《闭合电路的欧姆定律》 讲义

《闭合电路的欧姆定律》讲义
一、引入
在我们的日常生活中，电无处不在。

从电灯、电视到手机、电脑，
电的应用极为广泛。

要深入理解电路中电流、电压和电阻之间的关系，就离不开闭合电路的欧姆定律。

想象一下，一个简单的闭合电路就像是一条水流不断的管道，电流
如同水流，电压好似水压，而电阻则像管道对水流的阻力。

那么，它
们之间到底有着怎样的定量关系呢？
二、知识讲解
1、基本概念
（1）闭合电路
一个完整的闭合电路由内电路和外电路组成。

外电路是电源外部的
电路部分，电流从电源的正极出发，经过用电器，回到电源的负极。

内电路则是电源内部的电路，在这个区域，电流由电源的负极流向正极。

（2）电动势
电动势是描述电源特性的重要物理量。

它表示电源将其他形式的能
转化为电能的本领大小。

比如常见的干电池，其电动势一般为 15V ，
这意味着它能够在电路中提供 15V 的电压。

（3）内电阻
电源内部也存在电阻，我们称之为内电阻。

内电阻会消耗一部分电能，导致电源输出的电能减少。

2、闭合电路的欧姆定律表达式
闭合电路的欧姆定律表达式为：＄I ＝＼frac{E}｛R ＋ r}＄，其中$I$表示电路中的电流，＄E$表示电源的电动势，＄R$表示外电路的电阻，＄r$表示电源的内电阻。

这个公式告诉我们，电路中的电流大小取决于电源的电动势、外电
路电阻和内电阻。

当外电路电阻增大时，电流会减小；当内电阻增大时，电流也会减小。

3、对定律的深入理解
（1）从能量角度看
电源的电动势等于非静电力在电源内部把单位正电荷从负极移到正
极所做的功。

在闭合电路中，电能通过外电路转化为其他形式的能
（如热能、机械能等），同时在内电路中也有一部分电能被内电阻消耗。

（2）端电压
外电路两端的电压称为端电压。

根据欧姆定律，端电压$U ＝IR$ 。

由于$I ＝＼frac{E}｛R ＋ r}＄，所以$U ＝ E Ir$ 。

这表明端电压会
随着电流的变化而变化。

4、应用举例
（1）计算电路中的电流、电压和电阻
例如，已知一个电源的电动势为 12V ，内电阻为2Ω ，外电路电阻为10Ω ，则电路中的电流$I ＝＼frac{12}｛10 ＋ 2} ＝ 1A$ ，端电压$U ＝ IR ＝ 1×10 ＝ 10V$ 。

（2）分析电路的变化情况
当外电路电阻发生变化时，比如从10Ω 增大到20Ω ，电流会从 1A 减小到$I ＝＼frac{12}｛20 ＋ 2} ＝ 05A$ ，端电压则会从 10V 增大到$U ＝ 05×20 ＝ 10V$ 。

三、常见问题与误区
1、混淆电动势和端电压
电动势是电源本身的特性，而端电压是外电路两端的电压，它们是不同的概念。

2、忽略内电阻的影响
在一些简单的计算中，可能会忽略内电阻，但在实际情况中，内电阻往往不能忽略。

四、拓展与延伸
1、复杂电路中的应用
闭合电路的欧姆定律在复杂电路中同样适用，只是需要通过电路的等效变换等方法来简化电路。

2、与实际生活的联系
例如，了解电池的老化会导致内电阻增大，从而影响电器的使用效果；在设计电路时，要根据实际需求选择合适的电源和电阻等。

五、总结
闭合电路的欧姆定律是电学中的重要定律，它帮助我们理解电路中电流、电压和电阻之间的关系，为电路的分析和计算提供了有力的工具。

通过对其深入学习和应用，我们能够更好地掌握电学知识，解决实际问题。

希望通过这次的讲解，大家对闭合电路的欧姆定律有了更清晰的认识和理解，能够在今后的学习和生活中灵活运用这一定律。