第1节 闭合电路欧姆定律
物理闭合电路欧姆定律
物理闭合电路欧姆定律
欧姆定律是电学基础的重要定律之一，它描述了电流、电势差和电阻之间的关系。
在物理学中，电路是一种描述电流流动的系统，它包括一个或多个电源和一个或多个电路元件，例如电阻、电容和电感等。
在闭合电路中，电流是由一个电源提供的，它从电源出发并经过各种电路元件，最终回到电源中。
在这个过程中，电阻是电路的一个重要参数，因为电阻的大小将直接影响到电路中的电流流动。
欧姆定律是描述电路中电阻的行为的基本定律，它表明电路的电流与电势差和电阻之间的关系为：
I = V / R
其中，I 表示电流的强度，单位为安培 A）；V 表示电势差，单位为伏特 V）；R 表示电阻，单位为欧姆 Ω）。
这个公式表明，电流的强度与电势差成正比，与电阻成反比。
如果电势差保持不变，电阻的增加将导致电流的减小。
反之，如果电阻保持不变，电势差的增加将导致电流的增加。
这个公式的证明可以通过欧姆定律的实验来完成。
在一个闭合电路中，一个电池提供电势差，两个导体杆上分别夹上两根导体线，然后通过四个接插头把它们连接起来形成一个线路，其中一个电压表连接在两个导体线之间，另一个电流表连接在电源的正极和导体线之间。
然后，在这个电路中插入不同的电阻，测量电流和电势差，并根据公式计算出电阻值。
通过这个实验，可以发现欧姆定律在闭合电路中成立。
在这个过程中，一些因素可以影响电路的效果，例如温度、材料、长度和横截面积等。
在理解欧姆定律时，需要了解这些因素对电路的影响。
在电路中，电阻是一个重要的元件，它用于控制电流的流动。
电阻的大小。
高中物理闭合电路欧姆定律
高中物理闭合电路欧姆定律【导语】闭合欧姆定律是高中物理学习的重要的内容，学生需要掌控这部分的知识点，下面作者将为大家带来高中物理闭合电路的欧姆定律介绍，期望能够帮助到大家。
闭合电路欧姆定律的内容：闭合电路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。
闭合电路欧姆定律公式：I=E/(R+r)，I表示电路中电流，E表示电动势，R表示外总电阻，r表示电池内阻。
常用闭合电路欧姆定律公式变情势有：E=I(R+r);E=U外+U内;U外=E-Ir。
对闭合欧姆定律的知道①用电压表接在电源两极间测得的电压是路端电压U外，不是内电路两端的电压U内，也不是电源电动势，所以U外②当电源没有接入电路时，因无电流通过内电路，所以U内=0，此时E=U外，即电源电动势等于电源没有接入电路时的路端电压。
③式E=I(R+r)只适用于外电路为纯电阻的闭合电路。
U外=E-Ir和E=U外+U内适用于所有的闭合电路。
闭合电路欧姆定律相干的定义①内电路：电源内部的电路叫做闭合电路的内电路。
②内阻：内电路的电阻叫做电源的内阻。
③内电压：当电路中有电流通过时，内电路两端的电压叫内电压，用U内表示。
④外电路：电源外部的电路叫闭合电路的外电路。
⑤外电压：外电路两端的电压叫外电压，也叫路端电压，用U外表示。
⑥电动势：电动势表示在不同的电源中非静电力做功的本领，常用符号E(有时也可用ε)表示。
电动势与电压的区分电动势是对电源而言的，它描写移送单位电量时非静电力做功的多少，即移送1库电量时其他情势的能转化为电能的多少。
电压是对某一段电路而言的，它描写在这段电路中移送单位电量时电场力做功的多少，即移送1C电量时电能转化为其他情势能的多少。
两者是截然不同的物理量，万勿混淆，顺便指出，从能量转化观点来说，电势差、电压、电压降、电压缺失等，都表示电场力移送单位电量时电能转化为其他情势能的多少，只不过是几种情势不同的说法而已，习惯上在静电学中常用“电势差”的说法;在电路问题中常用“电压”的说法;在串连分压电路中，常把分压电阻上的电压叫做“电压降”;在远距离输电问题中，输电导线上的电压是没有利用价值的，常叫做“电压缺失”。
闭合电路欧姆定律
《闭合电路欧姆定律》
闭合电路中的功率 1．电源的总功率：P总=EI=IU+IU’=IU+I^2 r=P出 +P内
2．电源内耗功率：P内= IU’= P总- P出 3．电源的输出功率：P出= IU=IE-I^2 r= P总- P内
《闭合电路欧姆定律》
《闭合电路欧姆定律》
《闭合电路欧姆定律》
闭合电路欧姆定律内容 ：
闭合电路中的电流跟电源电动势成正比， 跟内、外电路电阻之和成反比，这个结论叫 做闭合电路欧姆定律。
《闭合电路欧姆定律》
闭合电路欧姆定律电路图：
《பைடு நூலகம்合电路欧姆定律》
2．表达式
电流表达式：
E I /(r R)
电压表达式：
E Ir IR
《闭合电路欧姆定律》 3．适用范围 ：
由于一般电源的内阻r很小，故外电压U随电流I的变 化不太明显，实际得到的图线往往很平，只画在坐标 纸上的上面一小部分，为充分利用坐标纸，往往将横 轴向上移，如下右图所示的实验图线。此时应注意， 图线与横轴的交点，并非短路电流，不可盲目用它求 内阻，但图线与纵轴的交点仍代表电动势E，图线斜 率的绝对值仍等于内阻r
也可以得到路端电压随外电阻增大而增大的结论。
U IR ER /( R r ) E /(1 r / R)
《闭合电路欧姆定律》
路端电压与电流的关系（U一I图象）
如下左图所示为U一I图象，
《闭合电路欧姆定律》
图线为一条直线，与纵轴交点为电 源电动势与横轴交点为短路电流，直 线的斜率的绝对值等于电源内阻。
外电路是纯电阻的电路。 路端电压U 外电路两端的电压，即电源的输出电压
U E Ir
(人教版)高二物理选修2.7.闭合电路的欧姆定律
Q外=I 2Rt Q内=I 2 rt
2. 在时间 t 内，内电路中电流做功产生的热为多少？
3. 电流流经电源时，在时间 t 内非静电力做多少功？
W = Eq = EIt 4. 根据能量守恒定律，以上各能量之间有什么关系？
根据能量守恒定律，非静电力做的功应该等于内、
外电路中电能转化为其他形式的能的总和。 W = Q外 + Q内 即 EIt = I 2Rt ＋I 2 rt
如图所示电路中，将小灯泡与3 V的电源相接 ，小灯泡 发光。如果将另一个灯泡再串联入电路中，大家猜想一下， 会出现什么情况呢？ 实验现象:灯没有变得更亮或是被烧坏，而是变暗了。
这是什么原因呢？
1. 什么是电源？
把其他形式的能转换成电能的装置。
...
2. 电源电动势的概念？物理意义？
（1）定义：在电源内部非静电力把单位正电荷从电 源的负极移到正极所做的功。 （2）意义：电动势表示电源将其他形式的能转化为 电能本领。
所以灯泡的实际功率也将减小。
例1 :如图所示，R1 = 8.0 Ω，R2 = 5.0
Ω ，当单刀双掷开关 S 扳到位置 1 时 ，测得的电流 I1 = 0.2 A；当S 扳到位 置 2 时，测得电流 I
2 A
...
S
1
R1 R2
2
= 0.3 A。求电源
E r
电动势E 和内电阻r。
E I1 R 1 I1r
3. 如何计算电路中电能转化为其他形式的能？
W = IUt
对于纯电阻电路
2 U W IUt I 2 Rt t R
1．闭合电路．
...
内部 (1)闭合电路的组成：①内电路：电源________ 的电
高中物理：闭合电路的欧姆定律
高中物理：闭合电路的欧姆定律【知识点的认识】1．闭合电路欧姆定律（1）内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比。
（2）公式：①I＝（只适用于纯电阻电路）；②E＝U外+Ir（适用于所有电路）。
2．路端电压与外电阻的关系：一般情况U＝IR＝•R＝，当R增大时，U增大特殊情况（1）当外电路断路时，I＝0，U＝E＝，U＝0（2）当外电路短路时，I短【命题方向】（1）第一类常考题型是对电路的动态分析：如图所示，电源电动势为E，内阻为r，当滑动变阻器的滑片P处于左端时，三盏灯L1、L2、L3均发光良好。
在滑片P从左端逐渐向右端滑动的过程中，下列说法中正确的是（）A．小灯泡L1、L2变暗B．小灯泡L3变暗，L1、L2变亮C．电压表V1、V2示数均变大D．电压表V1、V2示数之和变大分析：在滑片P从左端逐渐向右端滑动的过程中，先分析变阻器接入电路的电阻如何变化，分析外电路总电阻的变化，由闭合电路欧姆定律分析干路电流的变化，即可由欧姆定律判断L2两端电压的变化，从而知道灯泡L2亮度的变化和电压表V2示数的变化。
再根据路端电压的变化，分析灯泡L3亮度的变化和电压表V1示数的变化；根据干路电流与L3电流的变化，分析L1电流的变化，即可判断灯泡L1亮度的变化。
根据路端电压的变化，判断两电压表示数之和的变化。
解：B、滑片P向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，整个闭合回路的总电阻变大，根据闭合欧姆定律可得干路电流I＝变小，灯泡L2变暗，故B错误。
C、灯泡L2两端电压U2＝IR2变小，即电压表V2示数变小，电压表V1的读数为U1＝E﹣I （r+R2），变大，故C错误。
A、小灯泡L3变亮，根据串、并联电路的特点I＝I1+I3，I减小，I3＝变大，则通过小灯泡L1的电流I1减小，小灯泡L1变暗，故A正确。
D、电压表V1、V2示数之和为U＝E﹣Ir，I减小，U增大，故D正确。
故选AD。
点评：本题首先要搞清电路的连接方式，搞懂电压表测量哪部分电路的电压，其次按“局部→整体→局部”的思路进行分析。
高中物理人教必修三第12章第1节 闭合电路的欧姆定律(二)闭合电路欧姆定律20202021学年
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电路中的能量转化
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三.路端电压与负载的关系
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路端电压与负载的关系
由路端电压: U E Ir
I E Rr
【探究结论】 R增大，电流减小，路端电压增大 R减小，电流增大，路端电压减小
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断路(R→∞ I=0)
两 短路(R=0)
种
AB A
特 殊 情
外电路
Rs
Er
内电路
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2.闭合回路的电流方向
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，通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流
方向由负极流向正极。
+
+
+
+
R
+
+
+ +
+
+
-
+ +
内电路与外电路中的总电流是相同的。
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问题探究：闭合电路中电势如何变化？
解: 得:
E I1R1 I1r E I2R2 I2r
E 3.0V
r 1
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例2.在U-I图象中，由图象做出的下列判断中，正确的是（ACD ）
A.被测电池的电动势为1.5V B.被测电池的内电阻为2.0Ω C.外电路短路时的电流约为3.0A D.从图象的A点变化到B点，外电路电阻变小
求：
①电源的最大输出功率； ②R1上消耗的最大功率； ③R2上消耗的最大功率。
R2 R1
Er
① 2.25W；② 2W；③ 1.5W。
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闭合电路的欧姆定律
（一）闭合电路欧姆定律1、电源电动势：电源是把其他形式的能转化为电能的装置。
电动势是表征电源把其他形式的能量转换成电能的本领大小的物理量；电动势的大小由电源本身的性质决定，数值等于电路中通过1C电量时电源所提供的能量，也等于电源没有接入电路时两极间的电压；电动势是标量，方向规定为由电源的负极经电源内部到正极的方向为电源电动势的方向。
2、闭合电路欧姆定律（1）闭合电路由电源的内部电路和电源的外部电路组成，也可叫含电源电路、全电路。
（2）在闭合电路里，内电路和外电路都适用部分电路的欧姆定律，设电源的内阻为r，外电路的电阻为R，那么电流I通过内阻时在电源内部的电压降U内=Ir，电流流过外电阻时的电压降为U外=IR，由U外＋U内=E，得。
该式反映了闭合电路中电流强度与电源的电动势成正比，与整个电路的电阻成反比，即为闭合电路欧姆定律，适用条件是外电路为纯电阻电路。
3、路端电压与负载变化的关系（1）路端电压与外电阻R的关系：（外电路为纯电阻电路）其关系用U—R图象可表示为：（2）路端电压与电流的关系U=E－Ir（普适式）其关系用U—I图象可表示为当R=∞时，即开路，当R=0时，即短路，其中，r=|tgθ|.4、闭合电路中的功率（1）电源的总功率（电源消耗的功率）P总=IE电源的输出功率（外电路消耗的功率）P输=IU电源内部损耗的功率：P损=I2r由能量守恒有：IE=IU＋I2r（2）外电路为纯电阻电路时：由上式可以看出：即当R=r 时，此时电源效率为：（2）当R>r 时，随R 的增大输出功率减小。
（3）当R<r 时，随R 的增大输出功率增大。
（4）当时，每个输出功率对应2个可能的外电阻R 1和R 2，且（二）“串反并同”定则：在外电路为混联的闭合电路中，讨论因某一电阻发生变化引起电路中各参量的变化时，可采用以下简单的方法：“串反并同”，当某一电阻发生变化时，与它串联的电路上的电流、电压、功率必发生与其变化趋势相反的变化；与它并联的电路上的电流、电压、功率必发生与其变化趋势相同的变化。
闭合电路的欧姆定律
闭合电路动态分析
在如图所示的电路中，将开关S由 断开变为闭合后，分析流经各个 电阻的电流及它们两端电压的变 化。电源的电动势及内阻不变。
R1
S
R2 R3
E r R4
闭合电路动态分析
A
R
R
在如图所示的电路中，将电阻R0 的滑片向下滑，分析电压表与电
V
R0
流表示数的变化。电源的电动势
及内阻不变。
R
R
外电阻越大，电流越小，外电压越大； 效率越大。
输出功率最大时：
当R
r时，I
E 2r
，U
E 2
，P出
E2 4r
；
50%
常见几种功率的分析
当滑动变阻器的滑片P左右滑动 时，分析电源输出功率，R1的 功率，R2的功率的变化。
R1
R2 P
Er
1、定值电阻功率最大的条件： P=I2R 通过定值电阻的电流最大
当R 时，P出 0；断路
当R
r时，P出
E2 4r
；输出功率最大
三个关系的区别与联系
P出 EI I 2r
所有电路
P出
E r
U
1U 2 r
所有电路
P出
E2 (R r)2
4r
R
纯电阻电路
在纯电阻电路中，三个特殊状态的联系：
当R
0时，I
E r
，U
0，P出
0；
短路
当R 时，I 0，U E，P出 0； 断路
3、规律： 当U 0时，P出 0； 短路
当U E时，P出 0； 断路
当U
E 2
时，P出
E2 4r
；输出功率最大
三、输出功率与电阻关系 P出 — R
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三、路端电压与外电阻的关系 1.路端电压与电流的关系 (1)公式：U＝___E_－__I_r___. (2)图象(U－I 图象)：如图所示是一条倾斜的_直__线___，该线与纵 轴交点的纵坐标表示_电__动__势___，斜率的绝对值表示_内__电__阻___.
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2.路端电压随外电阻的变化规律 (1)外电阻 R 增大时，电流 I__减__小__，路端电压 U_增__大___，当 R 增大到无限大(断路)时，I＝__0__，U＝_E___. (2)外电阻 R 减小时，电流 I__增__大__，路端电压 U_减__小___，当 R 减小到零时，I＝_I_短__，U＝_0___.
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2.(1)随着外电阻的减小，闭合电路的电流将增大，当外电阻 R ＝0 时，电流将无限大.( × ) (2)随着外电阻的增大，电源的输出功率将变大.( × ) (3)电源的输出功率越大，电源的效率就越高.( × )
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对电动势的理解 1.电动势的物理意义：它反映了电源把其他形式的能转化为电能 本领的大小，是电源的属性，与电源的体积、外电路无关.例如 干电池电动势都是 1.5 V，学生用蓄电池电动势都是 2 V，与体 积大小无关.这两种电池的电动势不同，表明电池把化学能转化 为电能的本领不同. 2.电动势的粗略测量：E 的数值等于没有接入外电路时电源正、 负两极间的电压，可以用阻值较大的电压表直接接在正、负极 两端粗略测量，其示数近似为电源电动势 E.
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[解析] 电源电动势等于电源开路时正、负极间的电压，电路闭 合时，由于存在内电压，此时电源两极间的电压小于电源电动 势，故 A 项错误；电源电动势是描述电源把其他形式的能转化 为电能本领的物理量，即在电路中通过一定电荷量时，电源提 供的电能越多，电动势越大，并不是电源把其他形式的能转化 为电能越多，电动势越大，因为转化的能量除与电动势有关外， 还与所经历的时间、用电情况有关，故 C 项错误；电动势和电 势差意义不同，电势差是表示电能转化为其他形式能的本领的 物理量，故 D 项错误. [答案] B
7
2.闭合电路欧姆定律 (1)内容：流过闭合电路的电流跟电源的电动势成__正__比__，跟电 路中内、外电阻之和成_反__比___.
E (2)表达式：I＝__R_＋__r_____.
8
我们用电压表直接连接电源的两端，电压表的读数________(选 填“大于”“小于”或“等于”)电源电动势.为什么？ 提示：小于 因为电源也有内阻，用电压表和电源正、负极相 连时，相当于电源与电压表串联组成闭合回路，电压表读数是 路端电压，小于电源电动势.
4
3.电池：同类型的干电池的电动势都是___1_.5____ V，蓄电池的电 动势都是__2_._0____ V.电源内部也是由导体组成的，因此也有电 阻，这个电阻叫做电源的_内__阻___.
5
1.(1)电源的电动势实质上就是电源两极之间的电压.( × ) (2)电动势越大，电源转化的电能就越多.( × ) (3) 电 动 势 越 大 ， 电 源 把 其 他 形 式 的 能 转 化 为 电 能 的 本 领 越 大.( √ )
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(多选)铅蓄电池的电动势为 2 V，这表示( ) A．电路中每通过 1 C 的电荷量，电源把 2 J 的化学能转化为电 能 B．铅蓄电池两极间的电压为 2 V C．铅蓄电池能在 1 s 内将 2 J 的化学能转化成电能 D．铅蓄电池将化学能转化成电能的本领比一节干电池(电动势 为 1.5 V)的大
6
二、闭合电路欧姆定律
1.闭合电路 (1)电路：一部分是电源外部的电路，称为_外__电__路___；另一部分是电源内部的电路，称为_内__电__路___. (2)电压：外电路两端的电压叫做__外__电__压__；内电路两端的电压 叫做_内__电__压___. (3)电动势与内、外电压的关系：在闭合电路中，内、外电路电 势的降落等于电源的_电__动__势___，即 E＝_U_内_＋__U__外_或 E＝__I_R_＋__I_r_. (4)电流：在外电路中，电流由_电__势__高__的一端流向__电__势__低__的一 端；在内电路中，电流由_电__势__低___的一端流向__电__势__高__的一端.
1
第4章 闭合电路欧姆定律和逻辑电路
第 1 节 闭合电路欧姆定律
2
第4章 闭合电路欧姆定律和逻辑电路
1.知道电源电动势和内电阻，理解电动势的概念. 2.掌握 闭合电路欧姆定律，并能用来分析、计算闭合电路的有关问题. 3.理解路端电压与外电阻的关系，能用闭合电路欧姆定律分析动 态电路.
3
一、电动势 1.电源：把其他形式的能转化为_电__能___的装置. 2.电动势 (1)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为_电__能___本领的物 理量. (2)大小：在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的_电__压___. 电动势符号为 E，单位：_伏__特___，单位符号：_V___.
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3.电动势与电压的区别
电动势
电压
物理意 表示非静电力做功将其他形 表示电场力做功将电能转
义不同 式的能转化为电能的本领 化为其他形式的能的本领
数值上等于将单位电荷量的 数值上等于将单位电荷量
数值大
正电荷从电源负极移到正极 的正电荷从导体一端移到
小不同
非静电力所做的功
另一端电场力所做的功
决定因 素不同
由电源本身决定
由电源、导体的电阻及导体 的连接方式决定
联系
电路闭合：E＝U 内＋U 外；电路断开：E＝U 外
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下面对电源电动势概念的认识正确的是( ) A．电源电动势等于电源两极间的电压 B．在闭合电路中，电动势等于内、外电压之和 C．电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领， 电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势越大 D．电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理意义相同，所以 单位也相同
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解析：选 AD．电路中每通过 1 C 的电荷量，铅蓄电池将 1 C 的 正电荷从负极移至正极克服静电力做功 W＝qU＝1 C×2 V＝ 2 J，电势能增加 2 J，即 2 J 化学能转化为电能，选项 A 正确； 当电池不接入外电路时，铅蓄电池两极间的电压为 2 V，当铅蓄 电池接入电路时，两极间的电压小于 2 V，选项 B 错误；铅蓄 电池的电动势为 2 V，表示非静电力将单位正电荷从电源的负极 通过电源内部移送到正极时所做的功为 2 J，即电能增加 2 J， 与时间无关，选项 C 错误；电动势表征电源把其他形式的能转 化为电能的本领的强弱，电动势大，转化本领大，则铅蓄电池 将化学能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为 1.5 V)的大， 选项 D 正确.