选修3-1 闭合电路的欧姆定律的难点及讲解

①部分电路欧姆定律
通过一段导体中的电流强度(I)跟这段导体两端的电压(U)成正比,跟这段导体本身的电阻(R)成反比,即I=U/R.
a．部分电路欧姆定律只适用线性元件和不包含电动势的电路.所谓线性元件就是电路中元件的阻值不随两端电压和通过它的电流变化而变化.
b．欧姆定律中所提到“通过”的电流、“两端”的电压和“导体”的电阻都是对同一段导体而言.
c．I= U/R是说明通过导体的电流和导体两端电压成正比,和导体本身电阻成反比.而对R=U/I决不能认为导体本身电阻将随导体两端电压的增加而增加,随着通过导体电流的增加而减小,因为电阻是导体本身的属性.实际上U的改变只会引起I的改变.
②闭合电路欧姆定律
通过闭合电路的电流I跟电源的电动势ε成正比,跟电路电阻和电源的内阻的和R+r(即闭合电路的总电阻)成反比,即I=ε/(R+r).
a．当负载和电源组成一闭合回路时,就有电流通过,一般电源以外的电路叫外电路,电源以内的电路叫内电路.当电流流过电阻时,电能将转化为热能(内能),而当电流流过电源时,电源中非静电力作用将其他形式能转化为电能.所以从能量守恒定律得eIdt=I2Rdt+I2rdt,以因而得出ε=IR+Ir=I(R+r),I=ε/(R+r).
b．路端电压、内电压、电动势三者既有区别,又有联系.
当外电阻R→∞时,即外电路断开,电流为零,内电压为零,则路端电压等于电动势.
R→0,即电路短路,电流达到最大值,电流的大小I=ε/ r,外电压为零,则内电压等于电动势.