第7节 闭合电路的欧姆定律
1．了解外电路、内电路．知道电动势等于内、外电路电势降落之和． 2．理解闭合电路的欧姆定律的内容，掌握其表达式．
3．会分析路端电压与负载的关系． 4．能够应用闭合电路欧姆定律分析电路问题．
一、闭合电路的欧姆定律
1．闭合电路
(1)闭合电路由外电路和内电路组成，用电器、导线组成外电路，电源内部是内电路．
(2)电路中正电荷的定向移动方向就是电流的方向，所以在外电路中，沿电流方向电势降低．
2．闭合电路中的能量转化
如图所示，电路中电流为I，在时间t内，非静电力做的功等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt＝I2Rt＋I2rt．
3．闭合电路的欧姆定律
(1)内容：闭合电路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)公式：I＝．
(3)我们用U外表示IR，它是外电路上总的电势降落，习惯上叫做路端电压；用U内表示Ir，它是内电路的电势降落．所以E＝U外＋U内，这就是说，电源的电动势等于内外电路电势降落之和．
二、路端电压与负载的关系
1．电路中，消耗电能的元件常常称为负载，负载变化时，电路中的电流就会变化，路端电压也随之变化．
2．路端电压的表达式：U＝E－Ir．
3．路端电压随外电阻的变化规律
(1)当外电阻R增大时，由I＝可知电流I减小，路端电压U＝E－Ir增大．
(2)当外电阻R减小时，由I＝可知电流I增大，路端电压U＝E－Ir减小．
(3)两种特殊情况
①当外电路断开时，电流I变为0，U＝E．这就是说，断路时的路端电压等于电源电动势．
②当电源两端短路时，外电阻R＝0，此时I＝．
判一判 (1)外电路中，沿电流方向电势降低；内电路中，沿电流方向电势升高．( )
(2)在闭合电路中，当外电路断开时，路端电压等于零；当外电路短路时，电路中的电流无穷大．( )
(3)I＝、E＝IR＋Ir只适用于外电路为纯电阻的闭合电路，而U外＝E－Ir、E＝U外＋U内适用于任意的闭合电路．( )
(4)在纯电阻电路中，任何一个电阻的增大(或减小)，都将引起电路总电阻的增大(或减小)，该电阻两端的电压一定会增大(或减小)．( )
(5)纯电阻电路中电源的输出功率随外电阻R的增大而增大．( )
提示：(1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)×
想一想 用电压表直接连接电源两端，电压表测的是电源电动势吗？
提示：不是．因为电源也有内阻，用电压表和电源正、负极相连时，相当于电源与电压表串联，电压表读数是路端电压，小于电源电动势．
做一做 “神舟十一号”与“天宫二号”的成功对接，使中国空间站建设迈出了坚实的一步．飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量．有一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA．若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是( )
A．0．1 V B．0．2 V
C．0．3 V D．0．4 V
提示：选D．电池没有接入外电路时，路端电压等于电池电动势，所以电动势E＝800 mV．由闭合电路欧姆定律得短路电流I短＝，所以电池内阻r＝＝Ω＝20 Ω，该电池与20 Ω的电阻连成闭合电路时，电路中电流I＝＝ mA＝20 mA，所以路端电压U＝IR＝400 mV＝0．4 V，D项正确．
