闭合电路欧姆定律 Word版含解析(数理化网)学生版.doc

基础点知识点1　　电动势和内阻 1．电源：电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化成电势能的装置。 2．电动势 (1)定义：电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。 (2)表达式：E＝，单位：V。 (3)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量。 (4)特点：大小由非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。 3．内阻：电源内部也是由导体组成，也有电阻r，该电阻叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数。 知识点2　　闭合电路的欧姆定律 1．闭合电路 (1)组成 (2)内、外电压的关系：E＝U内＋U外。 2．闭合电路欧姆定律 (1)内容：在外电路为纯电阻的闭合电路中，电流的大小跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。 (2)公式。 I＝(只适用于纯电阻电路)。 E＝U外＋Ir(适用于所有电路)。 3．路端电压与外电阻的关系 (1)一般情况：U＝IR＝·R。 (2)特殊情况。 当外电路断路时，I＝0，U＝E。 当外电路短路时，I短＝，U＝0。 4．U-I关系图：如图所示，路端电压随着电路中电流的增大而减小。 (1)当电路断路即I＝0时，纵坐标的截距为电动势。 (2)当外电路电压U＝0时，横坐标的截距为短路电流。 (3)图线的斜率的绝对值为电源的内阻。 (4)对于U-I图象中纵坐标(U)不从零开始的情况，图线与横坐标的交点坐标小于短路电流，但直线的斜率大小仍等于电源的内阻。 5．电源的功率和效率 (1)电源的总功率：P总＝EI。 (2)电源内部损耗功率：P内＝I2r。 (3)电源的输出功率：P出＝UI。 (4)电源的效率：η＝×100%＝×100%。 重难点一、闭合电路欧姆定律 1．公式表达 I＝(适用于外电路为纯电阻电路) E＝U外＋U内或E＝U外＋Ir(适合任何电路) 2．闭合电路中的电流和路端电压随电阻的变化规律 (1)当外电阻R增大时，总电流I＝变小，又据U＝E－Ir知，路端电压U变大。当R增大到无穷大时，I＝0，U＝E(断路)。 (2)当外电阻R减小时，总电流I＝变大，又据U＝E－Ir知，路端电压U变小。当R减小到零时，I＝，U＝0(短路)。 3．闭合电路中电源的U-I图象 电源的U-I图象即电源的伏安特性曲线，这是后续的“测电源的电动势和内阻”实验中数据处理的原理基础。 如图所示为电源的U-I图象。U为电源的路端电压，I为干路电流，由闭合电路欧姆定律可得U＝E－Ir，图象是斜率为负值的倾斜直线的一部分。 (1)利用伏安特性曲线可以确定电源的电动势和内阻：根据U＝E－Ir，U-I图象纵轴截距为电源的电动势E，图线斜率的绝对值为电源内阻，r＝，横轴上的截距等于外电路短路时的电流，即Im＝。 (2)当电源与某一电阻元件组成闭合电路时，电源的U-I图象和电阻的U-I图象的交点即为此电阻的电压和电流。二者的比值U/I为此时外电路电阻值。 (3)图线上每一点的横、纵坐标的乘积为对应情况下电源的输出功率，PR＝UI，而电源的总功率P总＝E·I，电源的内阻功率即发热功率Pr＝P总－PR＝EI－UI。 (4)两种U-I图象的比较 电源U-I图象 电阻U-I图象 图形 物理意义 电源的路端电压随电路电流的变化关系 电阻中的电流随电阻两端电压的变化关系 截距 与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示电源短路电流 过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零 坐标U、I的乘积 表示电源的输出功率 表示电阻消耗的功率 坐标U、I的比值 表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同 每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小 斜率(绝对值) 电源电阻r 电阻大小 特别提醒 (1)用电器断路相当于所在支路的电阻变成无穷大，用电器短路相当于所在支路的电阻变为零。 (2)由于一般电源的内阻r很小，故外电压U随电流I的变化不明显，实际得到的图线往往只画在坐标纸上面一小部分，为充分利用坐标纸，往往将横轴向上移，纵坐标并不从零开始。 (3)电源的U-I图象注意纵轴不从零开始的情况，图线与横轴的交点坐标小于短路电流，但直线斜率的绝对值仍等于电源的内阻。二、电源的功率和效率 1．电源的功率 (1)任意电路：P总＝IE＝IU外＋IU内＝P出＋P内 (2)纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝ 2．电源内部消耗的功率 P内＝I2r＝IU内 3．电源的输出功率 (1)任意电路：P出＝UI＝EI－I2r＝P总－P内 (2)纯电阻电路：P出＝I2R＝＝ (3)输出功率和外电阻的关系 当R＝r时，电源的输出功率最大，为Pm＝。 当R＞r时，随着R的增大，输出功率越来越小。 当R＜r时，随着R的增大，输出功率越来越大。 P出＜Pm时