27闭合电路的欧姆定律.pdf

《闭合电路的欧姆定律》是高中物理教学中的一个重要章节，主要讲解了电流、电压、电阻在闭合电路中的基本关系。以下是该知识点的详细解释： 闭合电路由两部分组成：内电路和外电路。内电路是电源内部的部分，而外电路是电源外部，包括电阻和其他用电设备。在外电路中，电荷沿着电流方向从高电势移动到低电势，这是因为正电荷受到静电力的作用。而在内电路中，情况有所不同，非静电力如化学反应力会将正电荷从低电势移向高电势，这导致沿电流方向电势升高。 欧姆定律在闭合电路中的形式是：电动势E等于内外电路电势降落之和，即E=IR+Ir。其中，E是电源的电动势，I是闭合电路的电流，R是外电路的总电阻，r是电源的内阻。在时间t内，外电路消耗的电能E外可以表示为EIt = I²Rt + I²rt，这说明电动势等于电流乘以外电路和内电路的总电阻。 通过实验，我们可以发现当外电阻R增大时，电流I减小，路端电压U=E-Ir随之增大；相反，当外电阻减小时，电流I增大，路端电压减小。由此得出路端电压与电流的关系式：U=E-Ir。对于特定电源，其电动势E和内阻r是恒定的，因此外电阻的变化直接影响电流大小和路端电压。 在特殊情况下，闭合电路的欧姆定律有两方面的应用。当外电阻R等于零时，发生短路，此时电流I= E/r，短路电流非常大，可能导致电源损坏甚至引发火灾。因此，预防短路是必要的。当外电阻R趋近于无穷大时，形成断路，电流I=0，此时路端电压U=E，电压表正是利用这一原理来测量电源电动势。 闭合电路的欧姆定律不仅帮助我们理解电流流动的基本规律，还在电路设计、故障排查和电子设备的工作原理分析中发挥着重要作用。通过深入学习和掌握这一定律，学生能够更好地理解和应用电路知识，解决实际问题。