外电路
2、闭合电路欧姆定律： I E Rr
3、从能量守恒的角度理解欧姆定律
作业：导学案上的习题
三、路端电压与电流的关系
思考:甲乙两位同学讨论路端电压U和电路中电 流I的关系： 甲说：根据U=IR，知电路中I越大，路端电压U越大 乙说：根据U=E-Ir,知电路中I越大，U越小
W=E外+E内 即：EIt=I2Rt+I2rt 整理得:E=IR+Ir
U=E-Ir
问题1：推导路端电压与负载的关系
三、路端电压和负载的关系
电源一定时： 1、外电阻增大时，电流减小，路端电压增大。 外电阻无穷大时路端电压等于电源电动势。
2、外电阻减小时，电流增大，路端电压减小。 外电阻为0时路端电压等于0.内电压等于电动势。
一、闭合电路的组成
①电源外部的电路叫外电路 。包括用电器、
开关导线等。
②电源内部的电路叫内电路。如发电机的
线圈、电池的溶液等。
I
R
闭合电路
E
S
开关
开关
用电器
开关
观察：电键逐个闭合后灯泡的亮度如何变化？
思考一：如果拆除电路中的电阻，然后闭合 开关，猜想灯泡的亮度又会如何变化？
思考二：电源的电压被谁“偷走”了呢？
你认为他们谁的说法正确的？为什么？
IR
闭合电路
E
S
E外=I2Rt
2、内电路也有电阻r，当电流通过内
电路时，也有一部分电能转化为内能，
是多少？
E内=I2rt
外电路
RK
3、电流流经电源时，在时间t内非静 电力做多少功
W=Eq＝EIt
4、以上各能量之间有什么关系？
闭合电路的欧姆定律
（一）闭合电路欧姆定律1、电源电动势：电源是把其他形式的能转化为电能的装置。
电动势是表征电源把其他形式的能量转换成电能的本领大小的物理量；电动势的大小由电源本身的性质决定，数值等于电路中通过1C电量时电源所提供的能量，也等于电源没有接入电路时两极间的电压；电动势是标量，方向规定为由电源的负极经电源内部到正极的方向为电源电动势的方向。
2、闭合电路欧姆定律（1）闭合电路由电源的内部电路和电源的外部电路组成，也可叫含电源电路、全电路。
（2）在闭合电路里，内电路和外电路都适用部分电路的欧姆定律，设电源的内阻为r，外电路的电阻为R，那么电流I通过内阻时在电源内部的电压降U内=Ir，电流流过外电阻时的电压降为U外=IR，由U外＋U内=E，得。
该式反映了闭合电路中电流强度与电源的电动势成正比，与整个电路的电阻成反比，即为闭合电路欧姆定律，适用条件是外电路为纯电阻电路。
3、路端电压与负载变化的关系（1）路端电压与外电阻R的关系：（外电路为纯电阻电路）其关系用U—R图象可表示为：（2）路端电压与电流的关系U=E－Ir（普适式）其关系用U—I图象可表示为当R=∞时，即开路，当R=0时，即短路，其中，r=|tgθ|.4、闭合电路中的功率（1）电源的总功率（电源消耗的功率）P总=IE电源的输出功率（外电路消耗的功率）P输=IU电源内部损耗的功率：P损=I2r由能量守恒有：IE=IU＋I2r（2）外电路为纯电阻电路时：由上式可以看出：即当R=r 时，此时电源效率为：（2）当R>r 时，随R 的增大输出功率减小。
（3）当R<r 时，随R 的增大输出功率增大。
（4）当时，每个输出功率对应2个可能的外电阻R 1和R 2，且（二）“串反并同”定则：在外电路为混联的闭合电路中，讨论因某一电阻发生变化引起电路中各参量的变化时，可采用以下简单的方法：“串反并同”，当某一电阻发生变化时，与它串联的电路上的电流、电压、功率必发生与其变化趋势相反的变化；与它并联的电路上的电流、电压、功率必发生与其变化趋势相同的变化。
闭合电路的欧姆定律
闭合电路动态分析
在如图所示的电路中，将开关S由 断开变为闭合后，分析流经各个 电阻的电流及它们两端电压的变 化。电源的电动势及内阻不变。
R1
S
R2 R3
E r R4
闭合电路动态分析
A
R
R
在如图所示的电路中，将电阻R0 的滑片向下滑，分析电压表与电
V
R0
流表示数的变化。电源的电动势
及内阻不变。
R
R
外电阻越大，电流越小，外电压越大； 效率越大。
输出功率最大时：
当R
r时，I
E 2r
，U
E 2
，P出
E2 4r
；
50%
常见几种功率的分析
当滑动变阻器的滑片P左右滑动 时，分析电源输出功率，R1的 功率，R2的功率的变化。
R1
R2 P
Er
1、定值电阻功率最大的条件： P=I2R 通过定值电阻的电流最大
当R 时，P出 0；断路
当R
r时，P出
E2 4r
；输出功率最大
三个关系的区别与联系
P出 EI I 2r
所有电路
P出
E r
U
1U 2 r
所有电路
P出
E2 (R r)2
4r
R
纯电阻电路
在纯电阻电路中，三个特殊状态的联系：
当R
0时，I
E r
，U
0，P出
0；
短路
当R 时，I 0，U E，P出 0； 断路
3、规律： 当U 0时，P出 0； 短路
当U E时，P出 0； 断路
当U
E 2
时，P出
E2 4r
；输出功率最大
三、输出功率与电阻关系 P出 — R
闭合电路欧姆定律
5讲 闭合电路欧姆定律一、闭合电路的欧姆定律 (1)内、外电路①内电路：电源两极（不含两极）以内，如电池内的溶液、发电机的线圈等．内电路的电阻叫做内电阻．②外电路：电源两极，包括用电器和导线等．外电路的电阻叫做外电阻． (2) 闭合电路的欧姆定律①内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，与内、外电路的电阻之和成反比，即I=E/（R+r ）②由E ＝U ＋Ir 可知，电源电势能等于内外压降之和；③适用条件：纯电阻电路 (3)路端电压跟负载的关系 ①路端电压：根据U ＝IR ＝ER/（R ＋r ）＝E/(1+r/R)可知，当R 增大时，U 增大；当R 减小时，U 减小。
表示为U －R 图象如右 ②U 一I 关系图由闭合电路欧姆定律知：U ＝E －Ir , 路端电压随着电路中电流的增大而减小； U 一I 关系图线如图示当电路断路即I ＝0时，纵坐标的截距为电动势E ；当外电路电压为U ＝0时，横坐标的截距I 短=E/r 为短路电流；图线的斜率的绝对值为电源的内电阻． (4).闭合电路的输出功率①功率关系：P 总=EI=U 外I 十U 内I= UI ＋I 2r ，②电源的输出功率与电路中电流的关系:P 出=EI －I 2r 2224E E r I r r ⎡⎤=--+⎣⎦当2EI r=时,电源的输出功率最大，24m EP r=③电源的输出功率与外电路电阻的关系:()2224E P I R R r rR==-+出当R ＝r 时也即I=E/2r 时,电源的输出功率最大, 24m EP r=由图象可知，对应于电源的非最大输出功率P 可以有两个不同的外电阻R l 和R 2，不难证明r =R<r 时，若R 增大，则P 出增大；当R>r 时，若R 增大，则P 出减小．应注意:对于内外电路上的固定电阻，其消耗的功率仅取决于电路中的电流大小④电源的供电效率 100%100%100%U P R P E R rη=⨯=⨯=⨯+外出总【例1】如图所示，电压表 V l 、V 2串联接入电路中时，示数分别为8 V 和4 V ，当电压表V 2接入电路中时，如图（2）所示，示数为 10 V ，求电源的电动势为多少？解析：当两电压表接入电路时，电路中的电流强度为I l ，当一个电压表接入电路时，电路中的电流强度为I 2，则由图可知I 1=（E 一12）／r= 4／R v2……①I 2=（E －10）／r ＝10／R v2……② （l ）÷（2）后得（E 一12）/（E －10）=4／10 解得 E ＝ 13．3 V点评：还可以根据串联电路的电压分配与电阻成正比列出关系式．（E 一12）／4=r ／R v2和（E －10）／10=r ／R v2，等量代换后，即得E ＝13．3V .【例2】 如图所示，RB = 4Ω，A 、C 、D 是额定电压和额定功率均相同的三个用电器、电源内阻是l Ω．S 闭合后，当变阻器的电阻调为5Ω时，各用电器均正常工作．（1）S 断开后，若仍要各用电器正常工作，变阻器电阻R 应调为多少？ （2）S 闭合和断开时， R B 上的电功率之比P B ∶P B /=？变阻器上消耗的功率之比 P ∶ P /=？解析：（1）在图所示的电路中，A 、C 、D 三个用电器是并联的，且正常工作，其额定功率相等，说明三个用电器的电流均相等，设每个用电器的额定电流为I ， 若S 闭合，有3I ＝（E －U ）／（R B ＋R ＋r ）………① 若 S 断开，则有2I ＝（E －U ）／（R B ＋R x ＋r ）………② 由①、②解得R x = 10Ω（2）在 S 闭合和断开两种情况下，电阻R B 上消耗的电功率之比应为其通过电流的平方比 P B ∶P B /=（3I ／2I ）2=9／4，变阻器上消耗的功率应等于通过的电流平方与电阻乘积之比 P ∶ P /=（3I ／2I ）2×（R ／R x ）＝9／8【例3】在图电路中，直流发电机E=250V ，r ＝3Ω,R 1＝R 2=1Ω，电热器组中装有50只完全相同的电热器，每只电热器的额定电压为 200V ，额定功率为1000W ，其它电阻不计，并且不计电热器电阻随温度的变化．问：（1）当接通几只电热器时，实际使用的电热器都能正常工作？ （2）当接通几只电热器时，发电机输出功率最大？ （3）当接通几只电热器时，电热器组加热物体最快？（4）当接通几只电热器时，电阻R 1、R 2上消耗的功率最大？ （5）当接通几只电热器时，实际使用的每只电热器中电流最大？解析：不计用电器电阻随温度的变化，则每只电热器的电阻R 0=10002002=40Ω，每只电热器的额定电流I 0=2001000=5A （1） 要使用电器正常工作，必须使电热器两端的实际电压等于额定电压200V ，因此干路电流1225020010311U I A r R R ε--===++++而每只电热器额定电流为5A ，则电热器的只数n 1=10/5=2只（2）要使电源输出功率最大，必须使外电阻等于内电阻，由此可得电热器总电阻为R=r －（R 1＋R 2）=3－（1＋1）=1Ω，故有n 2=R 0/R=40/1=40只（3）要使电热器组加热物体最快，就必须使电热器组得到的电功率最大，把R 1、R 2视为等效（电源）内电阻，则其总电阻为R /＝R 1＋R 2＋r=1＋l ＋3＝5Ω 所以n 3=R 0/R /=40/5=8只，（4）要使R 1、R 2上消耗功率最大，必须使其电流为最大，由此电路中总电阻必须是小．即当50只电热器全接通时，可满足要求．所以n 4=50只．（5）要使实际使用的每只电热器中电流最大．则须使U AB 最大，这样A 、B 间的电阻应最大，所以n 5=1只 【例4】如图所示，直线AOC 为某一电源的总功率P 总随电流i 变化的图线，抛物线OBC 为同一直流电源内部热功率P r 随电流I 变化的图象．若A 、B 对应的横坐标为2A ，那么线段AB 表示的功率及I=2A 时对应的外电阻是（ ）．A ．2W ，0．5Ω；B ．4W ，2Ω；C ．2W ，l Ω；D ．6W ，2Ω； 解析:由图象知，直线OAC 表示电源的P 总－I 的关系，即P 总=E ·I 在C 点，I=3A ， P 总=9W ，所以 E=P 总/I=9/3V=3V 抛物线OBC 表示电源的P r －I 的关系，即P r =I 2 r ， 在C 点，I ＝3A ，Pr=9W ，所以r ＝P r /I 2=9/32=l Ω 根据闭合电路的欧姆定律，当I=2A 时，0.5IrR Iε-==Ω线段AB 表示的功率即电源的输出功率，有PAB=UI=I 2R=22×0．5=2W规律方法1、 两个U －I 图象的比较（1） 路端电压与电流的关系：U ＝E －Ir ，可用图甲表示，图象表示在E 、r 不变的前提下，U 随I 单调递减，U 是I 的一次函数，由图甲说明A. 图中表示电流为I1时，路端电压为U1，对应内电压为U ′B. 过E 点的平行于横轴的虚线表示电流为零时，路端电压不随I 而改变，且始终等于电源电动势，就是理想电源的情况 C. 图线斜率表示电源内阻的大小图中I m 表示外电阻等于零（即短路）时，回路中的电流，即I m ＝E/r(2)一段导体两端的电压与通过的电流关系：U ＝IR ，可用图乙表示。
闭合电路欧姆定律公式
闭合电路欧姆定律公式欧姆定律是电路中电流和电压之间关系的基本定律，由德国物理学家埃尔穆特·欧姆（Georg Ohm）于1827年提出，也称为欧姆定律是一个保证电路正常运行的基本定律。
根据欧姆定律，当两极间的压降（电势差）不变的情况下，电流的大小与两极间的电阻有关，电压与电阻成正比，电流与电阻成反比。
它是一条电子电路中的重要定律，它描述了绝对的数学关系，它的实际意义在于指出一个完全封闭的任何一条电路都有一定的内阻，它的电流与电压等存在一定的关系。
欧姆定律的数学公式为：U=RI其中U为所测电路节点之间的电压，R为所测电路节点之间的电阻值，I为电路所流过的电流。
该公式定义的结果可以看出，当电阻值R和电流值I都是常数的情况下，电阻节点之间的电压U也是一个常数，也就是说，它是一条完全封闭的任何一个电路，其电压和电流等有着一定关系，不管电路中有几个元件，压降会从一端穿过电路中的所有元件平分，以此来满足电路的要求。
因此，欧姆定律可以应用到各种种类的电路中，甚至可以应用到复杂的网络中。
操作上，电阻值和电流值都是非常重要的两个参数，没有电阻也没有电流，就无法得出欧姆公式的结果，所以要在实验中我们一定要先测量出这两个参数，再根据欧姆定律来计算出其他要求的计算量，从而得出计算结果。
另外，欧姆公式只适用于一定情况下，电路不能由一个以上的激烈电流，它只能表示当前电路中正常情况下的电压和电流、电阻之间的关系，所以可以看出欧姆定律只能作为电路正常工作情况下的特性，不能作为电路异常情况下的描述。
总之，欧姆定律是电路中一个重要定律，它提供了一种电流和电压之间关系的数学表达。
高中物理必修三12.2闭合电路欧姆定律
A．电动机所消耗的电功率I2R
B．t秒内所产生的电热为UIt
C．t秒内所产生的电热为I2Rt
D．t秒内输出的机械能为（U-IR）It
课堂练习
3. 如图所示，直线a为某电源的路端电压随干路电流的变化图线，直
线b为某一电阻R两端的电压随电流的变化图线，把该电源和该电阻组
功率关系：
EI I R I r
电压关系：
2
2
2
2
2
E IR Ir U 外 U内
=
+
新知讲解
三、闭合电路欧姆定律及其能量分析
1.电源电动势等于内、外电路电势降落之和。 = 外 +内
2.闭合电路的欧姆定律
（1）内容：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
外＝２（外电路为纯电阻电路）
4.联系：
或
= 内 + 外
＝２ + 外
（外电路为纯电阻电路）
温故知新
5.输出功率的最大值：（纯电阻电路）
²
²
=
² =
=
+
+ ²
− ² +
²
=
− ²
+
²
(1)当 = 时，输出功率最大， 出 =
+
+
+
+
+
电源
_
_
_
_
+
负极
新知讲解
一、电动势
2.电动势
（1）定义：非静电力所做的功与移动的正电荷的电量的比值叫做电动势。
高考物理一轮复习讲义闭合电路的欧姆定律
课题：闭合电路的欧姆定律知识点总结：一、闭合电路的欧姆定律1．闭合电路欧姆定律（1）内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比。
（2）公式 ①I ＝E R ＋r （只适用于纯电阻电路）； ②E ＝U外＋Ir （适用于所有电路）。
（3） 在外电路中，沿电流方向电势降低．二、．路端电压与外电阻的关系1．路端电压随着外电阻的增大而增大，随着外电阻的减小而减小，但不呈线性变化．2．U －I 图像中，直线斜率的绝对值等于电源的内阻，即内阻r ＝|ΔU ΔI|． 典例强化例1、将一电源电动势为E ，内电阻为r 的电池与外电路连接，构成一个闭合电路，用R 表示外电路电阻，I 表示电路的总电流，下列说法正确的是（） A ．由U 外＝IR 可知，外电压随I 的增大而增大B ．由U 内＝Ir 可知，电源两端的电压随I 的增大而增大C ．由U ＝E －Ir 可知，电源输出电压随输出电流I 的增大而减小D ．由P ＝IU 可知，电源的输出功率P 随输出电流I 的增大而增大例2、如图所示，R 为电阻箱，电表为理想电压表．当电阻箱读数为R 1＝2 Ω时，电压表读数为U 1＝4 V ；当电阻箱读数为R 2＝5 Ω，电压表读数为U 2＝5 V ．求：电源的电动势E 和内阻r ．例3、如图所示电路，电源内阻不可忽略。
开关S 闭合后，在滑动变阻器R 0的滑片向下滑动的过程中（ ）A ．电压表的示数增大，电流表的示数减小一般情况 U ＝IR ＝E R ＋r ·R ＝E 1＋r R ，当R 增大时，U 增大 特殊情况 （1）当外电路断路时，I ＝0，U ＝E （2）当外电路短路时，I 短＝E r ，U ＝0B ．电压表的示数减小，电流表的示数增大C ．电压表与电流表的示数都增大D ．电压表与电流表的示数都减小例4、如图所示的电路，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态，现将滑动变阻器的滑片P 向左移动，则（ ）A ．电容器中的电场强度将增大B ．电容器的电容将减小C ．电容器上的电荷量将减少D ．液滴将向上运动例5、如图所示为某一电源的U －I 图线，由图可知（） A ．电源电动势为2 V B ．电源内电阻为13Ω C ．电源短路时电流为6 A D ．电路路端电压为1 V 时，电路中电流为5 A例6、如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图象，其中a 、b 分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况，下列说法正确的是（）A ．阴影部分的面积表示电源输出功率B ．阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率C ．当满足α＝β时，电源效率最高D ．当满足α＝β时，电源效率小于50% 知识巩固练习1．下列关于电动势的说法正确的是（） A ．电动势就是电压，就是内、外电压之和B ．电动势不是电压，但在数值上等于内、外电压之和C ．电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量D ．电动势的大小与外电路的结构无关2．电动势为E ，内阻为r 的电源，向可变电阻R 供电，关于路端电压说法正确的是（）A ．因为电源电动势不变，所以路端电压也不变B ．因为U ＝IR ，所以当I 增大时，路端电压也增大C ．因为U ＝E －Ir ，所以当I 增大时，路端电压减小D ．若外电路断开，则路端电压为E3．．某电路如图所示，已知电池组的总内阻r ＝1 Ω，外电路电阻R ＝5 Ω，理想电压表的示数U ＝3．0V，则电池组的电动势E等于（）A．3．0 V B．3．6 V C．4．0 V D．4．2 V4．如图所示电路，电源内阻不可忽略。
6闭合电路欧姆定律
闭合电路欧姆定律【知能准备】1.内、外电路：、导线组成外电路，是内电路。
在外电路中，沿电流方向电势。
2.闭合电路的电流跟电源电动势成，跟内、外电路的电阻之和成。
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.例1 有电路如图所示，R1=3000Ω，V A是内阻为6000 Ω的电压表，V B是内阻为3000Ω的电压表。
已知：S1断开、S2接到A时，电压表读数是4 V；S1接通、S2接到A时，电压表读数是8 V；S1接通、S2接到B时，电压表读数是7.5 V. 求R的值. (R=2500 Ω. )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2 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。
闭合电路的欧姆定律
闭合电路的欧姆定律
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。
公式为
I=E/R+r，I表示电路中电流，E表示电动势，R表示外总电阻，r表示电池内阻。
欧姆定律意义说明
定律说明了闭合电路中的电流取决于两个因素即电源的电动势和闭合回路的总电阻，
这是一对矛盾在电路中的统一。
变式E=U外+U内=IR+r则说明了在闭合电路中电势升和降
是相等的。
①用电压表接在电源两极间测得的电压是路端电压U外，不是内电路两端的电压U内，也不是电源电动势，所以U外<E。
②当电源没有接入电路时，因无电流通过内电路，所以U内=0，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。
③式E=I，R+r只适用于外电路为纯电阻的闭合电路。
U外=E－Ir和E=U外+U内适用
于所有的闭合电路。
闭合和部分电路怎么区分
区别
闭合电路欧姆定律阐明了包含电源在内的全电路中，电源电动势、路端电压和电源内
电压的关系
数学表达式：E=U外+U内，适合所有电路。
部分电路欧姆定律只表示部分电路电流、电压、电阻之间的关系。
数学表达式：I=U/R
联系
I=E/R+r，I=U/R适合纯电阻电路；闭合电路欧姆定律包含了部分电路欧姆定律的内容。
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物理闭合电路欧姆定律
例2 如图所示电路，已知E＝6 V，r＝4 2 Ω，R2的变化范围是0～10 Ω.求：
(1)电源的最大输出功率．
Ω，R1＝
(2)R1上消耗的最大功率． (3)R2上消耗的最大功率．
【思路点拨】(1)当R1＋R2＝r时电源的输出功率最 大．(2)R1是固定电阻，注意不要照搬上述方法．(3)R2 是可变电阻，可把R1＋r看成内阻，当R2＝R1＋r时， R2功率最大．
对带电小球运动的全过程，根据动能定理得： q′U′－mg2d－q·U2′＝0 联立解得：q′＝76q
【答案】(1)3m2qgd (2)76q
【方法与知识感悟】含容电路的分析
电容器是一个储存电荷的元件. 在直流电路中，当电 容器充放电时，电路里有充放电电流，一旦电路达到 稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大 (只考虑电容器是理想的不漏电的情况)的元件，在电 容器处电路看做断路，简化电路时可去掉它. 简化后 若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上.
D．改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为 4W
【思路点拨】正确理解电源的U－I图象和电阻的U－I 图象的物理意义及其交点的物理意义是解题的关键．
【解析】从 I－U 曲线可以求出电池组的电动势 为：E＝4 V，电池组的内阻为：r＝|ΔΔUI |＝|44| Ω＝1 Ω， 选项 A 正确；电阻的阻值为：R＝ΔΔUI′′＝31－ －00 Ω＝ 3 Ω，选项 B 错误；电池组的输出功率为：P＝UI＝3× 1 W＝3 W，选项 C 错误；电池组的最大输出功率为： Pm＝E4r2＝4×42 1 W＝4 W，选项 D 正确．
四、闭合电路中的能量转化关系
1．电源的功率 P＝IE，普遍适用； P＝RE＋2 r＝I2(R＋r)，只适用于外电路
闭合电路的欧姆定律
内电阻
闭合电路
外电阻
二、闭合电路欧姆定律
E I rR
闭合电路内的电流，跟电源的电动 势成正比，跟整个电路的电阻成反 比，这就是闭合电路的欧姆定律。
闭合电路
电源的电动势 等于内、外电 路电压降之和
变换得： E＝Ir+IR
IR＝U是外电路上的电压降（电源的端电压） Ir＝U0是内电路上的电压降（内压降），所以 E＝U+U0
负载获得最大功率的条件
当电源给定而负载可变时，负载电阻R和电源内阻r 相等时，即R=r时，负载能够从电源中获得最大功率。 最大功率为：
Pmax
E2 4r
负载功率随电阻变化的曲线
四、电源向负载输出的功率
电源的输出功能率最大时，电源的效率：
输出功率最大时，由于R＝r，所以负载上和内阻 上消耗的功率相等，这时电源的效率不高，只有 50%。
二、闭合电路欧姆定律
例1：有一电源电动势为3V，内阻 r=0.5Ω，外接负载R=9.5Ω，求： （1）电路中的电流 （2）电源的端电压 （3）负载上的电压 （4）电源内阻上的电压
三、端电压
1.电源的外特性。
电源端电压随负载电流变化的规律叫做电源的外特性。
2.变化规律。
R↑→I ↓→ U0＝Ir↓→U＝E－Ir↑ R↓→I ↑→ U0＝Ir↑→U＝E－Ir↓
四、电源向负载输出的功率
讨论：电源的输出功率和哪些因素有关？
P=UI=RI2=R(E/R+r)2=RE2/(R+r)2 结论：电源输出的功率和负载电阻有关
பைடு நூலகம்
问题：在什么情况下电源的输出功率最大呢？
P=RE2/(R+r)2 =RE2/[(R-r)2+4Rr] =E2/[(R-r)2/R+4r]
闭合电路的欧姆定律
闭合电路的欧姆定律【知识点归纳】（一）、闭合电路的欧姆定律：1、闭合电路的欧姆定律的内容：（1）闭合电路里的电流，跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比。
公式：I = rR E + ； （2）从闭合电路欧姆定律中，还可导出电路功率的表达式： EI = U I + U'I = I 2R + I 2r 。
（3）、定律的适用条件：外电路为纯电阻电路。
2、闭合电路欧姆定律的应用：路端电压变化的讨论：（1）当R 增大时，I 减小，U'=I r 减小，U 增大；当R ∞时，I = 0 ，U =E （最大）；0 时 ，I = rE ，U = 0 ； （2）当R 减小时，U 减小，当R 3、闭合电路欧姆定律的应用（二）应用闭合电路的欧姆定律分析电路中有关电压、电流、电功率的方法；（1）分析电路中的电压、电流、电阻时，一般先由闭合电路欧姆定律确定电路的总电流、路端电压，再结合部分电路的欧姆定律分析各部分电路的参数。
（2）分析电源的电动势、内电阻时，可将（1）中的分析顺序逆进行。
（3）分析电路的功率（或能量）时可用公式EI = U I + U'I = I 2R + I 2r其中EI 为电源的总功率（或消耗功率），U I= I 2R 为电源的输出功率（或外电路的消耗功率）；U'I= I 2r 为电源内部损耗功率，要注意区分。
【案例分析】一、 判断灯的亮暗例1、 四个灯泡连接如图所示，当电键S 2断开、S 1接通a 点时，灯泡L 1最亮，L 2和L 4最暗且亮度相同，当电键S 2闭合、S 1接通b 点时，下例亮度分析正确的是（ ）A. 灯泡L 1最亮，L 4最暗B. 灯泡L 2最亮，L 3最暗C. 灯泡L 3最亮，L 1最暗D.灯泡L 4最亮，L 1最暗二、 电压表和电流表示数的变化例2、 如图所示是一火警报警系统的部分电路示意图，其中R 2为用半导体正热敏材料制成的，电流表为值班室的显示器，a 、b 之间接报警器，当传感器R 2所在处出现火情时，显示器中的电流I 和报警器两端的电压U 的变化情况是( )A 、I 变大，U 变大B 、I 变小，U 变小C 、I 变小，U 变大D 、I 变大，U 变小例3、 如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑动触片向 b 端移动时：A.伏特表 V 和安培表A 的读数都减小B.伏特表V 和安培表A 的读数都增大C.伏特表V 的读数增大，安培表A 的读数减小D.伏特表V 的读数减小，安培表A 的读数增大三、判断电路的故障例4、如图所示的电路中，灯泡LA和L B都是正常发光的，忽然灯泡L B比原来变暗了些，而灯泡L A比原来变亮了些，试判断电路中什么地方出现了断路故障(设只有一处出了故障)。
闭合电路欧姆定律(知识梳理)
闭合电路欧姆定律(知识梳理)一、欧姆定律欧姆定律是由德国电学家和物理学家埃尔斯蒂·欧姆（Georg Ohm）提出的有关电路中电流、电压和电阻的关系的定律，它称为“欧姆定律”。
欧姆定律的公式表达为，经典的欧姆定律公式是：V = I*R，V 是电路中的电压（单位为伏特），I 是电路中的电流（单位为安培），R 是电路中的电阻（单位为欧姆）。
欧姆定律可以简单地认为是电流与电阻密切相关的定律，规定实际中电路内电阻大小决定了电流大小，即电阻越大，电流就越小；电阻越小，电流就越大；而电流和电压的关系则可用V=IR表示，即在恒定的电阻下，电压的大小决定了电流的大小。
闭合电路是指电路中的电路分支都连接在一起，形成一个闭合的环路，满足相等的电压总差值，因而能够使用欧姆定律进行计算。
在闭合电路中，利用欧姆定律可以求出电路中每一线段的电压大小、电流大小以及每一段电路中电阻的大小。
闭合电路中支路上的所有电阻总和等于电路中的总电阻值。
只要给出电路中的总电压和总电阻，就可以求出支路上的电压、电流、电阻的大小。
例如，有一个闭合电路，里面有三个电阻，分别为 R1、R2和R3，并且它们的总和为R4。
这时候，闭合电路总电阻 R4 = R1+R2+R3，利用欧姆定律，就可以求出三个电阻分别对应的电压大小、电流大小，以及每一段电路中电阻的大小。
欧姆定律虽然是一个比较简单、容易理解的定律，但是它非常重要，在电子产品的设计、使用、检测、维护等方面都有重要的作用。
用欧姆定律可以很方便地计算和分析电路的电压、电流及电阻的量值，对于电子元器件的短路、开路、负载等情况的分析，欧姆定律也是一个重要的参考依据。
欧姆定律也应用于非电路的求解中，比如把它用于求解气动系统内的压力､容积与流量的关系，用于求解水力学中的压力与流量的关系等，这都是欧姆定律的广泛应用。
第8讲 闭合电路欧姆定律
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-Ir 2．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 。
R↑→I↓，U↑、U′↓ 当R→∞时，I= 、U= 、U′= （断路时） R↓→I↑，U↓、U′↑ 当R=0时，I=rE（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：P 出=UI=r R E +·R·r R E +=2)(rR E +·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．典型例题例1． 如图，电源的内阻不可忽略．已知定值电阻R 1=10Ω，R 2=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.0.19AU=I 1RU 内=I 1r U r=0 1OEIo RP 出P mr 2AR 1 R 2 1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。
闭合电路的欧姆定律
例3、如图所示，电路中电源电动势 、如图所示，电路中电源电动势E=6.0V，内阻 ， 可忽略不计，电阻值分别为R 可忽略不计，电阻值分别为 1=2.4k ，R2=4.8k ， 电容器的电容C=4.7µF，闭合开关 ，待电流稳定后， 电容器的电容 ，闭合开关S，待电流稳定后， 用电压表测R 两端的电压，其示数为1.50V。求： 用电压表测 1两端的电压，其示数为 。 （1）该电压表的内阻为多大？ ）该电压表的内阻为多大？ （2）由于电压表的接入，电容器的带电量变化多少？ ）由于电压表的接入，电容器的带电量变化多少？
U
c
a
b
O
I
总结：路端电压 随电流 变化的图象． 随电流I变化的图象 总结路端电压U随电流 变化的图象．
（1）图象的函数表达： ）图象的函数表达： （2）图象的物理意义
U = E−Ir
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
I短 = E/ r
③图象斜率的绝对值表示电 源的内阻，内阻越大， 源的内阻，内阻越大，图线 倾斜得越厉害． 倾斜得越厉害．
外电路
R
K
内电路
E
r
二、闭合电路欧姆定律
１、推导：对纯电阻电路 推导： 而
U = Ir 内
E =U外 +U 内 U外 = IR
E 所以： E = IR+ Ir I = R+r 内容： ２、内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成 正比，跟电路中内、外电路的电阻之和成反比． 正比，跟电路中内、外电路的电阻之和成反比
例1、设电源的电动势 、设电源的电动势E=3V，内阻 ，内阻r=2 Ω 。请根据路端 电压与电流的关系U=E-Ⅰr，以U为纵坐标，Ⅰ为横坐 为纵坐标， 电压与电流的关系 Ⅰ， 为纵坐标 作出U与 关系的函数图象，并讨论以下问题。 标，作出 与Ⅰ关系的函数图象，并讨论以下问题。 （1）外电路断开的状态对应于图中的哪个点？ ）外电路断开的状态对应于图中的哪个点？ 怎样看出这时路端电压与电动势的关系？ 怎样看出这时路端电压与电动势的关系？ 的大小对图象有什么影响？ （2）电动势 的大小对图象有什么影响？ ）电动势E的大小对图象有什么影响 （3）电源短路的状态对应于图中的哪个点？ ）电源短路的状态对应于图中的哪个点？ 怎样读出这时电流的大小？ 怎样读出这时电流的大小？ 的大小对图象有什么影响？ （4）r的大小对图象有什么影响？ ） 的大小对图象有什么影响
闭合电路的欧姆定律
闭合电路的几个功率 1．电源的总功率：P 总＝EI＝U 外 I＋U 内 I＝P 出＋P 内． 2．电源内部消耗的功率：P 内＝I2r＝U 内 I＝P 总－P 出． 3．电源的输出功率：P 出＝UI＝EI－I2r＝P 总－P 内． 若外电路是纯电阻电路，则有 E2R E2 P 出＝I R＝ ＝ . R＋r2 R－r2 ＋4r R
A．电压表的示数增大 B．R2中的电流增大 C．小灯泡的功率增大 D．电路的路端电压增大
4.根据电池的输出功率P＝IU，得出被测电池 组的输出功率P随外电阻R变化的曲线如右 图所示．求： (1)被测电池组的内阻r； (2)电动势E.
解析：
E2 由P出＝ 可知当R＝r＝5 Ω时 R－r2 4r＋ R
第Ⅱ单元 闭合电路的欧姆定律
一、电动势
1．电源：是通过非静电力做功把 其它形式 的 能 转 化成 电能 的装置．
2．电动势：非静电力搬运电荷所做的功跟搬运电荷
W 电荷量的比值，E＝ q ，单位：V. 3．电动势的物理含义：电动势表示电源 把其它形式的能转化成电能 本领的大小，在数值上等 于电源没有接入电路时两极间的电压． 4．电动势是 标 量，需注意电动势不是电压．
4．电源的效率 P出 U R η＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100% E P总 R＋r ＝ 1 r 1＋ R ×100%
因此R越大，η越大；当R＝r时，电源有最大输出功率时，效率仅为 50%.
1.铅蓄电池的电动势为2 V，这表示( AD ) A．电路中每通过1 C电荷量，电源把2 J的化 学能转变为电能 B．无论接不接入外电路，蓄电池两极间的电 压都为2 V C．蓄电池在1 s内将2 J的化学能转变为电能 D．蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节 干电池(电动势为1.5 V)的大
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1、若外电路中的用电器都是纯电阻R，在时间t内外 电路中有多少电能转化为内能？
E外=I2Rt
2、内电路也有电阻r，当电流通过内
电路时，也有一部分电能转化为内能，
是多少？
E内=I2rt
外电路
RK
3、电流流经电源时，在时间t内 非静电力做多少功
内电路
W=Eq＝EIt 4、以上各能量之间有什么关系？
Er
根据能量守恒定律，非静电力做的 功应该等于内外电路中电能转化为其 他形式的能的总和。
不接触，电压表V1左端应接电源的（
）
极（填“+” “-”），电压表V2右侧接线柱应接
（
）（填“+” “-”）。把浸在电解液内的
绝缘板C向上提升一些后V2表的读数将（
）
（填“变大” “变小” “或”不变“）
闭合电路欧姆定律 （第二课时）
路端电压跟负载的关系
实验演示
❖ 观察:当外电路电阻增大（或 减少）时，电流怎样变化？ 路端电压如何变化？
（2）意义：表示电源将其他形式的能转化为电能本领。 （3）大小：由电源自身性质、材料组成决定，与电路无关。
在数值上=电源没有接入电路时两级间的电压
（4）方向：从电源负极指向电源正极（电势升高的方向）
(5)符号：E
单位:伏特（V)
三. 内阻(r)
四、内外电路 内外电阻 外电路
IR
闭合电路
S
AB Er
• A.小灯泡L1、L3变暗，L2变亮 • B.小灯泡L3变暗，L1、L2变亮 • C.ΔU1<ΔU2 • D.ΔU1>ΔU2Fra bibliotekL1 P
L2
L3
V1
V2
电路的故障分析
如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、
L2正常发光．由于电路出现故障，突然发现灯
I2=0.6A.求电源的电动势E和内电
阻r.
1
E = 3V
s
R1
2
R2
r = 1Ω
A
E、r
6、一个电源接8Ω电阻时，通过电源的 电流为0.15A, 接13Ω电阻时， 通过电 源的电流为0.10A, 求电源的电动势和 内阻。
7.图示为供实验用的化学电池，A为电源的正极，B
为负极。探针a靠近正极但不接触，探针b靠近负极也
内电路
外电路两端的电压叫端（电）压，或外电压。电阻叫外电阻（R） 内电路两端的电压叫内电压。电阻叫内电阻（r）
讨论：电键闭合时，电源两端所测电压是什么？
电键断开时，电源两端所测电压是什么？
一、提出问题
部分电路欧姆定律: 导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，
跟导体的电阻R成反比
U I
R
讨论闭合回路中的能量转化关系
I E Rr
R
I
U E Ir R
I
L s
A R1 V
E、r
U
U
一、路端电压与负载的关系
外电路两端的电压叫路端电压．
路端电压: U E Ir
１、如图电路： R增大，电流减小， 路端电压增大 R减小，电流增大， 路端电压减小
s
A
R
V
E、r
电路的动态问题分析
二、课堂练习
❖ 1、如图所示，当滑 动变阻器的滑动点P
P
A
R3
向右移动时，电流 表、电压表的示数 R1
R2
V
将如何变化？
E、r
2.A灯与B灯电阻相同，当变阻器滑片向下 移动时，对两灯明暗程度的变化判断正 确的是( B )
A、A、B灯都变亮 B、A、B灯都变暗 C、A灯变亮，B灯变暗
B A
E、r
s R
D、A灯变暗，B灯变亮
• 例题: 如图所示，电源电动势为E，内电阻为 r．当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时， 发 Δ现U1和电Δ压U表2，V1下、列V2说示法数变中正化确的绝的对是值分别为
W=E外+E内
即：EIt=I2Rt+I2rt
E IR Ir 即 I E Rr
四、闭合电路欧姆定律
1、内容和表达式：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．
I
E
Rr
2.其它变形式：
E IR Ir E=U外+U内
课堂练习
1、小张买了一只袖珍小电筒，用的是两节 小干电池（电动势和内阻都是一节的两 倍）。他取出电筒中的小灯泡，看到上面 表明“2.2V 0.25A”字样。若使小灯泡在 这两节干电池的供电下正常发光，则每节 干电池的内阻为多大？
2、在如图所示电动势为２V的电源 跟一个阻值R=9Ω的电阻接成闭 合电路,测得电源两端电压为 1.8V,求电源的内电阻.
R
r =1Ω
V
E、r
3、如图，R＝0.8Ω当开关S断开时电压
表的读数为1.5V；当开关S闭合时电
压表的读数为1.2V则该电源的电动
势和内电阻分别为多少?
s
E= V
R
r= Ω
V
E、r
高中物理选修3-1 第三章 恒定电流
闭合电路的欧姆定律
教学目标
❖ （一）知识与技能 ❖ 1、能够推导出闭合电路欧姆定律及其公式，知道
电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。 ❖ 2、理解路端电压与负载的关系，知道这种关系的
公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关 问题。 ❖ 3、掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。 知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极 间的电压。 ❖ 4、熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问 题。 ❖ 5、理解闭合电路的功率表达式，知道闭合电路中 能量的转化。
❖ （二）过程与方法
❖ 1、通过演示路端电压与负载的关系实验，培养学生利用“实验 研究，得出结论”的探究物理规律的科学思路和方法。
❖ 2、通过利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题，培养 学生运用物理知识解决实际问题的能力。
❖ （三）情感、态度与价值观
❖ 通过本节课教学，加强对学生科学素质的培养，通过探究物理规 律培养学生的创新精神和实践能力。
❖ 重点
❖ 1、推导闭合电路欧姆定律，应用定律进行有关讨论。 ❖ 2、路端电压与负载的关系 ❖ 难点
❖ 路端电压与负载的关系
❖ 教具：
❖ 滑动变阻器、电压表、电流表、电键、导线若干、投影仪、多 媒体电脑
一、电源：把其它形式的能转换成电能的装置。
例如：干电池 蓄电池 伏打电池，太阳能电池
二、电源电动势 （1）定义：在电源内部非静电力把单位正电荷从电源的 负极移到正极所做的功。（E=W/q）
4、 如图，Ｒ1=14Ω,Ｒ2=9Ω,当开关 处于位置1时,电流表读数I1=0.2A；当
开关处于位置2时,电流表读数I2=0.3A
求电源的电动势E和内电阻r。
E = 3V r = 1Ω
1 R1
2
R2
A
Er
5、如图，Ｒ1=28Ω,Ｒ2=18Ω,当开关 处于位置1时,电流表读数I1=0.4A; 当开关处于位置2时,电流表读数