二、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,包括用电器和导线等.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,即I=E/(R+r)
②由E=U+Ir可知,电源电势能等于内外压降之和; ③适用条件:纯电阻电路 (3)路端电压跟负载的关系
①路端电压:根据U=IR=ER/(R+r)=E/(1+r/R)可知,当 R增大时,U增大;当R减小时,U减小。表示为U-R图象如右 ②U一I关系图
由闭合电路欧姆定律知:U=E-Ir , 路端电压随着电路中电流的增大而减小; U一I关系图线如图示
当电路断路即I=0时,纵坐标的截距为电动势E;当外电路电压为U=0时,=E/r为短路电流;图线的斜率的绝对值为电源的内电阻. (4).闭合电路的输出功率
①功率关系:P总=EI=U外I十U内I= UI+I2r,
I E②电源的输出功率与电路中电流的关系:P出=EI-I2r r r r
2
2
横坐标的截距I短
当I r
时,电源的输出功率最大,Pm E
2
r
E2
③电源的输出功率与外电路电阻的关系:P IR 出
2
R r
R
2
2
4r
当R=r时也即I=E/2r时,电源的输出功率最大, Pm E
r
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Rl和R2
,不难证明r 还可以看出:当R<r时,若R增大,则P出增大;当R>r时,若R增大,则P出减小.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 ④电源的供电效率
UPR出
100% 外 100% 100% P总ER r
【例1】如图所示,电压表 Vl、V2串联接入电路中时,示数分V,当电压表V2接入电路中时,如图(2)所示,示数为 10 V,动势为多少?
别为8 V和4 求电源的电