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闭合电路欧姆定律第1页,共10页,2023年,2月20日,星期四第7节闭合电路欧姆定律第二章恒定电流第2页,共10页,2023年,2月20日,星期四先来学习几个概念。如右图所示的电路中:
1.闭合电路:用导线把电源、用电器等连接成的一个闭合电路。SREr
2.外电路:电源之外的电路。
3.内电路:电源内部的电路。内电路外电路在外电路中,电流从正极向负极流动,而正极电势高于负极电势。因此,在外电路中,沿电流方向电势逐步降低。课前准备第3页,共10页,2023年,2月20日,星期四一、闭合电路欧姆定律
1.推导闭合电路欧姆定律闭合电路中,之所以有源源不断的电流,是因为电源中的非静电力做功的缘故。而非静电力做功将把其他形式的能转化为电能,而电能则耗散在整个电路中。根据能量守恒定律,非静电力做的功等于外电路中消耗的能量E外与外电路中消耗的能量E内之和。即W=E外+E内EIt=I2Rt+I2rtE=IR+IrI表示干路电流;R为外电路总电阻;r为内阻;E为电源电动势。整理后得第4页,共10页,2023年,2月20日,星期四
2.闭合电路的欧姆定律⑴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。⑵表达式:⑶推论:E=IR+IrE=U外+U内U外=IR,为外电压,也称路端电压;U内=Ir为内压。上式表示:电源的电动势等于内外电路电势降落之和。电流经过电阻时,将产生一电势差,亦即“电势降落”。第5页,共10页,2023年,2月20日,星期四
二、路端电压与负载的关系
1.负载:电路中,消耗电能的元件。负载变化时,电路中的电流也就会变化,路端电压也随着变化。SRVAEr按如右图所示的电路连接电路。闭合开关,改变外电路的电路R,观察路端电压怎样随着负载的变化而变化。
2.通过实验分析路端电压与负载的关系第6页,共10页,2023年,2月20日,星期四第7页,共10页,2023年,2月20日,星期四⑴实验现象:滑片右移时,电流表示数变大,电压表示数变小;滑片左移时,电流表示数变小,电压表示数变大。负载变小,路端电压变小;⑶结论:负载变大,路端电压变大。⑵分析原因由闭合电路欧姆定律得知第8页,共10页,2023年,2月20日,星期四
3.两种特殊情况⑴当外电路断开时:U=E-0×rU=E上式表明:断路时的路端电压等于电源电动势。U=E-Ir⑵当电路两端短路时:I=0R=0短路电流一般地,电源的内阻r都很小,因此,绝对不允许将电源两端用导线直接连接在一起。第9页,共10页,2023年,2月20日,星期四
例题在右图中,R1=14Ω,R2=9Ω。当开关处于位置1时,电流表读数I1=0.2A;当开关处于位置2时,电流表读数I1=0.3A。求电源的电动势E和内电阻r。解:由闭合的电路欧姆定律,题述的两种情况可列以下两个方程:E=I1R1+I1r
①E=I2R2+I2r
②r=I1R1-I2R2I2-I1由①②可解得代入数值,得
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