闭合电路欧姆定律知识点.pdf

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1、闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律（电流表的内外接法、限流式分压式接法电流表的内外接法、限流式分压式接法）一、电流表的内接和外接一、电流表的内接和外接在电学实验中通常需要用电器两端的电压和通过用电器的电流，这时要利用伏安法测电阻，通常用伏安法测电阻时，可采用如图所示的两种接法：电流表外接法电流表内接法1、分析：【电流表外接法】用 R真、R测分别表示待测电阻 Rx测量值，RA、RV分别表示电流表和电压表的内阻。由此可看出，测量值小于真实值所以，当 RVRx时，R测越接近 R真，误差越小。【电流表外接法】用 R真、R测分别表示待测电阻 Rx测量值，RA、RV分别表示电流表和电压表的内阻。由此可看出，

2、测量值大于真实值所以，当 RxRA时，R测越接近 R真，误差越小。2、电流表内、外接判断方法：采用电流表内接法的条件：RxRA；采用电流表外接法的条件：RvRx当不满足 RxRA和 RvRx关系时：当（即 Rx大电阻)时用内接法。当（即 Rx小电阻)时用外接法。当实验试探法：时，用内、外接法均可。若伏特表示数变化比例大，即若伏特表示数变化比例大，即IU宜外接宜外接若安培表示数变化比例大，即若安培表示数变化比例大，即IU宜内接宜内接3、规律口诀：大内小外大内小外IIUU含义:a:大电阻用内接法，小电阻用外接法。b:内接法测量值偏大，外接法测量值偏小。R RVRA用内接法即x2Rx RVRA用外接

3、法2二、滑动变阻器的限流式和分压式接法二、滑动变阻器的限流式和分压式接法（一）滑动变阻器在电路中的两种接法：（一）滑动变阻器在电路中的两种接法：1 1通过改变变阻器电阻来改变电路中的电流，以控制电路中的电流限流式；通过改变变阻器电阻来改变电路中的电流，以控制电路中的电流限流式；如图 1 所示，当滑动头 P 从右端向左移动过程，滑动变阻器电阻逐渐减小，电路中的电流逐渐增大，变阻器起控制电路电流作用。限流式接法注意：实验开始时应使滑动变阻器连入电路的电阻最大。2 2通过变阻器改变电阻来改变用电器两端的电压，起调压器的作用分压式。通过变阻器改变电阻来改变用电器两端的电压，起调压器的作用分压式。如图

4、2 所示，电阻 R 与变阻器左边电阻并联,用电器与左边电阻的电压相等，改变 P 的位置改变用电器 R 两端电压，实现调制电压作用。3 3电压和电流的调节电压和电流的调节 X X 围围RUUU U；电流 X 围：。R RpR RpR（上式中：R为用电器的电阻，Rp 为滑动变阻器的全电阻。）可见：限流电路的调节 X 围与Rp 有关。在电源电压U和用电器电阻R一定时，Rp 越大，用电器上电压和电流的调节 X 围也越大；当Rp 比R小得多时，用电器上的电压限流式接法电压 X 围：和电流的调节 X 围都很小。分压式接法电压 X 围：0 U；电流 X 围：0 UR。可见：分压式接法的电压和电流的调节X 围

5、与滑动变阻器 Rp 无关。4 4两种电路的比较：两种电路的比较：分压电路的电流和电压调节 X 围都大于限流电路的调节 X 围。在电源滑动变阻器和用电器一定的条件下，限流电路消耗的电能小于分压电路消耗的电能。5 5选择原则：选择原则：由于限流式电路能节约能源，一般情况下优先选择限流式接法（以提高电路效率）。但在下列几种情况下，必须选择分压式连接方式：当滑动变阻器全电阻远小于被测电阻时，且实验要求电压（电流）的变化 X 围较大；明确要求某部分电路的电压从零开始变化；例：测定小灯泡的伏安特性曲线。若采用限流接法，电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流。三、闭合电路欧姆定律三、闭合电路欧姆定律(1)(

6、1)内、外电路内、外电路内电路：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 r内电路分得的电压称为内电压，外电路：电源两极间包括用电器和导线等,外电路的电阻叫做外电阻 R,外电路分得的电压称为外电压(在电闭合电路中两源两极的电压是外电压)(2)(2)闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律适用条件：纯电阻电路内容：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，即I=E/（R+r）研究闭合电路，主要物理量有E、r、R、I、U，前两个是常量，后三个是变量。E U外U内U E Ir(U I关系)I 表达形式：E(I R关系)R rRU E(U R关

7、系)R r(3)(3)路端电压跟负载的关系路端电压跟负载的关系路端电压：路端电压：外电路的电势降落，也就是外电路两端的电压UEIr,路端电压随着电路中电流的增大而减小；路端电压随外电阻变化的情况：RIU，反之亦然。电源的外特性曲线电源的外特性曲线路端电压随电流变化的图象：(U 一 I 关系图线)图象的函数表达：UEIr当外电路断路时(即 R,I0)，纵轴上的截距表示电源的电动势(端)；当外电路短路时(R0,U0)，横坐标的截距表示电源的短路电流I 短=E/r；图线的斜率的绝对值为电源的内电阻某点纵坐标和横坐标值的乘积为电源的输出功率，在图中的那块矩形的“面积”表示电源的输出功率，该直线上任意一

8、点与原点连线的斜率表示该状态时外电阻的大小；当E/2(即 R=r)时，出最大。50注意：坐标原点是否都从零开始：若纵坐标上的取值不从零开始取，则该截距不表示短路电流。(4).(4).闭合电路的输出功率闭合电路的输出功率电源的总功率电源的总功率：P总=IE=IU外十 IU内=IUI2r，(闭合电路中内、外电路的电流相等，所以由外内)电源的输出功率电源的输出功率与电路中电流的关系:=；当时，当时，表明有极值存大。EEE2E2E2E22P IE I r r(I I)rI 2I()r(I)r2r2r4r2r4r22当I E2r时,电源的输出功率最大，PmE24r电源的输出功率与外电路电阻的关系电源的输

9、出功率与外电路电阻的关系:(等效于如图所示的电路)E2E2RE2P出 P总P内 IEI r IU I R()R2Rr(Rr)4RrRr24rR222当 Rr 时(I=E/2r),电源有最大输出功率：PmaxE4r结论：结论：当外电路的电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大。要使电路中某电阻 R 的功率最大；条件 R=电路中其余部分的总电阻例：电阻 R 的功率最大条件是：R=R0+r输出功率随外电阻变化的图线输出功率随外电阻变化的图线(如图所示)；由图象可知，I.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 Rl和 R2，不难证明r R1R2II.当 Rr 时，若 R 增大，则 P出减小IV.在电源外特性曲线上某点纵坐标和横坐标值的乘积为电源的输出功率，在图中的那E块矩形的面积表示电源的输出功率，当2时，最大。应注意: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电源内阻上的热功率电源内阻上的热功率：内内I2。2电源的供电效率电源的供电效率P出IUUI RR当电源的输出功率达最大时，P总IEEI2(R r)R r50。