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第二講 閉合電路歐姆定律
電動勢
1.物理意義：反映不同電源把其他形式的能轉化為電能的本領大小的物理量。電動勢大，說明電源把其他形式的能轉化為電能的本領大；電動勢小，說明電源把其他形式的能轉化為電能的本領小。
2.大小：等于外電路斷開時的路端電壓，數值上也等于把1 C的正電荷從電源負極移到正極時非靜電力所做的功。
3.電動勢的方向：電動勢雖是標量，但為了研究電路中電勢分布的需要，我們規定由負極經電源內部指向正極的方向(即電勢升高的方向）為電動勢的方向。
二、閉合電路歐姆定律
1.內容：閉合電路中的電流跟電源電動勢成正比，跟內、外電路電阻之和
成反比，這個結論叫作閉合電路歐姆定律。
2.表達式：a.電流表達式；
b.電動勢表達式E=IR+Ir=U+Ur。
3.適用范圍：外電路是純電阻的電路。
三、路端電壓U
外電路兩端的電壓叫路端電壓，即電源的輸出電壓，U=E-Ir。
1.當外電阻R增大時，I減小，內電壓減小，路端電壓增大。當外電路斷開時，I=0,U=E。
2.當外電阻減小時，I增大，內電壓增大，路端電壓減小。當電源兩端短路時，外電阻R=0,，U=0。
3.路端電壓也可以表示為，也可以得到路端電壓隨外電阻增大而增大的結論。
閉合電路的U-I圖像
如圖甲所示為閉合電路的U-I圖像，由U=E-Ir知，圖線為一條直線，縱軸截距為電源電動勢，橫軸截距為短路電流，圖線的斜率的絕對值等于電源內阻
由于一般電源的內阻r很小，故外電壓U隨電流I的變化不太明顯，實際得到的圖線往往很平，只占用坐標紙一小部分，為充分利用坐標紙，往往將橫軸向上移，如圖乙所示。此時應注意，I1并非短路電流，不可盲目用它求內阻，但縱軸截距仍代表電動勢E，圖線斜率的絕對值仍等于內阻r。
一、閉合電路的功率及效率問題
電源總功率 任意電路：
純電阻電路：
電源內部消耗的功率
電源的輸出功率 任意電路：
純電阻電路：
與外電阻R的關系 ①當時，電源的輸出功率最大為 ②當時，隨著R的增大輸出功率越來越小 ③當時，隨著R的增大輸出功率越來越大 ④當時，每個輸出功率對應兩個外電阻，且
電源的效率 任意電路：
純電阻電路：
二、兩類圖像的比較
電源圖像 電阻圖像
圖形
物理意義 電源的路端電壓隨電路電流的變化關系 電阻中的電流隨電阻兩端電壓的變化關系
截距 與縱軸交點表示電源電動勢，與橫軸交點表示電源短路電流 過坐標原點，表示沒有電壓時電流為零
坐標的乘積 表示電源的輸出功率 表示電阻消耗的功率
坐標的比值 表示外電阻的大小，不同點對應的外電阻大小不同 每一點對應的比值均等大，表示此電阻的大小
斜率（絕對值） 電源內阻 電阻大小
三、含容電路的分析與計算
1、電路簡化：把電容器所處的支路視為斷路，簡化電路時可以去掉，求電荷量時再在相應位置補上。
2、電路穩定時電容器的處理方法：
（1）電容器兩端的電壓等于與之并聯的電阻兩端的電壓。
（2）電容器所在的支路中沒有電流，與之串聯的電阻無電壓，相當于導線。
3.電容器的電荷量及變化的計算：
（1）利用計算電容器初、末狀態所帶的電荷量
（2）如果變化前后極板帶電的電性相同，通過所連導線的電荷量為
（3）如果變化前后極板帶電的電性相反，通過所連導線的電荷量為。
四、電路故障分析
1、故障特點：
（1）斷路特點：表現為路端電壓不為零而電流為零：
（2）短路特點：用電器或電阻發生短路，表現為有電流通過電路但用電器或電阻兩端電壓為零。
1.如圖所示的電路中，電阻。斷開S后，電壓表的讀數為3 V；閉合S后，電壓表的讀數為2 V，則電源的內阻r為( )
A. B. C. D.
2.電源的電動勢為4.5V，外電阻為4.0Ω時，路端電壓為4.0V，如果外電路上再并聯一個6.0Ω的電阻，則路端電壓為（）
A．3.72V B．4.0V C．4.3V D．4.5V
3.如圖所示的電路中，把R由改變為時，電流減小為原來的一半，則電源的內電阻應為( )
A. B. C. D.
4.如圖所示電路中，發光，、不亮，有讀數，沒有讀數，則產生的故障應是（只有一處有故障）( )。
A.燈泡斷路 B.燈泡斷路 C.燈泡短路 D.燈泡短路
5.如圖所示，是光敏電阻（光照增強，電阻減小），C是電容器，是定值電阻。當受到的光照強度減弱時( )。
A.電阻上的電流增大 B.光敏電阻上的電壓減小
C.電源兩端電壓減小 D.電容器C的帶電荷量減小
6.“恒流源”是一種特殊的電源，其輸出的電流始終保持不變。如圖所示的電路中電源是恒流源，當滑動變阻器滑片P向右移動時，下列說法中正確的是( )
A.兩端的電壓變小 B.兩端的電壓變大
C.兩端的電壓變小 D.兩端的電壓變化量小于兩端的電壓變化量
7.電源的兩個重要參數分別是電動勢和內電阻.對一個電路有兩種特殊情況：當外電路斷開時，電源兩端的電壓等于電源電動勢；當外電路短路時，短路電流等于電動勢和內電阻的比值.現有一個電動勢為、內電阻為的電源和一阻值為的定值電阻，將它們串聯或并聯組成的系統視為一個新的等效電源，這兩種連接方式構成的等效電源分別如圖甲和乙中虛線框所示.設新的等效電源的電動勢為，內電阻為.試根據以上信息，判斷下列說法中正確的是( )
A.甲圖中的， B.甲圖中的，
C.乙圖中的， D.乙圖中的，
8.如圖所示，電源電動勢，小燈泡L標有“2 V 0.4 W”字樣，開關S接1，當變阻器調到時，小燈泡L正常發光；現將開關S接2，小燈泡L和電動機M均正常工作，則( )
A.電動機的內阻為 B.電動機正常工作的電壓為1 V
C.電源內阻為 D.電源總功率為0.4 W
答案以及解析
1.答案：A
解析：若斷開S，則電壓表的示數等于電源電動勢。若閉合S，據串聯電路電壓分配關系可得，且，得出，故選項A正確。
2.答案：A
解析：
答案：D
3.解析：根據閉合電路歐姆定律，當時，；當時，，解得，故選D。
答案：C
4.解析：因有讀數，但不亮，可見短路，由于它的短路，使兩端電壓為零，中沒有讀數。所以C項正確。
5.答案：D
解析：當受到的光照強度減弱時，的電阻增大，外電路總電阻增大，根據閉合電路歐姆定律分析知，總電流I減小，即流過的電流減小，故A項錯誤；根據閉合電路歐姆定律分析知，總電流I減小，路端電壓，不變，則U增大，兩端電壓減小，所以光敏電阻上的電壓增大，故B、C兩項錯誤；由于電容器與并聯，所以電容器兩端電壓減小，由公式可知，電容器帶電荷量減小，故D項正確。
6.答案：D
解析：本題通過恒流源考查閉合電路歐姆定律及電路的動態分析。電源輸出電流始終保持不變，滑片P由圖示位置向右移動時，滑動變阻器接入電路的電阻變大，則電路總電阻也變大，而電源輸出電流不變，由閉合電路歐姆定律可知，并聯部分電壓增大，所以兩端的電壓變大，是定值電阻，所以通過的電流變大，總電流不變，則通過的電流減小，所以兩端的電壓變小，則兩端的電壓變大，故A、B、C錯誤；兩端的電壓變小，兩端的電壓變大，和兩端的電壓之和變大，則兩端的電壓變化量小于兩端的電壓變化量，故D正確。
7.答案：D
解析：AB.甲圖中的，。故AB錯誤；
CD.乙圖中的等于間的電壓，則有：，內電阻等于與并聯的阻值，即有：，故C錯誤，D正確。
8.答案：C
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