課程內(nèi)容

《閉合電路的歐姆定律》
思考：
1、最簡單的電路由哪幾部分組成？
   有電源、用電器、開關(guān)、導線組成。
2、用電器中持續(xù)恒定電流的條件是什么？
   用電器兩端有恒定的電壓，即用電器接在電源的兩極上。
一、閉合電路
1、用導線把電源、用電器連成一個閉合電路。
外電路：電源外部的用電器和導線構(gòu)成外電路。
內(nèi)電路：電源內(nèi)部是內(nèi)電路。
2、閉合回路的電流方向
在外電路中，電流方向由正極流向負極，沿電流方向電勢降低。
在內(nèi)電路中，即在電源內(nèi)部，通過非靜電力做功使正電荷由負極移到正極，所以電流方向為負極流向正極。
3、電路中的電勢變化情況
（1）在外電路中，沿電流方向電勢降低。
（2）在內(nèi)電路中，一方面，存在內(nèi)阻，沿電流方向電勢也降低；另一方面，沿電流方向存在電勢“躍升”。
討論：
1、若外電路中的用電器都是純電阻R，在時間t內(nèi)外電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？
   E_外=I²Rt
2、內(nèi)電路也有電阻r，當電流通過內(nèi)電路時，也有一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是多少？
   E_內(nèi)=I²rt
3、電流流經(jīng)電源時，在時間t內(nèi)非靜電力做多少功？
   W=Eq=EIt
結(jié)論：根據(jù)能量守恒定律，非靜電力做的功應該等于內(nèi)外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的總和。
     W=E外+E內(nèi)
 即：EIt=I²Rt+I²rt
二、閉合電路歐姆定律
1、對純電阻電路
   E=IR+Ir
   I=E/(R+r)
說明：
（1）U_外=IR是外電路上總的電勢降落，習慣上叫路端電壓。
（2）U_內(nèi)=Ir是內(nèi)電路上的電勢降落，習慣上叫內(nèi)電壓。
（3）E=IR+Ir   E=U_內(nèi)+U_外
2、表述：閉合電路中的電流跟電源的電勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。
I=E/(R+r)  外電路是純電阻電路。
三、路端電壓跟負載的關(guān)
外電路兩端的電壓叫路端電壓。
1、R增大，電流減小，路端電壓增大
   R減小，電流增大，路端電壓減小
路端電壓：U=E-Ir
2、兩個特例
（1）外電路斷路時，R→∞，I=0，U_端=E
（2）外電路短路時，R=0，I=E/r，U_端=0
3、電源的外特性曲線——路端電壓U隨電流I化的圖象。
（1）圖象的函數(shù)表達：U=E-Ir
（2）圖象的物理意義
①在縱軸上的截距表示電源的電動勢E。
②在橫軸上的截距表示電源的短路電流 I_短=E/r
③圖象斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，圖線傾斜得越厲害。
四、閉合電路中的功率
由于閉合電路中內(nèi)、外電路的電流相等，所以由E=U_外+U_內(nèi)
  得：EI=U_外I+U_內(nèi)I
1、電源提供的功率（電源功率）：P_總=EI
2、電源的輸出功率（外電路得到的功率）：P_外=U_外I
   說明：外電路可以是任何電路。
3、電源內(nèi)阻上的熱功率：P_內(nèi)=U_內(nèi)I=I²·r
4、供電效率：η=P_出/P_總=U_外/E（外電路可以是任何電路）