闭合电路欧姆定律

闭合电路

1、定义:用导线、电源、用电器连成的闭合电路。

2、外电路:电源外部的用电器和导线构成的电路。

3、内电路:电源内部的电路。

(闭合电路分为内电路和外电路)

4、闭合电路电流方向

(1)外电路:电流方向由正极流向负极,沿着电流方向电势降低。

(2)内电路:在电源内部,通过非静电力做功使正电荷由负极移动到正极,电流的方向由负极流向正极。

闭合回路中能量转化关系

若外电路的用电器是纯电阻电路,则外电路能量转化关系是电能转化成热能。

E外=I²Rt=Q热

内电路也有电源内阻r,当电流I流过电源时,也有一部分电能转化为热能。

E内=I²rt=Q热

电路中的能量由电源内部非静电力做功而来:W=Eq=EIt

由能量守恒定律:W=E外+E内

即:EIt=I²Rt+I²rt ⇒ E=IR+Ir=I(R+r)⇒I=E/(R+r)(闭合电路欧姆定律表达式)

闭合电路欧姆定律

1、表述: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。

2、表达式:I=E/(R+r)。

3、说明:

(1)I=E/(R+r)只适用于纯电阻电路。

(2)U外=IR是外电路上的电势降落,U外习惯上叫做路端电压。

(3)U内=Ir是内电路上的电势降落,U内习惯上叫做内电压。

(4)由I=E/(R+r)E=IR+Ir=U外+U内

路端电压和负载的关系

如下图,根据闭合电路欧姆定律可知。

当R增大,电流减小,路端电压增大;

当R减小,电流增大,路端电压减小;

路端电压U和电流I的关系:U=E—Ir

(U—I图像,路端电压U和电流I的图像)

U—I图像的物理意义

(1)在纵轴上的截距表示电源的电动势。(表示电路断路状态)

(2)在横轴上的截距表示电源的短路电流。I=E/r

(3)图像斜率的绝对值表示电源的内阻,图像越倾斜,表示电源内阻越大。

电源的功率和效率

1、电源的功率

电源的总功率:P总=EI

电源输出功率:P出=U外I

电源内部消耗的功率:P内=I²r

2、电源的效率

η=P出/P总=U外I/EI==U外/E=IR/I(R+r)=R/(R+r)(只适用于纯电阻电路)

电源的输出功率与外电阻的关系

P出=IU外=E/(R+r)×E/(R+r)×R=

由推导式可知:当内阻R和外阻R 相等时,P有最大值(这个结论必须在理解的基础上记住,考试常考!!)

电源输出功率随外电阻变化的图线

闭合电路的动态电路分析(考试必考!)

高中物理知识点总结

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