1、闭合电路用导线把电源、用电器连起来的电路外电路:电源外部的用电器和导线构成 .内电路: 电源内部的电路.闭合电路中电流方向在外电路中,电流方向由正极流向负极,沿电流方向电势降低。在内电路中,即在电源内部,通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极,所以电流方向为负极流向正极内电路与外电路中的电流强度相同闭合电路中电势变化情况(1)外电路:沿电流方向电势降低(2)内电路: 存在内阻,沿电流方向电势也降低; 沿电流方向存在电势“跃升”闭合电路欧姆定律 对纯电阻电路 ,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 表达式:I= rRE是外电路上总的电势降落,习惯上叫路端电压. 是内
2、电路上的电势降落,习惯上叫内电压.例 3 如图,R1=14 ,R2=9,当开关处于位置 1 时,电流表读数 I1 = 0.2 A;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.例 4 如图所示电路中,R1=0.8,R3 = 6,滑动变阻器的全值电阻 R2=12 ,电源电动势 E=6 V,内阻 r = 0.2,当滑动变阻器的滑片在变阻器中央位置时,闭合开关 S,电路中的电流表和电压表的读数各是多少?A1 为 1.5 A A2 为 0.75 A V1 为 5.7 V V2 为 4.5 V=U+EIRIr外内1、 U外 2、 IrU内 3、 例 5 如图
3、为两个不同闭合电路中两个不同电源的 U-I 图象,则下列说法中正确的是 ( )A. 电动势 E1=E2,短路电流 I1I2B. 电动势 E1=E2,内阻 r1r2C. 电动势 E1E2,内阻 r1 E2 和 r1 r2C. E1 r2D. 图像交点所示状态,两电路电阻相等例题: 如图所示电路,电源电动势为 1.5V,内阻为 0.12 ,外电路的电阻为 1.38 ,求电路中的电流和路端电压。解:由题意知,电动势 E=1.5 V,外电阻 R=1.38 ,内阻 r=0.12 .由闭合电路欧姆定律得: 解:由题意知,电动势 E=1.5 V,外电阻 R=1.38 ,内阻 r=0.12 .由闭合电路欧姆定
4、律得:例 6 两节电池的路端电压 U 随外电路电流 I 的变化情况如图所示 ,电动势和内阻分别为 E1、E2 和 r1、r2 ,正确的是 ( )A. 图像交点所示状态,两电路的外电阻相等B. E1 E2 和 r1 r2C. E1 r2D. 图像交点所示状态,两电路电阻相等AArREI112.038.5路端电压为:U = IR=1 1.38 V =1.38 V路端电压 U 随外电阻 R 变化的讨论U 外=I R 外=E/(R 外+r) R 外=E/(1+r/R 外当 R 外增大时, U 外也随之增大当外电路断开时, R 外=, U 外=E讨论:在电源末接入电路的情况下,用电压表直接测量电池两极所
5、得到的数值,近似等于电源电动势的大小当外电路短路时, R 外=0, U 外=0,I 短= E/r 很大,一般情况下不允许外电路短路。路端电压随电流变化的 U-I 图像U = E I r 知 :U 是 I 的一次函数图线与纵坐标交点表示电路断开情况,交点的纵坐标为电源电动势 E.图线与横坐标交点表示外电路短路情况,交点横坐标为短路电流 I 短=E/r.图线斜率值(tan )表示电源的内电阻 r=U/I.【注意】若纵轴的原点不在两轴交点时,此结论不成立电源的三个功率以及关系内出总 内内出总 三 个 功 率 关 系 :内 电 阻 功 率 :外 电 路 功 率 :电 源 总 功 率 : PP)( IU
6、I)(EIP)( I)( 22d rc Rba 电源的输出功率随外电阻变化的讨论电源的总功率 P 总=IE 内耗功率:P 内=I2r输出功率:P 出=P- P 内=IE- I2r=I U 外= I2 R 外当外电阻为纯电阻电路时P 出=I2R 外=E2R 外/(R 外+r)2=E2/(R 外-r)2/R 外+4r)当 R 外=r 时,P 出最大,且最大值为 P 出 m=E2/4r例题:已知如图,E =6V,r =4,R1=2 ,R2 的变化范围是 010。求:电源的最大输出功率;R1 上消耗的最大功率;R2 上消耗的最大功率。 2.25W; 2W ; 1.5W 。例、在所示的电路中,R1=14
7、.0,R2=9.0, 当开关 S 扳到位置 1 时,电流表的示数为I1=0.20A;当开关 S 扳到位置 2 时,电流表的示数为 I2=0.30A,求电流的电动势和内电阻。E rR2R1如果没有电流表,只有电压表,如何设计实验测量电源的内阻和电动势例题: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 2.0,则这只定值电阻的阻值为_。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。解:由图象可知蓄电池的电动势为 20V。 由斜率关系知
8、外电阻阻值为 6。 用 3 只这种电阻并联作为外电阻,外电阻等于 2,因此输出功率最大为 50W。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,R1R2A12E rSR1R212E rSVU/VI/Ao2015105ab发现电压表 V1、V2 示数变化的绝对值分别为 U1 和 U2,下列说法中正确的是( )A、小灯泡 L1、L3 变暗,L2 变亮B、小灯泡 L3 变暗,L1、L2 变亮C、U1U2 )右图中 a 为闭合电路的 U-I 图象b 为部分电路( 外电阻)的 U-I 图象2)两者的交点坐标表示该电阻接入电路时的路端电压与电流.3)a 的斜率的绝对值表示电源内阻的大小、b 的斜率的绝对值表示接入电路中外电阻的的大小 4)图中虚线矩形的面积表示接入该电阻时的输出功率。5)当两个斜率相等时(即内、外电阻相等)图中矩6)形面积最大,即输出功率最大。7)V2V1L1 L2L3PUo IEU0 M(I0,U0) b aNI0 Im