《探究闭合电路欧姆定律》 知识清单

《探究闭合电路欧姆定律》知识清单
一、什么是闭合电路欧姆定律
在电学中，闭合电路欧姆定律是一个非常重要的定律，它描述了闭合电路中电流、电动势、电阻和电压之间的关系。

简单来说，闭合电路欧姆定律指出：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。

用公式表示就是：I ＝E ／（R ＋ r) ，其中 I 表示电路中的电流，E 表示电源的电动势，R 表示外电路电阻，r 表示电源的内阻。

二、闭合电路的组成
要理解闭合电路欧姆定律，首先得清楚闭合电路的组成部分。

一个闭合电路通常由电源、外电路和内电路组成。

电源是提供电能的装置，比如常见的电池。

它有一个重要的参数就是电动势 E ，电动势表征了电源将其他形式的能转化为电能的本领大小。

外电路是指电源外部的电路部分，包括用电器、导线等。

外电路中的电阻我们用 R 来表示。

内电路则是电源内部的电路，电源内部也存在电阻，我们称之为内阻 r 。

三、电动势
电动势是闭合电路中的一个关键概念。

电动势可以理解为电源没有接入电路时，电源两端的电压。

它反映
了电源非静电力做功的本领。

电源通过非静电力将其他形式的能转化
为电能，从而在电源两极间产生了电动势。

不同类型的电源，其电动势大小不同。

比如干电池的电动势一般为15V ，蓄电池的电动势通常为 2V 左右。

四、电流
电流是电荷的定向移动形成的。

在闭合电路中，电流的大小受到电
动势、电阻等因素的影响。

根据闭合电路欧姆定律，当电动势 E 一定时，电路中的总电阻（R
＋ r ）越大，电流 I 就越小；反之，总电阻越小，电流就越大。

五、电阻
在闭合电路中，电阻包括外电阻 R 和内电阻 r 。

外电阻是指外电路中用电器、导线等的电阻总和。

外电阻的大小取
决于用电器的种类、数量以及导线的长度、横截面积等因素。

内电阻是电源内部的电阻。

电源内阻的大小主要取决于电源的类型、结构和工作状态。

一般来说，新电池的内阻较小，旧电池的内阻会增大。

六、路端电压
路端电压是指外电路两端的电压，用 U 表示。

路端电压与电流和外电阻之间存在关系：U ＝ IR 。

当外电阻 R 增大时，电流 I 减小，内电压 Ir 减小，路端电压 U 增大；当外电阻 R 减小时，电流 I 增大，内电压 Ir 增大，路端电压 U 减小。

七、闭合电路欧姆定律的应用
1、计算电路中的电流、电压和电阻
通过已知的电动势、电阻等参数，可以利用闭合电路欧姆定律计算
出电路中的电流、路端电压等。

例如，已知电源电动势为 12V ，内阻为2Ω ，外电路电阻为10Ω ，则电路中的电流 I ＝ 12 ／（10 ＋ 2) ＝ 1A ，路端电压 U ＝ 1×10 ＝
10V 。

2、分析电路的变化情况
当电路中的某个参数发生变化时，可以根据闭合电路欧姆定律分析
其他参数的变化。

比如，外电路电阻增大时，电路中的电流会减小，路端电压会增大。

3、解决实际问题
闭合电路欧姆定律在实际生活中有广泛的应用，如电池的使用、电
路故障的排查、电力系统的设计等。

八、闭合电路中的功率
1、电源的总功率
电源的总功率 P 总＝ EI ，表示电源提供的总电功率。

2、电源的输出功率
电源的输出功率 P 出＝ UI ，也就是外电路消耗的电功率。

3、电源内部消耗的功率
电源内部消耗的功率 P 内＝ I²r 。

当外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，为 P 出＝ E²／4r 。

九、实验探究闭合电路欧姆定律
在实验室中，可以通过实验来探究闭合电路欧姆定律。

实验中，通常改变外电路电阻，测量相应的电流和电压值，然后根据数据进行分析和验证闭合电路欧姆定律。

实验中要注意仪器的选择和使用，以及数据的准确测量和记录。

十、常见误区
1、混淆电动势和路端电压
电动势是电源本身的特性，而路端电压是外电路两端的电压，两者概念不同。

2、忽略电源内阻
在一些简单的电路分析中，可能会忽略电源内阻的影响，但在实际情况中，内阻往往不能忽略。

3、错误理解电阻对电流和电压的影响
电阻的变化会引起电流和电压的相应变化，需要根据闭合电路欧姆定律进行正确的分析。

总之，闭合电路欧姆定律是电学中的重要定律，深入理解和掌握它对于学习电学知识、解决电路问题以及在实际生活中的应用都具有重要意义。

通过不断的学习和实践，我们能够更好地运用这一定律来分析和解决各种与电路相关的问题。