閉合電路的歐姆定律
一、電源
1．電源：是將其它形式的能轉化成電能的裝置．
2．電動勢：單位：v。非靜電力搬運電荷所做的功跟搬運電荷電量的比值，e=w/q。
表示電源把其它形式的能電能本領的大小，等於電路中通過1 c電量時電源所提供的電能的數值
在數值上= 電源沒有接入電路時兩極板間的電壓，
內外電路上電勢降落之和e＝u外＋u內．
3．電動勢是標量．要注意電動勢不是電壓；
電動勢與電勢差的區別(見**)
二、閉合電路的歐姆定律 (對於給定電源：一般認為e，r不變，但電池用久後，e略變小，r明顯增大。)
(1)內、外電路
①內電路：電源兩極(不含兩極)以內，如電池內的溶液、發電機的線圈等．內電路的電阻叫做內電阻r．內電路分得的電壓稱為內電壓，
②外電路：電源兩極間包括用電器和導線等,外電路的電阻叫做外電阻r,外電路分得的電壓稱為外電壓(在電閉合電路中兩源兩極的電壓是外電壓)
(2) 閉合電路的歐姆定律適用條件：純電阻電路
①內容：閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比，與內、外電路的電阻之和成反比，即i=e/（r+r）
研究閉合電路，主要物理量有e、r、r、i、u，前兩個是常量，後三個是變數。
②表達形式：
③討論：1外電路斷開時(i=0),路端電壓等於電源的電動勢(即u=e);而這時用電壓表測量時,其讀數略小於電動勢(有微弱電流)
2外電路短路時(r=0,u=0)電流最大為 (一般不允許這種情況,會把電源燒壞)
(3)路端電壓跟負載的關係
①路端電壓：外電路的電勢降落，也就是外電路兩端的電壓．u＝e－ir, 路端電壓隨著電路中電流的增大而減小；
路端電壓隨外電阻變化的情況：r↓→i↑→u↓，反之亦然。
②電源的外特性曲線——路端電壓ｕ隨電流ｉ變化的圖象：(u一i關係圖線)
圖象的函式表達：u＝e－ir
當外電路斷路時 (即r→∞,i＝0)，縱軸上的截距表示電源的電動勢ｅ(ｅ＝ｕ端)；
當外電路短路時(r＝0,u＝0)，橫座標的截距表示電源的短路電流i短=e/r；
圖線的斜率的絕對值為電源的內電阻．
某點縱座標和橫座標值的乘積為電源的輸出功率，在圖中的那塊矩形的「面積」表示電源的輸出功率，
該直線上任意一點與原點連線的斜率表示該狀態時外電阻的大小；當ｕ＝e/2(即r=r)時，ｐ出最大。η＝50％
注意：座標原點是否都從零開始：若縱座標上的取值不從零開始取，則該截距不表示短路電流。
(4).閉合電路的輸出功率
①電源的總功率：p總=ie=iu外十iu內= iu＋i2r，(閉合電路中內、外電路的電流相等，所以由ｅ＝ｕ外＋ｕ內)
②電源的輸出功率與電路中電流的關係:ｐ=ｕ×ｉ；當ｉ↑時ｕ↓，當ｉ↓時ｕ↑，表明ｕｉ有極值存大。
當時,電源的輸出功率最大，
③電源的輸出功率與外電路電阻的關係: (等效於如圖所示的電路)
當r＝r時(i=e/2r), 電源有最大輸出功率：
結論：當外電路的電阻等於電源的內阻時，電源的輸出功率最大。要使電路中某電阻r的功率最大；條件r=電路中其餘部分的總電阻
例：電阻r的功率最大條件是：r= r0+r
輸出功率隨外電阻ｒ變化的圖線(如圖所示)；由圖象可知，
i.對應於電源的非最大輸出功率p可以有兩個不同的外電阻rl和r2，不難證明．
ii.當rr時，若r增大，則p出減小．
iv.在電源外特性曲線上某點縱座標和橫座標值的乘積為電源的輸出功率，在圖中的那塊矩形的面積表示電源的輸出功率，當ｕ＝時，ｐ最大。
應注意:對於內外電路上的固定電阻，其消耗的功率僅取決於電路中的電流大小
④電源內阻上的熱功率：ｐ內＝ｕ內ｉ＝i2ｒ。
⑤電源的供電效率當電源的輸出功率達最大時，η＝50％。
(5)電源的外特性曲線和導體的伏安特性曲線
⑴聯絡：它們都是電壓和電流的關係圖線；
⑵區別：它們存在的前提不同，遵循的物理規律不同，反映的物理意義不同；
①電源的外特性曲線：
在電源的電動勢用內阻ｒ一定的條件下，通過改變外電路的電阻ｒ使路端電壓ｕ隨電流ｉ變化的圖線，
遵循閉合電路歐姆定律。u＝e－ir，
圖線與縱軸的截距表示電動勢ｅ，斜率的絕對值表示內阻ｒ。
②導體的伏安特性曲線：
在給定導體(電阻ｒ)的條件下，通過改變加在導體兩端的電壓而得到的電流ｉ隨電壓ｕ變化的圖線；
遵循(部分電路)歐姆定律。ｉ＝；
圖線斜率的倒數值表示導體的電阻ｒ。
右圖中a為電源的u-i圖象；b為外電阻的u-i圖象；兩者的交點座標表示該電阻接入電路時電路的總電流和路端電壓；該點和原點之間的矩形的面積表示輸出功率；a的斜率的絕對值表示內阻大小； b的斜率的絕對值表示外電阻的大小；當兩個斜率相等時（即內、外電阻相等時圖中矩形面積最大，即輸出功率最大（可以看出當時路端電壓是電動勢的一半，電流是最大電流的一半）。
導體的伏安特性曲線-------導體中的電流隨隨導體兩端電壓變化圖線，叫導體的伏安特性曲線。
區分三種圖線： 電源的外特性曲線——路端電壓ｕ隨電流ｉ變化的圖象：(u一i關係圖線)
輸出功率隨外電阻ｒ變化的圖線
1、電路結構分析電路的基本結構是串聯和併聯，分析混聯電路常用的方法是：
節點法：把電勢相等的點，看做同一點．
迴路法：按電流的路徑找出幾條迴路，再根據串聯關係畫出等效電路圖，從而明確其電路結構
其普遍規律是：①凡用導線直接連線的各點的電勢必相等（包括用不計電阻的電流錶連線的點）。
②在外電路，沿著電流方向電勢降低。
③凡接在同樣兩個等勢點上的電器為併聯關係。
④不加宣告的情況下，不考慮電表對電路的影響。
2、電表的改裝: 微安表改裝成各種表，關健在於原理
(1)靈敏電流錶（也叫靈敏電流計）：符號為g，用來測量微弱電流，電壓的有無和方向．其主要引數有三個：
首先要知：微安表的內阻rg、滿偏電流ig、滿偏電壓ug。
滿偏電流ig即靈敏電流錶指標偏轉到最大刻度時的電流,也叫靈敏電流錶的電流量程．
滿偏電壓ug靈敏電流錶通過滿偏電流時加在表兩端的電壓．
以上三個引數的關係ug= ig rg．其中ig和ug均很小，所以只能用來測量微弱的電流或電壓．
採用半偏法先測出表的內阻；最後要對改裝表進行較對。
(2) 半值分流法（也叫半偏法）測電流錶的內阻，其原理是：
當s1閉合、s2開啟時：
當s2再閉合時：,
聯立以上兩式，消去e可得：
得： 可見：當r1>>r2時， 有：
(3)電流錶：符號a，用來測量電路中的電流，併聯電阻分流原理．如圖所示為電流錶的內部電路圖，
設電流錶量程為i,擴大量程的倍數n=i/ig，由併聯電路的特點得：
(n為量程的擴大倍數)
內阻,由這兩式子可知，電流錶量程越大，rg越小，其內阻也越小.
(4)電壓表：符號v，用來測量電路中兩點之間的電壓． 串聯電阻分壓原理如圖所示是電壓表內部電路圖．
設電壓表的量程為u，擴大量程的倍數為n=u/ug，由串聯電路的特點，得：
(n為量程的擴大倍數)
電壓表內阻,由這兩個式子可知，電壓表量程越大，分壓電阻就越大，其內阻也越大．
(5)改為歐姆表的原理兩錶筆短接後,調節ro使電表指標滿偏，得 ig＝e/(r+rg+ro)
接入被測電阻rx後通過電表的電流為 ix＝e/(r+rg+ro+rx)＝e/(r中+rx)
由於ix與rx對應，因此可指示被測電阻大小
(6) 非理想電表對電路的影響不能忽略，解題時應把它們看作是能顯示出本身電壓或電流的電阻器.
①用電壓表測得的電壓實際上是被測電路與電壓表併聯後兩端的電壓，由於電壓表內阻不可能無限大，
因此測得的電壓總比被測電路兩端的實際電壓小，表的內阻越大，表的示數越接近於實際電壓值.
②用電流錶測得的電流，實質上是被測量的支路(或干路)串聯乙個電阻(即電流錶內阻)後的電流.
因此，電流錶內阻越小，表的示數越接近於真實值.
1、動態電路的分析與計算電路動態變化分析(高考的熱點)各燈、表的變化情況
動態電路變化的分析是根據歐姆定律及串、併聯電路的性質，來分析電路中某一電阻變化而引起的整個電路中各部分電學量的變化情況，
常見方法如下：
(1)程式法: 基本思路是「部分→整體→部分」 部分電路歐姆定律各部分量的變化情況
區域性變化r總i總先討論電路中不變部分(如:r)最後討論變化部分
區域性變化再討論其它
(2)直觀法: 即直接應用「部分電路中r、i、u的關係」中的兩個結論。
①任乙個r增必引起通過該電阻的電流減小,其兩端電壓ur增加.( 區域性電阻本身電流、電壓)
②任乙個r增必引起與之併聯支路電流i並增加； 與之串聯支路電壓u串減小（稱串反並同法）
總結規律如下：
①總電路上r增大時總電流i減小，路端電壓u增大；
②變化電阻本身和總電路變化規律相同；
③和變化電阻有串聯關係(通過變化電阻的電流也通過該電阻)的看電流(即總電流減小時，該電阻的電流、電壓都減小)；
④和變化電阻有併聯關係的(通過變化電阻的電流不通過該電阻)看電壓(即路端電壓增大時，該電阻的電流、電壓都增大)。
(3)極限法： 即因變阻器滑動引起電路變化的問題，可將變阻器的滑動端分別滑至兩個極端去討論。
(4)特殊值法：對於某些雙臂環路問題，可以採取代入特殊值去判定，從而找出結論。
當r=r時，電源輸出功率最大為pmax=e2/4r而效率只有50%，
2、電路故障分析與黑盒子問題閉合電路黑盒。其解答步驟是：
①將電勢差為零的兩接線柱短接，如果黑盒內只有電阻，分析時，從阻值最小的兩點間開始。
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