课程内容

《闭合电路的欧姆定律》
思考：
1、最简单的电路由哪几部分组成？
   有电源、用电器、开关、导线组成。
2、用电器中持续恒定电流的条件是什么？
   用电器两端有恒定的电压，即用电器接在电源的两极上。
一、闭合电路
1、用导线把电源、用电器连成一个闭合电路。
外电路：电源外部的用电器和导线构成外电路。
内电路：电源内部是内电路。
2、闭合回路的电流方向
在外电路中，电流方向由正极流向负极，沿电流方向电势降低。
在内电路中，即在电源内部，通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流方向为负极流向正极。
3、电路中的电势变化情况
（1）在外电路中，沿电流方向电势降低。
（2）在内电路中，一方面，存在内阻，沿电流方向电势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势“跃升”。
讨论：
1、若外电路中的用电器都是纯电阻R，在时间t内外电路中有多少电能转化为内能？
   E_外=I²Rt
2、内电路也有电阻r，当电流通过内电路时，也有一部分电能转化为内能，是多少？
   E_内=I²rt
3、电流流经电源时，在时间t内非静电力做多少功？
   W=Eq=EIt
结论：根据能量守恒定律，非静电力做的功应该等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和。
     W=E外+E内
 即：EIt=I²Rt+I²rt
二、闭合电路欧姆定律
1、对纯电阻电路
   E=IR+Ir
   I=E/(R+r)
说明：
（1）U_外=IR是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压。
（2）U_内=Ir是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压。
（3）E=IR+Ir   E=U_内+U_外
2、表述：闭合电路中的电流跟电源的电势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。
I=E/(R+r)  外电路是纯电阻电路。
三、路端电压跟负载的关
外电路两端的电压叫路端电压。
1、R增大，电流减小，路端电压增大
   R减小，电流增大，路端电压减小
路端电压：U=E-Ir
2、两个特例
（1）外电路断路时，R→∞，I=0，U_端=E
（2）外电路短路时，R=0，I=E/r，U_端=0
3、电源的外特性曲线——路端电压U随电流I化的图象。
（1）图象的函数表达：U=E-Ir
（2）图象的物理意义
①在纵轴上的截距表示电源的电动势E。
②在横轴上的截距表示电源的短路电流 I_短=E/r
③图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害。
四、闭合电路中的功率
由于闭合电路中内、外电路的电流相等，所以由E=U_外+U_内
  得：EI=U_外I+U_内I
1、电源提供的功率（电源功率）：P_总=EI
2、电源的输出功率（外电路得到的功率）：P_外=U_外I
   说明：外电路可以是任何电路。
3、电源内阻上的热功率：P_内=U_内I=I²·r
4、供电效率：η=P_出/P_总=U_外/E（外电路可以是任何电路）