闭合电路欧姆定律的应用
高二物理闭合电路欧姆定律公式及其应用
高二物理闭合电路欧姆定律公式及其应用一、基础知识归纳1.闭合电路的欧姆定律(1)内、外电路①内电路：电源两极(不含两极)以内，如电池内的溶液、发电机的线圈等.内电路的电阻叫做内电阻.②外电路：电源两极，用电器和导线等.外电路的电阻叫做外电阻.(2)闭合电路的欧姆定律①内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，与内、外电路的电阻之和成反比.②适用条件：纯电阻电路.③闭合电路欧姆定律的表达形式有：Ⅰ.E=U外+U内Ⅱ.I=(I、R间关系)Ⅲ.U=E-Ir(U、I间关系)Ⅳ.U=E(U、R间关系)2.闭合电路中的电压关系(1)电源电动势等于内、外电压之和.注意：U不一定等于IR.(纯电阻电路中U=IR，非纯电阻电路中UIR)(2)路端电压与电流的关系(如图所示).①路端电压随总电流的增大而减小.②电流为零时，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势E.在图象中，U-I图象在纵轴上的截距表示电源的电动势.③路端电压为零时(即外电路短路时)的电流Im=(短路电流).图线斜率的绝对值在数值上等于内电阻.(3)纯电阻电路中，路端电压U随外电阻R的变化关系.①外电路的电阻增大时，I减小，路端电压升高;②外电路断开时，R，路端电压U=E ;③外电路短路时，R=0，U=0，I=Im=E/r.3.电动势与路端电压的比较：电动势路端电压U物理意义反映电源内部非静电力做功把其他形式能量转化为电能的情况反映电路中电场力做功把电能转化成为其他形式能量的情况定义式E=，W为电源的非静电力把正电荷从电源负极移到正极所做的功U=，W为电场力把正电荷从电源外部由正极移到负极所做的功量度式E=IR+Ir=U+UU=IR测量运用欧姆定律间接测量用伏特表测量决定因素只与电源性质有关与电源和电路中的用电器有关特殊情况当电源开路时路端电压U值等于电源电动势E4.闭合电路中的功率关系(1)电源的总功率：P总= IE =IU+IU=P出+P内(2)电源内耗功率：P内= I2r =IU=P总-P出(3)电源的输出功率：P出=IU=IE-I2r=P总-P内(4)电源的输出功率与电路中电流的关系P出=IU外=IE-I2r=-r(I-)2+，当I=时，电源的输出功率最大，P出=.P出-I图象如右图示.5.电源的输出功率与外电路电阻的关系对于纯电阻电路，电源的输出功率P出=I2R=()2R=由上式可以看出，当外电阻等于电源内电阻(R=r)时，电源输出功率最大，其最大输出功率为Pm=.当R=r时，即I=E/2r时，电源的输出功率最大，P出=.P出-R图象如右图所示.由图象可知，对应于电源的非最大输出功率P可以有两个不同的外电阻R1和R2，不难证明r=.由图象还可以看出，当Rr时，若R增大，则P 出增大;当Rr时，若R增大，则P出减小.注意：对于内、外电路上的固定电阻，其消耗的功率仅取决于电路中的电流大小.5.电源的效率指电源的输出功率与电源功率之比.即=100%=100%=100%对纯电阻电路，电源的效率=100%=100%=100%由上式看出，外电阻越大，电源的效率越高.6.电路的U-I图象右图中a为电源的U-I图象，b为外电阻的U-I图象.两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压;该点和原点的连线为对角线的矩形的面积表示输出功率;a的斜率的绝对值表示内阻大小;b的斜率的绝对值表示外电阻的大小;当两个斜率相等时，即内、外电阻相等时，图中矩形面积最大，即输出功率最大(可以看出此时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半).二、重点难点突破一、闭合电路中的能量关系1.电源的功率、电源消耗的功率、其他形式的能转变为电能的功率、整个电路消耗的功率都是指EI或I2(R外+r).2.电源的输出功率、外电路消耗的功率都是指IU或IE-I2r或I2R外.3.电源内阻消耗的功率是I2r.4.整个电路中有P电源=P外+P内.这显然是能量的转化和守恒定律在闭合电路中的具体体现.二、闭合电路的动态分析分析问题分析解答这类习题的一般步骤是：1.确定电路的外电阻如何变化.说明：(1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小).(2)若电键的通断使串联的用电器增多时，总电阻增大;若电键的通断使并联的支路增多时，总电阻减小.(3)在右图所示分压器电路中，滑动变阻器可以视为由两段电阻构成，其中一段与用电器并联(以下简称并联段)，另一段与并联部分相串联(以下简称串联段);设滑动变阻器的总电阻为R，灯泡的电阻为R灯，与灯泡并联的那一段电阻为R并，则分压器的总电阻为R总=R-R并+由上式可以看出，当R并减小时，R总增大;当R并增大时，R总减小.由此可以得出结论：分压器总电阻的变化情况，与并联段电阻的变化情况相反，与串联段电阻的变化情况相同.2.根据闭合电路的欧姆定律，确定电路的总电流如何变化.3.由U内=I内r，确定电源的内电压如何变化.4.由U外=E-U内，确定电源的外电压(路端电压)如何变化.5.由部分电路的欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化.6.确定支路两端的电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化.三、电路的故障分析1.常见的故障现象断路：是指电路两点间(或用电器两端)的电阻无穷大，此时无电流通过，若电源正常时，即用电压表两端并联在这段电路(或用电器)上，指针发生偏转，则该段电路断路.如电路中只有该一处断路，整个电路的电势差全部降落在该处，其他各处均无电压降落.短路：是指电路两点间(或用电器两端)的电阻趋于零，此时电路两点间无电压降落，用电器实际功率为零(即用电器不工作或灯不亮，但电源易被烧坏).2.检查电路故障的常用方法电压表检查法：当电路中接有电源时，可以用电压表测量各部分电路上的电压，通过对测量电压值的分析，就可以确定故障.在用电压表检查时，一定要注意电压表的极性正确和量程符合要求.电流表检查法：当电路中接有电源时，可以用电流表测量各部分电路上的电流，通过对测量电流值的分析，就可以确定故障.在用电流表检查时，一定要注意电流表的极性正确和量程符合要求.欧姆表检查法：当电路中断开电源后，可以利用欧姆表测量各部分电路的电阻，通过对测量电阻值的分析，就可以确定故障.在用欧姆表检查时，一定要注意切断电源.试电笔检查法：对于家庭用电线路，当出现故障时，可以利用试电笔进行检查.在用试电笔检查电路时，一定要用手接触试电笔上的金属体.3.常见故障电路问题的分类解析(1)给定可能故障现象，确定检查方法;(2)给定测量值，分析推断故障;(3)根据观察现象，分析推断故障;(4)根据故障，分析推断可能观察到的现象.三、典例精析1.闭合电路中的功率问题【例1】如图所示，电源电动势为50V，电源内阻为1.0，定值电阻R 为14，M为直流电动机，电动机电阻为2.0.电动机正常运转时，电压表的读数为35V.求在100的时间内电源做的功和电动机上转化为机械能的部分是多少.【解析】由题设条件知r和R上的电压降之和为(E-U)，所以电路中的电流为I=A=1.0A所以在100内电源做的功为W=EIt=501100J=5.0103J在100内电动机上把电能转化为机械能的部分是E=IUt-I2rt=(1.035100-122100)J=3.3103J【思维提升】(1)正确理解闭合电路的几种功率.(2)从能量守恒的角度解析闭合电路的有关问题是一条重要思路.【拓展1】如图所示，已知电源电动势为6V，内阻为1，保护电阻R0=0.5，求：(1)当电阻箱R读数为多少时，电源输出功率P出最大，并求这个最大值.(2)当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大，并求这个最大值.(3)当电阻箱R读数为多少时，保护电阻R0消耗的功率最大，并求这个最大值.【解析】(1)由电功率公式P出=()2R外=，当R外=r时，P出最大，即R=r-R0=(1-0.5)=0.5时，P出ma某=W=9W(2)这时要把保护电阻R0与电源内阻r算在一起，据以上结论，当R=R0+r即R=(1+0.5)=1.5时，PRma某=W=6W(3)保护电阻消耗的功率为P=，因R0和r是常量，而R是变量，所以R最小时，PR0最大，即R=0时，PR0ma某=W=8W【拓展2】某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系中，如图中的a、b、c所示.则下列说法正确的是(CD)A.图线b表示输出功率PR随电流I变化的关系B.图中a线最高点对应的功率为最大输出功率C.在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，这三点的纵坐标一定满足关系PA=PB+PCD.b、c线的交点M与a、b线的交点N的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶42.闭合电路的动态分析【例2】如图所示，当滑动变阻器的滑片P向上端移动时，判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化【解析】先认清电流表A测量R3中的电流，电压表V2测量R2和R3并联的电压，电压表V1测量路端电压.再利用闭合电路的欧姆定律判断主干电路上的一些物理量变化.P向上滑，R3的有效电阻增大，外电阻R外增大，干路电流I减小，路端电压U增大，至此，已判断出V1示数增大.再进行分支电路上的分析：由I减小，知内电压U和R1两端电压U减小，由U外增大知R2和R3并联的电压U2增大，判断出V2示数增大.由U2增大和R3有效电阻增大，无法确定A示数如何变化.这就要从另一条途径去分析：由V2示数增大知通过R2的电流I2增大，而干路电流I减小，所以R3中的电流减小，即A示数减小.【答案】V1示数增大，V2示数增大，A示数减小.【思维提升】当电路中任一部分发生变化时，将引起电路中各处的电流和电压都随之发生变化，可谓牵一发而动全身.判断此类问题时，应先由局部的变化推出总电流的变化、路端电压的变化，再由此分析对其他各部分电路产生的影响.3.电路的故障分析【例3】某同学按如图所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示：序号A1示数(A)A2示数(A)V1示数(V)V2示数(V)10.600.302.401.2020.440.322.560.48将电压表内阻看做无限大，电流表内阻看做零.(1)电路中E、r分别为电源的电动势和内阻，R1、R2、R3为定值电阻，在这五个物理量中，可根据上表中的数据求得的物理量是(不要求具体计算) .(2)由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了(但不为零)，若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是.【解析】(1)先将电路简化，R1与r看成一个等效内阻r，r=R1+r，则由V1和A1的两组数据可求得电源的电动势E;由A2和V1的数据可求出电阻R3;由V2和A1、A2的数据可求出R2.(2)当发现两电压表的示数相同时，但又不为零，说明V2的示数也是路端电压，即外电路的电压降全在电阻R2上，由此可推断RP两端电压为零，这样故障的原因可能有两个，若假设R2是完好的，则RP一定短路;若假设RP是完好的，则R2一定断路.【答案】(1)E、R2、R3 (2)RP短路或R2断路【思维提升】知晓断路、短路时电压表的示数表现是解答故障类电路题的关键.【拓展3】如图所示，灯泡A和B都正常发光，R2忽然断路，已知U 不变，试分析A、B两灯的亮度如何变化【解析】当R2忽然断路时，电路的总电阻变大，A灯两端的电压增大，B灯两端的电压降低，所以将看到灯B比原来变暗了些，而灯泡A比原来亮了些.易错门诊【例4】如图所示电路，已知电源电动势E=6.3V，内电阻r=0.5，固定电阻R1=2，R2=3，R3是阻值为5的滑动变阻器.按下电键S，调节滑动变阻器的触点，求通过电源的电流范围.【错解】将滑动触头滑至左端，R3与R1串联再与R2并联，外电阻R==2.1I=A=2.4A再将滑动触头滑至右端，R3与R2串联再与R1并联，外电阻R==1.6 I==3A【错因】由于平时实验，常常用滑动变阻器作限流用(滑动变阻器与用电器串联)，当滑动头移到两头时，通过用电器的电流将最大或最小，以至给人以一种思维定势：在没有分析具体电路的情况下，只要电路中有滑动变阻器，滑动头在它的两头，通过的电流是最大或最小.【正解】将原图化简成如图所示.外电路的结构是R与R2串联、(R3-R)与R1串联，然后这两串电阻并联.要使通过电路中电流最大，外电阻应当最小，要使通过电源的电流最小，外电阻应当最大.设R3中与R2串联的那部分电阻为R，外电阻R为R=因为两数和为定值，两数相等时其积最大，两数差值越大其积越小.当R2+R=R1+R3-R时，R最大，解得R=2，R大=2.5因为R1=2R小==1.6由闭合电路的欧姆定律有：I小=A=2.1AI大=A=3A【思维提升】不同的电路结构对应着不同的能量分配状态.电路分析的重要性有如力学中的受力分析.画出不同状态下的电路图，运用电阻串联、并联的规律求出总电阻的阻值或阻值变化表达式是分析电路的首要工作.看过的还:。
高中物理选修三 闭合电路欧姆定律的应用
要点一 电源的 U－I 关系图象 1．电源 U－I 图象的信息
(1)图线与纵轴的交点(纵轴截距)等于电源电动势 E. (2)图线与横轴的交点(横轴截距)等于外电路短路时的电流，即 I0 ＝Er . (3)图线斜率的绝对值等于电源的内电阻，即 r＝IE0＝ΔΔUI .
2．故障的分析方法 这类题目要从已知条件出发，进行严密地推理，找出故障的原 因．具体分为两种方法： (1)仪器检测法：a.断路故障的判断：用电压表与电源并联，若 有电压，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则该段电路中有 断点．b.短路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐 段与电路并联，若电压表示数为零，则该电路被短路；若电压表示 数不为零，则该电路没有被短路或不完全被短路．
变式训练 2 将一个电源与一电阻箱连接构成闭合回路，测得 的电阻箱所消耗的功率 P 与电阻箱的读数 R 的关系如图所示，下列 说法正确的是( )
A．电源最大输出功率可能大于 45 W B．电源的内阻为 5 Ω C．电源的电动势为 45 V D．电阻箱消耗的功率为最大值时，电源的效率大于 50%
解析：由图可知，电源的输出功率最大为 45 W，故 A 错误； 当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，由图可知，电源的内阻 为 5 Ω，故 B 正确；由 Pmax＝E4r2可知，E＝30 V，故 C 错误；根据 效率公式可得 η＝R＋R r×100%，功率最大时内外电阻相等，所以效 率为 50%，故 D 错误．
变式训练 1 (多选)如图所示为两个独立电路 A 和 B 的路端电 压与其总电流 I 的关系图线，则( )
A．路端电压都为 U1 时，它们的外电阻相等 B．电流都是 I1 时，两电源内电压相等 C．电路 A 的电动势大于电路 B 的电动势 D．A 中电源的内阻大于 B 中电源的内阻
高考物理 闭合电路的欧姆定律及其应用基础知识自学课件
3.电源的效率 =P外/P总×100%=U/E×100%=R/(R+r)×100% R越大，越大，当R=r时，P外最大；=50%。
如图所示，图中的四个电表均为理 想电表，当滑动变阻器滑动触点P 向右端移动时，下面说法中正确的 是( ) A.电压表V1的读数减小，电流表A1的读数增大 B.电压表V1的读数增大，电流表A1的读数减小 C.电压表V2的读数减小，电流表A2的读数增大 D.电压表V2的读数增大，电流表A2的读数减小
分析电路故障问题应注意以下两点 (1)如电压表有示数，说明与电压表、电源串联的电路无故障。 (2)如电压表无示数，说明与电压表、电源串联的电路有断路故障。
C
【解析】由题给条件知，电路中有的地方没有电 压。由Uad=0，Ucd=6 V可知电路是断路。由Uab=6 V， Ucd=6 V可知，内电路a、b之间没有断点，外电路中的a、b和c、d之间有断点，取其公共部分可知灯L2断路，由电灯L2两端电压不为零，可知灯L1与变阻器R是导通的。选项C正确。
A D
【解析】(1)设电压表的内阻为RV，测得R1两端的电 压为U1，R1与RV并联后的总电阻为R，则有： 1/R=1/R1+1/RV 由串联电路的规律得：R/R2=U1/(E-U1) 联立以上两式，得RV=R1R2U1/[R1E-(R1+R2)U1]，代入已知数据得RV=4.8 k。 (2)电压表接入前，电容器上的电压UC等于电阻R2上的电压，R1两端的电压为UR1，则UC/UR1=R2/R1 又E=UC+UR1 接入电压表后，电容器上的电压为UC=E-U1 由于电压表的接入，电容器带电荷量增加了 Q=C(UC-UC) 由以上各式代入数据解得Q=2.35×10-6C。
闭合电路欧姆定律知识点总结
闭合电路欧姆定律知识点总结闭合电路欧姆定律是电子学中最基础和最重要的定律之一。
它定义了电路中电流、电压和阻抗之间的关系，为深入研究电路的机制、分析与设计提供了基础。
欧姆定律的定义是：在闭合的电路中，电流与电阻之比等于电压与电阻之比，即“电流乘以电阻等于电压”，可以简记为“I×R=E”。
也就是说，电路中电流I与电阻R之间的比值，就是放在电路中的电压E和电阻R之间的比值。
欧姆定律的重要意义在于它可以根据电路中的电阻R和电压E的大小，确定电路中的电流I的大小，从而更好地了解电路的工作机制。
欧姆定律的应用也很广泛。
它可以用于电压分配、功率计算、电路参数调节和电路保护等。
此外，欧姆定律也可以求解复杂电路中的未知参数，广泛用于电子技术及其他工程学科中。
基于欧姆定律，多种电路元件，如电阻、电感、电容等，都可以根据其组成电路的结构来确定其在电路中的性质。
这些性质会影响电路的工作，所以需要结合欧姆定律来深入研究和分析。
欧姆定律也可以用来分析复杂电路中的任意两点之间的电压和电流，这样就可以生成任意复杂电路的视图，并对其工作机制进行深入研究。
欧姆定律也可以用来计算电路中放电和功率的消耗情况。
由于电路中电流与电阻和电压之间有着一定的关系，因此在功率计算时，只需根据欧姆定律就可以得出相应的功率消耗量，从而为电路的设计及维护提供便利。
最后，欧姆定律也可以用于检测电路中是否存在故障，以便及时采取相应的措施。
当某块电子元件发生故障时，它的电阻值会明显发生变化，从而影响电路中的电压和电流，而它们又是欧姆定律的重要组成部分，通过比较电路中应有的值与实际值之间的差距，就可以查找出电路中存在的故障类型，从而及时修复。
总之，欧姆定律是电子学中最基础且最重要的定律之一，在电路设计与分析、电子技术以及周边工程设计中，欧姆定律都发挥了重要作用，为电路的机制分析和设计提供了有效的参考依据。
典型例题闭合电路的欧姆定律
闭合电路的欧姆定理强化训练（全）一：【典型例题】 吴子牛 编，Ω=4R 1，Ω=6R 2，a 、b 两点间的电压是4.8V ，电源输出的功率是37.6W 。
求电源的内电阻和电动势。
［解析］外电路是由21R R 与并联再与3R 串联组成的。
21R R 与并联的总电阻为Ω=Ω+⨯=+⋅=4.26464R R R R R 2121ab a 、b 两点间的电压就是并联电路两端的电压，所以流过干路的电流为 A 2A 4.28.4R U I ab ab ===∵r I P P P P 2E +=+=出内出∴Ω=Ω-=-=6.026.3740I P P r 22E 出电动势V 20V 240I P E E ===［变式1］如图甲所示电路中，Ω===10R R R 321，S 断开时，电压表示数为16V ；S 闭合时，电压表示数为10V 。
若电压表可视为理想的，求：（1）电源电动势和内电阻各为多大？（2）闭合S 前后1R 消耗的功率分别多大？（3）若将原电路改为图乙所示的电路，其他条件不变，则S 断开和闭合时电压表的示数分别为多大？［解析］（1）在图甲中，当断开S 时，3R 中电流可视为零（因理想电压表内阻可视为无限大），3R 两端电压可视为零，故电压表指示的是电源的路端电压。
又此时外电路是21R R 、串联，所以，电路中总电流为：A8.0A 101016R R U I 21=+=+=由闭合电路欧姆定律得：r 8.016Ir U E +=+= ①当闭合S 时，电压表指示的是2R 两端电压，外电路结构是：31R R 与并联，再跟2R 串联，此时电路中总电流为：A 1A 1010R 'U 'I 2===外电路总电阻为：Ω=++=15R R R R R R 23131由)r R ('I E +=得：)r 15('I E += ②联立①②两式，解得E=20V ，r=5Ω。
（2）闭合S 前后，1R 消耗的功率分别为：W 4.6W 108.0R I P 2121=⨯==W5.2W 105.0R )2'I (P 212'1=⨯==（3）若将原电路改为图乙所示电路，则断开S 时，外电路由31R R 、串联组成，电压表指示的是1R 两端的电压，此时总电流为：A8.0A 5101020r R R E I 31=++=++=电压表示数为：V 8V 108.0IR U 11=⨯== 闭合S 时，外电路结构是21R R 、并联再与3R 串联，电压表示数是21R R 、组成的并联电路两端的电压，此情况下，外电路总电阻为：Ω=++=15R R R R R R 32121总电流为：A 1A 51520r R E I =+=+=故电压表示数为：V5V 105.0R 21U 22=⨯==［例题2］如图所示电路中，4321L L L 、、、是四只相同的电灯。
闭合电路欧姆定律的应用
V E、r A2 A1
P
A
P R2
R1
R2
V E、r
A2 A1 V
R1
E、r
“并同串反”
练习1：如图所示电路，当滑动变阻器的滑片P 向上移动时，判断电路中的电压表、电流表 的示数如何变化?已知各电表都为理想电表。 V1示数增大 V2示数增大 A示数减小
如果是把P移到最下端呢？
二、闭合电路的功率
4r
P出
2
Pm ⑶当R<r时，随着R的增大输出功率增大 P0
o r
R
例题1：已知如图，E=6V，r=4Ω，R1=2Ω，R2的 变化范围是0－10Ω。求： ①电源的最大输出功率； R2 R1 ②R1上消耗的最大功率； E r ③R2上消耗的最大功率。
① 2.25W；② 2W；③ 1.5W。
2. 电源效率与电阻的关系
闭合电路欧姆定律的应用
一、闭合电路的动态分析 例1、如图所示，当滑动 变阻器的滑动点P向右移 动时，电流表、电压表 的示数将如何变化（不 考虑电表电阻的影响）？
P R1
A
R2
V E、r
例题2、如图所示，滑动变阻器的滑片向右移动时， 各电表的示数、 灯泡的亮度将如何变化（不考虑 电表电阻的影响） ？
1、电源的总功率：P总=EI 电源的内耗功率：P内=I2r 2、电源的输出功率：P出=UI I增大U减小
2
⑴当R=r时，电源的输出功率最大 Pm ⑵当R>r时，随着R的增大输出功率减小
E r) (R r) Rr 4r 2 R E R
2 P出 IR R 1 2 P总 I (R r ) R r 1 r R
R增大时电源的效率提高
闭合电路欧姆定律适用条件
闭合电路欧姆定律适用条件欧姆定律是电学中最基本的定律之一，它描述了电流、电压和电阻之间的关系。
而要应用欧姆定律，必须符合一定的条件。
闭合电路是欧姆定律适用的前提。
闭合电路指的是电路中的电流可以沿着一个完整的路径流动，从电源正极出发，经过各种电器设备或电阻，最后返回电源的负极。
闭合电路的存在使得电流能够稳定地流动，从而满足欧姆定律的条件。
欧姆定律适用于线性电阻。
线性电阻是指电阻值与电流成正比的电阻器件，即满足欧姆定律的电阻。
在线性电阻中，电流的大小与电压的大小成正比，电阻的大小则决定了电流和电压的比例关系。
欧姆定律适用于恒定温度下的电路。
电阻是随着温度的变化而变化的，但欧姆定律的适用条件是在恒定温度下。
在实际应用中，为了保持电路的稳定性和准确性，通常会采取措施来控制温度的变化，以确保欧姆定律的适用性。
欧姆定律适用于直流电路。
直流电路是指电流方向始终保持不变的电路。
在直流电路中，电流的方向是固定的，而欧姆定律是描述了电流和电压之间的关系，因此适用于直流电路。
欧姆定律还适用于稳态电路。
稳态电路是指电路中各个元件的电流和电压都不随时间变化的电路。
在稳态电路中，电流和电压的大小保持稳定，而欧姆定律正是描述了它们之间的关系。
欧姆定律适用于理想电线。
理想电线是指具有零电阻的电线。
在理想电线中，电阻为零，因此电流和电压之间的关系完全符合欧姆定律。
然而，在实际应用中，电线的电阻是存在的，因此在考虑电线的影响时，需要对欧姆定律进行修正。
总结起来，闭合电路、线性电阻、恒定温度、直流电路、稳态电路和理想电线是欧姆定律适用的条件。
只有在满足这些条件的情况下，我们才能应用欧姆定律来描述电流、电压和电阻之间的关系。
在实际应用中，我们需要根据具体情况来判断是否满足这些条件，并合理应用欧姆定律进行电路分析和设计。
闭合电路的应用2
知识回顾:
闭合电路欧姆定律 (1)内容： (2)公式： 闭合电路的电流与电源电动势成正比， 与内、外电路的电阻之和成反比. I＝E/(R+r) 纯电阻电路. ① E=U外+U内 ② U内＝Ir=Er/(R+r) ③ U外=E-Ir
(3)适用条件：
(4)表达形式：
路端电压U与电流I的关系图象
电流表的示数 先减小后增大
问：若ac间接入一个定 值电阻R1，bc间接入一 个定值电阻R2，则电流 表片P由a端滑 至B端，电压表V1示数变化的绝对值为△U1，电 压表V2示数变化的绝对值为△U2，则下列说法正 确的是( BD ) A．L1、L3变暗，L2变亮 B．L3变暗，L1、L2变亮 C．△U1＜△U2 D．△U1＞△U2
规律总结：
应用闭合电路欧姆定律解题时，先画出 等效电路图，结合电路列出方程即可， 一定不要忘记电源内阻。
小结：
1． 闭合电路欧姆定律的公式及应用 2．电源的外特性曲线 3．闭合电路动态分析问题的方法 4．电源输出最大功率问题的方法
如图3所示的电路，已知电源的电动势E和 内电阻r恒定，R0是定值电阻，R是滑动变 阻器，当滑动头从a移到b的过程中，电流 表的示数如何变化？
当R=r时， 电源的输出功率最大为
电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示 P出 Pm R1R2=r2时P1=P2 r
O
R
⑵电源的效率：
电源的最大输出功率和用电器的最大功率
典例剖析 例2、如图所示，已知电源内阻r=2 Ω，定值电阻 R1=0.5 Ω，求： (1)当滑动变阻器的阻值R2为多大时，电阻R1消耗的 功率最大？ R2=0 (2)当变阻器的阻值为多大时，变阻器消耗的功率最 R2=2.5 Ω 大? (3)当变阻器的阻值为多大时，电源输出功率最大? R2=1.5 Ω
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
闭合电路欧姆定律的应用
目标：掌握利用闭合电路欧姆定律解决以下类型问题的方法 1．U —I 图像的求解 2．闭合电路的动态分析
3．闭合电路中的功率及其最大值问题 4．含电容电路的的计算 课堂互动讲练
类型一： U —I 图像的求解 1、 路端电压与电流的关系图像
由U=E-Ir 可知，U-I 图像是一条向下倾斜的直线如图 说出：
○
1图线与纵轴截距的意义_____________________ ○
2图线与横轴截距的意义_____________________ ○
3图像斜率的意义___________________________ ○
4与部分电路欧姆定律U —I 曲线的区别________
_________________________________________
【典型例题】
例1 下图所示的U-I 图线中，I 是电源的路端电压随电流的变化图线，Ⅱ是某电阻的U-I 图线，当该电源向该电阻供电时，求：⑴电源的输出功率P 出是多大？
⑵电源内部损耗的功率P 内是多大？ ⑶电源的效率是多大？
1．如图2是某电源的路端电压U 随干路电流I 的变化图像，有图像可知，该电源的电动势_____V,内阻为____。
2、如图8所示为两个不同闭合电路中两
个不同电源的图像，则下属说法中不正确的是（ B ）
A 、电动势E 1=E 2，发生短路时的电流I 1>I 2
B 、电动势E 1=E 2，内阻r 1>r 2
C 、电动势E 1=E 2，内阻r 2>r 1
D 、当电源的工作电流变化相同时，电源2的路端电压变化较大 类型二： 闭合电路的动态分析
闭合电路动态分析的基本思路是：“部分→整体→部分”，即从某个电阻的变化入手，由串并联规律先判断外电路总电阻的变化情况，然后由闭合电路欧姆定律判断总电流和路端电压的变化情况，最后由部分电路的欧姆定律结合串、并联电路的特点判断各支路的电流、电压变化情况.此类问题的分析要理解好以下三点：
1、理解闭合电路欧姆定律E=U 外+Ir （E 、r 不变）；部分电路欧姆定律U=IR 。
2、局部电阻增则总电阻增，反之则总电阻减；支路数量增则总电阻减，反之则总电阻增。
3、两个关系：外电压等于外电路上串联的各分电压之和；总电流等于各支路电流之和。
有一部分电路中的R 、I 、U 都发生变化，这样就不能单纯从部分电路欧姆定律的角度考虑问题，还要结合串、并联电路的特点去进行判断。
动态分析的一般步骤：
（1）局部电阻确定外电路的电阻如何变化
（2）根据闭合电路欧姆定律E I R r =+，确定电路中的总电流如
何变化
（3）由U 内=Ir 确定电源的内电压如何变化 （4）由U 外=E —Ir 确定电源的外由电压如何变化
（5）由部分电路欧姆定律确定干路上某个电阻两端的电压如何变化
（6）确定支路两端的电压如何变化以及通过支路的电流如何变 【典型例题】
例2． 如图10-3-2所示，当滑动变阻器R 3的滑片C 向B 方向移动时，电路中各电表示数如何变化？（电表内阻对电路的
影响不计）
3．在如图所示所示电路中，当变阻器R 3的滑动头P 向b 端移动时 ( )
A.电压表示数变大，电流表示数变小
B.电压表示数变小，电流表示数变大
C.电压表示数变大，电流表示数变大
D.电压表示数变小，电流表示数变小
4．如图所示，当滑线变阻器的滑动触点向上端移动时( ) A ．电压表V 的读数增大，电流表A 的读数减小
B ．电压表V 和电流表A 的读数 都增大
C ．电压表V 和电流表A 的读数 都减小
D ．电压表V 的读数减小，电流表A 的读数增大
类型三：闭合电路中的功率及其最大值问题
在闭合电路中的能量转化关系
1．电源总功率（电路消耗总功率）：P 总= EI
B
R1
2．外电路消耗功率（电源输出功率）：P 出=IU=IE –I 2
r 3．内电路消耗功率（一定是发热功率）：P 内= I 2
r 4．纯电阻电路中，电源输出功率随外电路电阻而变化
P=UI=
r
R r R E r R R E R I 4/)()(2
2222
+-=+=
电源的输出功率随外电阻的变化关系如图所示， （1）当R ＝r 时，P 出max ＝
r
E 42
（2）一个输出功率（除最大功率外）P 对应于两个不同的外电阻R 1和R 2，且21R R r =. （3）当R<r 时，R ↑→P 出↑；
当R>r 时，R ↑→P 出↓.
⑷电源的效率：η＝％％＝总出
100100⨯+⨯r
R R
P P 例3、 已知如图14-3-4，E =6V ，r =4Ω，R 1=2Ω，R 2的阻值变化范围是0~10Ω。
求：①电源的最大输出功率；②R 1上消耗的最大功率；③R 2上消耗的最大功率。
①R 2=2Ω时，外电阻等于内电阻，电源输出功率最大为2.25W ；
②R 1是定植电阻，电流越大功率越大，所以R 2=0时R 1上消耗的功率最大为2W ；
③把R 1也看成电源的一部分，等效电源的内阻为6Ω，所以，当R 2=6Ω时，R 2上消耗的功率最大为1.5W 。
7、 如图所示，R 1为定值电阻，R 2为可变电阻，E 为电源电动势，r 为电源内电阻，以下说法中正确的是（ ） A.当R 2=R 1+r 时，R 2获得最大功率 B.当R 1=R 2+r 时，R 1获得最大功率 C.当R 2＝0时，R 1上获得最大功率 D.当R 2＝0时，电源的输出功率最大
8．在图10-3-6示的电路中，若R 1=4Ω，R 3=6Ω，电池内阻r=0.6Ω，则电源总功率为40W ，输出功率为37.6W ，求电源电动势和电阻R 2
9、如图所示，电源的电动势E =6.0V ，电阻R 1＝8Ω，电动机绕组电阻r ′＝2Ω，当电键K 断开时，电阻R 1消耗的电功率是2.88W ；当电键闭合时，电阻R 1消耗的电功率是2W ，求：电键闭合时，电动机的输出功率。
类型四：含电容电路的的计算
10、在如图9所示的电路中，电源电动势E=3.0V ，内电阻r=1.0Ω；电阻R 1=10Ω，R 2=10Ω,R 3=35Ω,电容器的电容C=100ｕF ，电容器原来不带电。
求接通电键K 后流过R 4的总电荷量。
11、如图所示电路中，R 1=3Ω，R 2=6Ω，R 3=1.5Ω，C=20μF ，当开关S 1闭合、S 2断开电路稳定时，电源消耗的总功率为2W ，当开关S 1、S 2都闭合电路稳定时，电源消耗的总功率为4W ，求： （1）电源电动势E 和内阻r 。
（2）当S 1、S 2闭合时电源的输出功率。
（3）当S 1闭合，分别计算在S 2闭合与断开时，电容器所带的电量各为多少？
图14-3-4
C R 1
R 2
R 3
S 1
S
2
R
P。