第四节 闭合电路欧姆定律推荐.docVIP

第四节 闭合电路欧姆定律 [知识要点] （一）电源 电源是将其他形式的能转变为电能的装置。直流电源有正、负两个极，正极电势高，负极电势低。整个电路接通时，在电源外部（称外电路）电场力对运动电荷作功，电流方向从正极流向负极；在电源内部（称内电路），非静电力对运动电荷作功，电流从负极流向正极。 （二）电源电动势 电源电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，用表示，电源的电动势，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。 （三）闭合电路欧姆定律 闭合电路中的电流强度跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比。用公式表示如下： 式中 R——外电路的电阻； r——内电路的电阻。 由于欧姆定律既适用于外电路也适用于内电路，外电路两端民压称路端电压，故有： =IR+Ir=U端+U内 当电源一定时，电流、路端电压随外电阻的改变而改变，情况如下表所示： 外电阻(R)变化情况 增大 R=（断路） 减小 R=0(短路) 电流强度(I)变化情况 减小 0 增大 I短/r 路端电压(U)变化情况 增大 U= 减小 0 内电压(Ir)变化情况 减小 0 增大 U内= （四）串联电池组 把n个电池按正负极顺次连接起来，如图9-42所示就组成串联电池组。它的电动势等于各个电池电动势之和，内电阻等于各个电池内电阻之和，若每个电池的电动势均匀为，内电阻均为r，则 串=n, r串=nr [疑难分析] 当闭合电路中某个电阻的阻值发生变化时，总电路和各分电路中，各电学量发生相应变化情况的定性分析。 闭合电路中，当某分电路中的一个电阻的阻值发生变化时，首先引起的是该分路电阻的变化和闭合电路的总电阻变化，从而使闭合电路的总电流和路端电压，各分电路的电流强度，电压发生相应的变化，同时也使与电流强度，电压相关的电学量（如电功，电功率等）发生相应的变化。 对这类问题进行分析，判断时应注意如下几点： （1）一般应按局部总体局部的顺序进行。但是，当已知总电流（或路端电压、电源输出功率等）所发生的变化时，并不排除按总体局部的顺序进行推断。 （2）无论是串联电路还是并联电路中的任何一个电阻增大（或减小）时，该部分电路的总电阻总是增大（或减小）的。 （3）分析、判断的依据是欧姆定律和闭合电路的欧姆定律，以及串联电路和并联电路的特点。在分析，判断时，应避开不确定因素，采用变换形式进行推断。 例如，在分析当外电路总电阻R增大、路端电压U将如何变化时，我们可以根据闭合电路的欧姆定律，知道总电流I将减小，因IR变化趋势相反，很难再直接由欧姆定律U=IR判断出U是增大还是减小。这时应以路端电压式U=-Ir来判断，从而得出因总电阻R增大而引起总电流I减小时，路端电压U将增大这一结论。 又如，闭合电路中有一段由滑动变阻器R1和定值电阻R2并联而成的分电路，如图9-43所示，当R1增大时，若已推断出R1，R2两端的电压U将增大，通过R1，R2的电流I将减小，接着应如何判断通过R1的电流I1和R2消耗的电功率P2将变大，还是变小？ 显然，因U和R1均增大，因而不能直接由来得出I1变化的情况，这时，应先判断通过R2的电流将增大，再由I1=I-I2，得出I1将减小的结论。然后再由P2=，得出P2将增大的结论。 由上可见，电流是分析电路的核心，电流结果有了，整个电路就活了，电路也就不难分析求解了。 [例题解析] 1.在图9-44所示的三个电路中，安培A和伏特计V的读数将如何变化？在图(a)中，滑动触头向b端滑动；在图(b)中K闭合；在图(c)中K闭合。 解析：在图(a)中，当滑动触头向b端滑动时，电路中总电阻增大，因而总电流减小，A的读数减小，由于总电流减小，因而内电压减小，端电压增大，V的读数增大。 在图(b)中，K闭合时，电路总电阻减小，回路中总电流增大，A的读数增大，内电压增大，端民压减小，V的读数减小。 在图(c)中，K闭合时，总电阻减小，总电流增大，内电压增大，因而端电压减小，V的读数减小，由于端电压减小，所以流过R1的电流减小，A的读数减小。 2.图9-45所示电路，R1，R2，R4为定值电阻，R3为滑线变阻器（它的总电阻为R3）。R3R1,R3R2。试问当R3的滑动端P从变阻器的右端M移到左端N的过程中，三只电表的示数将如何变化？（电表为理想电表） 解析：P在滑动变阻器R3的某一点，设PM间的电阻为R31，PN间的电阻为R32，则外电路的总电阻为R=R4+式中后一项的分子是两个变量的乘积，而这两个变量的和即R1+R31+R2+R32=R1+R2+R3是定值。故当R1+R31=R2+R32时，R有最大值，这时，根据I=，电流表A的示数有最小值。再根据U