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第二讲 闭合电路欧姆定律
电动势
1.物理意义：反映不同电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量。电动势大，说明电源把其他形式的能转化为电能的本领大；电动势小，说明电源把其他形式的能转化为电能的本领小。
2.大小：等于外电路断开时的路端电压，数值上也等于把1 C的正电荷从电源负极移到正极时非静电力所做的功。
3.电动势的方向：电动势虽是标量，但为了研究电路中电势分布的需要，我们规定由负极经电源内部指向正极的方向(即电势升高的方向）为电动势的方向。
二、闭合电路欧姆定律
1.内容：闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟内、外电路电阻之和
成反比，这个结论叫作闭合电路欧姆定律。
2.表达式：a.电流表达式；
b.电动势表达式E=IR+Ir=U+Ur。
3.适用范围：外电路是纯电阻的电路。
三、路端电压U
外电路两端的电压叫路端电压，即电源的输出电压，U=E-Ir。
1.当外电阻R增大时，I减小，内电压减小，路端电压增大。当外电路断开时，I=0,U=E。
2.当外电阻减小时，I增大，内电压增大，路端电压减小。当电源两端短路时，外电阻R=0,，U=0。
3.路端电压也可以表示为，也可以得到路端电压随外电阻增大而增大的结论。
闭合电路的U-I图像
如图甲所示为闭合电路的U-I图像，由U=E-Ir知，图线为一条直线，纵轴截距为电源电动势，横轴截距为短路电流，图线的斜率的绝对值等于电源内阻
由于一般电源的内阻r很小，故外电压U随电流I的变化不太明显，实际得到的图线往往很平，只占用坐标纸一小部分，为充分利用坐标纸，往往将横轴向上移，如图乙所示。此时应注意，I1并非短路电流，不可盲目用它求内阻，但纵轴截距仍代表电动势E，图线斜率的绝对值仍等于内阻r。
一、闭合电路的功率及效率问题
电源总功率 任意电路：
纯电阻电路：
电源内部消耗的功率
电源的输出功率 任意电路：
纯电阻电路：
与外电阻R的关系 ①当时，电源的输出功率最大为 ②当时，随着R的增大输出功率越来越小 ③当时，随着R的增大输出功率越来越大 ④当时，每个输出功率对应两个外电阻，且
电源的效率 任意电路：
纯电阻电路：
二、两类图像的比较
电源图像 电阻图像
图形
物理意义 电源的路端电压随电路电流的变化关系 电阻中的电流随电阻两端电压的变化关系
截距 与纵轴交点表示电源电动势，与横轴交点表示电源短路电流 过坐标原点，表示没有电压时电流为零
坐标的乘积 表示电源的输出功率 表示电阻消耗的功率
坐标的比值 表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同 每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小
斜率（绝对值） 电源内阻 电阻大小
三、含容电路的分析与计算
1、电路简化：把电容器所处的支路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上。
2、电路稳定时电容器的处理方法：
（1）电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。
（2）电容器所在的支路中没有电流，与之串联的电阻无电压，相当于导线。
3.电容器的电荷量及变化的计算：
（1）利用计算电容器初、末状态所带的电荷量
（2）如果变化前后极板带电的电性相同，通过所连导线的电荷量为
（3）如果变化前后极板带电的电性相反，通过所连导线的电荷量为。
四、电路故障分析
1、故障特点：
（1）断路特点：表现为路端电压不为零而电流为零：
（2）短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但用电器或电阻两端电压为零。
1.如图所示的电路中，电阻。断开S后，电压表的读数为3 V；闭合S后，电压表的读数为2 V，则电源的内阻r为( )
A. B. C. D.
2.电源的电动势为4.5V，外电阻为4.0Ω时，路端电压为4.0V，如果外电路上再并联一个6.0Ω的电阻，则路端电压为（）
A．3.72V B．4.0V C．4.3V D．4.5V
3.如图所示的电路中，把R由改变为时，电流减小为原来的一半，则电源的内电阻应为( )
A. B. C. D.
4.如图所示电路中，发光，、不亮，有读数，没有读数，则产生的故障应是（只有一处有故障）( )。
A.灯泡断路 B.灯泡断路 C.灯泡短路 D.灯泡短路
5.如图所示，是光敏电阻（光照增强，电阻减小），C是电容器，是定值电阻。当受到的光照强度减弱时( )。
A.电阻上的电流增大 B.光敏电阻上的电压减小
C.电源两端电压减小 D.电容器C的带电荷量减小
6.“恒流源”是一种特殊的电源，其输出的电流始终保持不变。如图所示的电路中电源是恒流源，当滑动变阻器滑片P向右移动时，下列说法中正确的是( )
A.两端的电压变小 B.两端的电压变大
C.两端的电压变小 D.两端的电压变化量小于两端的电压变化量
7.电源的两个重要参数分别是电动势和内电阻.对一个电路有两种特殊情况：当外电路断开时，电源两端的电压等于电源电动势；当外电路短路时，短路电流等于电动势和内电阻的比值.现有一个电动势为、内电阻为的电源和一阻值为的定值电阻，将它们串联或并联组成的系统视为一个新的等效电源，这两种连接方式构成的等效电源分别如图甲和乙中虚线框所示.设新的等效电源的电动势为，内电阻为.试根据以上信息，判断下列说法中正确的是( )
A.甲图中的， B.甲图中的，
C.乙图中的， D.乙图中的，
8.如图所示，电源电动势，小灯泡L标有“2 V 0.4 W”字样，开关S接1，当变阻器调到时，小灯泡L正常发光；现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作，则( )
A.电动机的内阻为 B.电动机正常工作的电压为1 V
C.电源内阻为 D.电源总功率为0.4 W
答案以及解析
1.答案：A
解析：若断开S，则电压表的示数等于电源电动势。若闭合S，据串联电路电压分配关系可得，且，得出，故选项A正确。
2.答案：A
解析：
答案：D
3.解析：根据闭合电路欧姆定律，当时，；当时，，解得，故选D。
答案：C
4.解析：因有读数，但不亮，可见短路，由于它的短路，使两端电压为零，中没有读数。所以C项正确。
5.答案：D
解析：当受到的光照强度减弱时，的电阻增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律分析知，总电流I减小，即流过的电流减小，故A项错误；根据闭合电路欧姆定律分析知，总电流I减小，路端电压，不变，则U增大，两端电压减小，所以光敏电阻上的电压增大，故B、C两项错误；由于电容器与并联，所以电容器两端电压减小，由公式可知，电容器带电荷量减小，故D项正确。
6.答案：D
解析：本题通过恒流源考查闭合电路欧姆定律及电路的动态分析。电源输出电流始终保持不变，滑片P由图示位置向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，则电路总电阻也变大，而电源输出电流不变，由闭合电路欧姆定律可知，并联部分电压增大，所以两端的电压变大，是定值电阻，所以通过的电流变大，总电流不变，则通过的电流减小，所以两端的电压变小，则两端的电压变大，故A、B、C错误；两端的电压变小，两端的电压变大，和两端的电压之和变大，则两端的电压变化量小于两端的电压变化量，故D正确。
7.答案：D
解析：AB.甲图中的，。故AB错误；
CD.乙图中的等于间的电压，则有：，内电阻等于与并联的阻值，即有：，故C错误，D正确。
8.答案：C
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