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1、 闭合电路欧姆定律（电流表的内外接法、限流式分压式接法）一、电流表的内接和外接 在电学实验中通常需要用电器两端的电压和通过用电器的电流，这时要利用伏安法测电阻，通常用伏安法测电阻时，可采用如图所示的两种接法：电流表外接法 电流表内接法 1、分析：【电流表外接法】用 R真、R测分别表示待测电阻 Rx测量值，RA、RV分别表示电流表和电压表的内阻。由此可看出，测量值小于真实值 所以，当 RVRx时，R测越接近 R真，误差越小。【电流表外接法】用 R真、R测分别表示待测电阻 Rx测量值，RA、RV分别表示电流表和电压表的内阻。由此可看出，测量值大于真实值 所以，当 RxRA时，R测越接近 R真，误差
2、越小。2、电流表内、外接判断方法：采用电流表内接法的条件：RxRA；采用电流表外接法的条件：RvRx 当不满足 RxRA和 RvRx关系时：当（即 Rx大电阻)时用内接法。当（即 Rx小电阻)时用外接法。当时，用内、外接法均可。实验试探法：若伏特表示数变化比例大，即 宜外接 若安培表示数变化比例大，即 宜内接 3、规律口诀：大内小外 含义:a:大电阻用内接法，小电阻用外接法。b:内接法测量值偏大，外接法测量值偏小。即 用内接法 用外接法 AVxRRR2AVxRRR 2UUIIUUII的电压和通过用电器的电流这时要利用伏安法测电阻通常用伏安法测电阻时可采用如图所示的两种接法电流表外接法电流表内接
3、法分析电流表外接法用真测分别表示待测电阻流表和电压表的内阻由此可看出测量值小于真实值所以当表示电由此可看出测量值大于真实值所以当时测越接近真误差越小电流表内外接判断方法采用电流表内接法的条件采用电流表外接法的条件当不满足和关系时当当当实验试探法即大电阻时用内接法即小电阻时用外接法时用内外接法小电阻用外接法内接法测量值偏大外接法测量值偏小即用内接法用外接法二滑动变阻器的限流式和分压式接法一滑动变阻器在电路中的两种接法限流式接法分压式接法通过改变变阻器电阻来改变电路中的电流以控制电路中的电流限二、滑动变阻器的限流式和分压式接法（一）滑动变阻器在电路中的两种接法：1通过改变变阻器电阻来改变电路中的电
4、流，以控制电路中的电流限流式；如图 1 所示，当滑动头 P 从右端向左移动过程，滑动变阻器电阻逐渐减小，电路中的电流逐渐增大，变阻器起控制电路电流作用。注意：实验开始时应使滑动变阻器连入电路的电阻最大。2通过变阻器改变电阻来改变用电器两端的电压，起调压器的作用分压式。如图 2 所示，电阻 R与变阻器左边电阻并联,用电器与左边电阻的电压相等，改变 P 的位置改变用电器 R两端电压，实现调制电压作用。3电压和电流的调节范围 限流式接法 电压范围：UURRRp；电流范围：RURRUp。（上式中：R为用电器的电阻，Rp 为滑动变阻器的全电阻。）可见：限流电路的调节范围与Rp 有关。在电源电压U和用电器
5、电阻R一定时，Rp 越大，用电器上电压和电流的调节范围也越大；当Rp 比R小得多时，用电器上的电压和电流的调节范围都很小。分压式接法 电压范围：U0 ；电流范围：RU0。可见：分压式接法的电压和电流的调节范围与滑动变阻器 Rp 无关。4两种电路的比较：分压电路的电流和电压调节范围都大于限流电路的调节范围。在电源滑动变阻器和用电器一定的条件下，限流电路消耗的电能小于分压电路消耗的电能。5选择原则：限流式接法 分压式接法 的电压和通过用电器的电流这时要利用伏安法测电阻通常用伏安法测电阻时可采用如图所示的两种接法电流表外接法电流表内接法分析电流表外接法用真测分别表示待测电阻流表和电压表的内阻由此可看
6、出测量值小于真实值所以当表示电由此可看出测量值大于真实值所以当时测越接近真误差越小电流表内外接判断方法采用电流表内接法的条件采用电流表外接法的条件当不满足和关系时当当当实验试探法即大电阻时用内接法即小电阻时用外接法时用内外接法小电阻用外接法内接法测量值偏大外接法测量值偏小即用内接法用外接法二滑动变阻器的限流式和分压式接法一滑动变阻器在电路中的两种接法限流式接法分压式接法通过改变变阻器电阻来改变电路中的电流以控制电路中的电流限 由于限流式电路能节约能源，一般情况下优先选择限流式接法（以提高电路效率）。但在下列几种情况下，必须选择分压式连接方式：当滑动变阻器全电阻远小于被测电阻时，且实验要求电压（
7、电流）的变化范围较大；明确要求某部分电路的电压从零开始变化；例：测定小灯泡的伏安特性曲线。若采用限流接法，电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流。三、闭合电路欧姆定律(1)内、外电路 内电路：电源两极(不含两极)以内，如电池内的溶液、发电机的线圈等内电路的电阻叫做内电阻 r内电路分得的电压称为内电压，外电路：电源两极间包括用电器和导线等,外电路的电阻叫做外电阻 R,外电路分得的电压称为外电压(在电闭合电路中两源两极的电压是外电压)(2)闭合电路的欧姆定律 适用条件：纯电阻电路 内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，与内、外电路的电阻之和成反比，即I=E/（R+r）研究闭合电路，主要物理量有
8、E、r、R、I、U，前两个是常量，后三个是变量。表达形式：(3)路端电压跟负载的关系 路端电压：外电路的电势降落，也就是外电路两端的电压UEIr,路端电压随着电路中电流的增大而减小；路端电压随外电阻变化的情况：R I U，反之亦然。电源的外特性曲线路端电压随电流变化的图象：(U 一 I 关系图线)图象的函数表达：UEIr 当外电路断路时(即 R,I0)，纵轴上的截距表示电源的电动势(端)；当外电路短路时(R0,U0)，横坐标的截距表示电源的短路电流 I 短=E/r；图线的斜率的绝对值为电源的内电阻 某点纵坐标和横坐标值的乘积为电源的输出功率，在图中的那块矩形的“面积”表示电源的输出功率，)()
9、()(关系关系关系内外RUErRRURIrREIIUIrEUUUE的电压和通过用电器的电流这时要利用伏安法测电阻通常用伏安法测电阻时可采用如图所示的两种接法电流表外接法电流表内接法分析电流表外接法用真测分别表示待测电阻流表和电压表的内阻由此可看出测量值小于真实值所以当表示电由此可看出测量值大于真实值所以当时测越接近真误差越小电流表内外接判断方法采用电流表内接法的条件采用电流表外接法的条件当不满足和关系时当当当实验试探法即大电阻时用内接法即小电阻时用外接法时用内外接法小电阻用外接法内接法测量值偏大外接法测量值偏小即用内接法用外接法二滑动变阻器的限流式和分压式接法一滑动变阻器在电路中的两种接法限流
10、式接法分压式接法通过改变变阻器电阻来改变电路中的电流以控制电路中的电流限该直线上任意一点与原点连线的斜率表示该状态时外电阻的大小；当E/2(即 R=r)时，出最大。50 注意：坐标原点是否都从零开始：若纵坐标上的取值不从零开始取，则该截距不表示短路电流。(4).闭合电路的输出功率 电源的总功率：P总=IE=IU外十 IU内=IUI2r，(闭合电路中内、外电路的电流相等，所以由外内)电源的输出功率与电路中电流的关系:=；当 时，当 时，表明有极值存大。当时,电源的输出功率最大，电源的输出功率与外电路电阻的关系:(等效于如图所示的电路)当 Rr 时(I=E/2r),电源有最大输出功率：结论：当外电
11、路的电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大。要使电路中某电阻 R的功率最大；条件 R=电路中其余部分的总电阻 例：电阻 R的功率最大条件是：R=R0+r 输出功率随外电阻变化的图线(如图所示)；由图象可知，I.对应于电源的非最大输出功率 P 可以有两个不同的外电阻 Rl和 R2，不难证明 II.当 Rr 时，若 R增大，则 P出减小 IV.在电源外特性曲线上某点纵坐标和横坐标值的乘积为电源的输出功率，在图中的那块矩形的面积表示电源的输出功率，当时，最大。应注意:对于内外电路上的固定电阻，其消耗的功率仅取决于电路中的电流大小 rErEIrrErErEIIrrEIIrrIIEP4)2(4)2(2
12、2)(22222222EIr24mEPr rRrRERrrRRERrRERIIUrIIEPPP44)()(2222222内总出rEP42max12rRR2E的电压和通过用电器的电流这时要利用伏安法测电阻通常用伏安法测电阻时可采用如图所示的两种接法电流表外接法电流表内接法分析电流表外接法用真测分别表示待测电阻流表和电压表的内阻由此可看出测量值小于真实值所以当表示电由此可看出测量值大于真实值所以当时测越接近真误差越小电流表内外接判断方法采用电流表内接法的条件采用电流表外接法的条件当不满足和关系时当当当实验试探法即大电阻时用内接法即小电阻时用外接法时用内外接法小电阻用外接法内接法测量值偏大外接法测量
13、值偏小即用内接法用外接法二滑动变阻器的限流式和分压式接法一滑动变阻器在电路中的两种接法限流式接法分压式接法通过改变变阻器电阻来改变电路中的电流以控制电路中的电流限电源内阻上的热功率：内内I2。电源的供电效率 当电源的输出功率达最大时，50。rRRrRIRIEUIEIUPP)(22总出的电压和通过用电器的电流这时要利用伏安法测电阻通常用伏安法测电阻时可采用如图所示的两种接法电流表外接法电流表内接法分析电流表外接法用真测分别表示待测电阻流表和电压表的内阻由此可看出测量值小于真实值所以当表示电由此可看出测量值大于真实值所以当时测越接近真误差越小电流表内外接判断方法采用电流表内接法的条件采用电流表外接法的条件当不满足和关系时当当当实验试探法即大电阻时用内接法即小电阻时用外接法时用内外接法小电阻用外接法内接法测量值偏大外接法测量值偏小即用内接法用外接法二滑动变阻器的限流式和分压式接法一滑动变阻器在电路中的两种接法限流式接法分压式接法通过改变变阻器电阻来改变电路中的电流以控制电路中的电流限