闭合电路
1、定义:用导线、电源、用电器连成的闭合电路。
2、外电路:电源外部的用电器和导线构成的电路。
3、内电路:电源内部的电路。
(闭合电路分为内电路和外电路)
4、闭合电路电流方向
(1)外电路:电流方向由正极流向负极,沿着电流方向电势降低。
(2)内电路:在电源内部,通过非静电力做功使正电荷由负极移动到正极,电流的方向由负极流向正极。
闭合回路中能量转化关系
若外电路的用电器是纯电阻电路,则外电路能量转化关系是电能转化成热能。
E外=I²Rt=Q热
内电路也有电源内阻r,当电流I流过电源时,也有一部分电能转化为热能。
E内=I²rt=Q热
电路中的能量由电源内部非静电力做功而来:W=Eq=EIt
由能量守恒定律:W=E外+E内
即:EIt=I²Rt+I²rt ⇒ E=IR+Ir=I(R+r)⇒I=E/(R+r)(闭合电路欧姆定律表达式)
闭合电路欧姆定律
1、表述:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内外电路的电阻之和成反比。
2、表达式:I=E/(R+r)。
3、说明:
(1)I=E/(R+r)只适用于纯电阻电路。
(2)U外=IR是外电路上的电势降落,U外习惯上叫做路端电压。
(3)U内=Ir是内电路上的电势降落,U内习惯上叫做内电压。
(4)由I=E/(R+r)⇒E=IR+Ir=U外+U内
路端电压和负载的关系
如下图,根据闭合电路欧姆定律可知。
当R增大,电流减小,路端电压增大;
当R减小,电流增大,路端电压减小;
路端电压U和电流I的关系:U=E—Ir
(U—I图像,路端电压U和电流I的图像)
U—I图像的物理意义
(1)在纵轴上的截距表示电源的电动势。(表示电路断路状态)
(2)在横轴上的截距表示电源的短路电流。I=E/r
(3)图像斜率的绝对值表示电源的内阻,图像越倾斜,表示电源内阻越大。
电源的功率和效率
1、电源的功率
电源的总功率:P总=EI
电源输出功率:P出=U外I
电源内部消耗的功率:P内=I²r
2、电源的效率
η=P出/P总=U外I/EI==U外/E=IR/I(R+r)=R/(R+r)(只适用于纯电阻电路)
电源的输出功率与外电阻的关系
P出=IU外=E/(R+r)×E/(R+r)×R=
由推导式可知:当内阻R和外阻R 相等时,P有最大值(这个结论必须在理解的基础上记住,考试常考!!)
电源输出功率随外电阻变化的图线
闭合电路的动态电路分析(考试必考!)
高中物理知识点总结
发表回复
要发表评论,您必须先登录。