答:I=E/(R+r)只适用于纯电阻电路(外电路是纯电阻的电路)。
解析:电源内部通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能,电能由通过内、外电路电场力做功转化为其他形式的能,欧姆定律本质是能量守恒定律。
Eq=Uq+U内q,E=U+U内+U+Ir,纯电阻电路U=IR,整理得E=I(R+r),即I=E/(R+r)。
闭合电路欧姆定律是高中物理电学部分中各种电路的基础内容,同时也是高中物理电路部分的重点内容,深刻理解并掌握本节内容对今后电路学习具有极大的帮助。下面是我给大家带来的高中物理闭合电路的欧姆定律知识点归纳,希望对你有帮助。
高中物理闭合电路的欧姆定律
定律说明了 闭合电路中的电流取决于两个因素即电源的电动势和闭合回路的总电阻,这是一对矛盾在电路中的统一。变式E=U外+U内=I (R+r)则说明了在闭合电路中电势升和降是相等的。
①用 电压表接在电源两极间测得的电压是 路端电压U外,不是内电路两端的电压U内,也不是电源电动势,所以U外<E。
②当电源没有接入电路时,因无电流通过内电路,所以U内=0,此时E=U外,即电源电动势等于电源没有接入电路时的 路端电压。
③式E=I (R+r)只适用于外电路为 纯电阻的闭合电路。U外=E-Ir和E=U外+U内适用于所有的闭合电路。
高中物理功率计算
路端电压与电动势
当电源两极断开、电源内部处于 平衡状态时,有
E+ K=0 E=U外
当外电路接通,电路中将出现 电流,这时上式应代之以
E+ K=j/σ
路端电压与外电阻R
当外电阻R增大时,根据可知,电流I减小(E和r为定值);内电压Ir减小,根据U外=E―Ir可知路端电压U外增大;当外电路断开时,I=0,此时U外=E。当外电阻R减小时,根据可知,电流I增大;内电压Ir增大。根据U外=E―Ir可知路端电压U外减小;当电路短路时,R=0,,U外=0。
①当外电路断开时,R=∞,I=0,Ir=0,U外=E,此为直接测量电源 电动势的依据。
②当外电路短路时,R=0,(短路电流)I=E/r,U外=0,由于电源内阻很小,所以短路时会形成很大的电流,这就要求我们绝对不能把电源两极不经负载而直接相连接。
电路功率
电源的总功率为P总=IE(只适用于外电路为 纯电阻的电路), 电源内阻消耗的功率为P内=I^2r,电源的输出功率为P出=IU外(只适用于外电路为纯电阻的电路)。
电源输出的最大功率:P=I^2R→Pmax=E^2/4r(r为电源内阻)
功率分配关系
P=P出+P内,即EI=UI+I^2r。
闭合电路上功率分配关系,反映了闭合电路中能量的转化和 守恒,即电源提供的电能,一部分消耗在内阻上,其余部分输出给外电路,并在外电路上转化为其它形式的能,能量守恒的表达式为:EIt=UIt+I^2rt(普遍适用) EIt=I^2Rt+I^2rt(只适用于外电路为纯电阻的电路)。
电源效率
(只适用于外电路为纯电阻的电路)
由EIt=I^2Rt+I^2rt可知, 外电阻R越大,电源的效率越高。 输出功率最大时,R=r,此时电源的效率η=50%。当R>r时,外电阻R越大,电源的输出功率越低。(输出功率与电阻关系图像类似山峰轮廓,但不对称。)
当两个外电路符合R1×R2=r^2时,两个电路输出功率相等
闭合电路欧姆定律
(1)内容:
闭合电路里的电流,跟电源的电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比。
(2)公式:
4、路端电压与外电阻的关系
(1)当外电阻R增大时,根据可知,电流I减小(ε和r为定值),内电压Ir减小,根据U=ε-Ir可知路端电压U增大。
特例:当外电路断开时,R=∞,I=0,Ir=0,U=ε。
(2)当外电阻R减小时,根据可知,电流I增大,内电压Ir增大,根据U=ε-Ir可知路端电压U减小。
特例:当外电阻R=0(短路)时,,内电压Ir=ε,路端电压U=0。
部分电路欧姆定律
部分电路欧姆定律公式:I=U/R
其中:I、U、R——三个量是属于同一部分电路中同一时刻的电流强度、电压和电阻。
I=Q/t
电流=电荷量/时间
(单位均为国际单位制)
也就是说:电流=电压/
电阻
或者
电压=电阻×电流『只能用于计算电压、电阻,并不代表电阻和电压或电流有变化关系』
欧姆定律通常只适用于线性电阻,如金属、电解液(酸、碱、盐的水溶液)。
由欧姆定律所推公式:
串联电路:
I总=I1=I2(串联电路中,各处电流相等)
U总=U1+U2(串联电路中,总电压等于各部分两端电压的总和)
R总=R1+R2++Rn
U1:U2=R1:R2(串联正比分压)
并联电路:
I总=I1+I2(并联电路中,干路电流等于各支路电流的和)
U总=U1=U2
(并联电路中,电源电压与各支路两端电压相等)
1/R总=1/R1+1/R2
I1:I2=R2:R1
(并联反比分流)
R总=R1·R2\(R1+R2)
R总=R1·R2·R3:R1·R2+R2·R3+R1·R3
即1/R总=1/R1+1/R2+……+1/Rn全电路欧姆定律(闭合电路欧姆定律)
I=E/(R+r)
V-电压
伏特(V)
R-电阻
欧姆(Ω)
I-电流
安培(A)
其中E为电动势,r为电源内阻,内电压U内=Ir,E=U内+U外
适用范围:纯电阻电路
闭合电路中的能量转化:
E=U+Ir
EI=UI+I^2R
P释放=EI
P输出=UI
纯电阻电路中
P输出=I^2R
=E^2R/(R+r)^2
=E^2/(R^2+2r+r^2/R)
当
r=R时
P输出最大,P输出=E^2/4r
(均值不等式)
欧姆定律例题
1由欧姆定律导出的电阻计算式R=U/I,
以下结论中,正确的为
A、加在导体两端的电压越大,
则导体的电阻越大
B、
通过导体的电流越大,则导体的电阻
越小
C、
导体的电阻跟它两端的电压成正比,
跟电流成反比
D、导体的电阻值等于导体两端的电压与
通过导体的电流的比值
2、一个导体两端加有电压为6V时,通过
它的电流大小为02A,那么该导体的电阻
为
Ω,若两端的电压为9V时,通过导
体的电流为
A。若电路断开,那么通过
导体的电流为
A。此导体的电阻为
Ω。
3、
一个导体两端的电压为15V时,通过
导体的电流为3A,若导体两端的电压
增加3V,那么此时通过导体的电流和
它的电阻分别为
A
06A
5Ω
B
36A
5Ω
C
36A
1Ω
D
4A
6Ω
4、一只电阻当其两端电压从2V增加到28V
时,通过该电阻的电流增加了01A,那么
该电阻的阻值为
A
8Ω
B
20Ω
C
28Ω
D
18Ω
5、一个定值电阻阻值为20Ω,接在电压为
2V的电源两端。那么通过该电阻的电流
是
A。若通过该电阻的电流大小
为0、15A,则需要在电阻两端加上
V
的电压。
6、有甲、乙两个导体,甲导体的电阻是
10Ω,两端电压为3V;乙导体电阻是
5Ω,两端电压为6V。那么通过两导
体的电流
A
I甲=6V/10Ω=06A
I乙=3V/10Ω=03A
B
I甲=3V/10Ω=06A
I乙=6V/5Ω=03A
C
I甲=6V/5Ω=12A
I乙=6V/10Ω=06A
D
I甲=3V/10Ω=03A
I乙=3V/5Ω=06A这些应该差不多了
闭合电路欧姆定律的三种表达式,适用范围
I=E/R+r
适用于纯电阻电路(只有电热元件)
E=U内+U外
适用于所有用电器的电路
E=U外+Ir
适用于所有用电器的电路
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