全电路欧姆定律解析

1）全电路欧姆定律的内容

部分电路欧姆定律是不考虑电源的，而大量电路都含有电源，这种含有电源的直流电路称为全电路。全电路是由电源和负载构成的一个闭合回路，如图1.31所示。

图1.31　全电路

全电路的计算需用全电路欧姆定律解决。全电路欧姆定律针对的是整个闭合回路的电源电动势、电流、负载电阻及电源内阻之间的关系，其公式为

式中　I——电路中的电流，单位为安［培］（A）；

E——电源的电动势，单位为伏［特］（V）；

R——外电路（负载）的电阻，单位为欧［姆］（Ω）；

r——电源内阻，单位为欧［姆］（Ω）。

从上式可看出：在全电路中，电流与电源电动势成正比，与电路的总电阻（外电路电阻与电源内阻之和）成反比，这就是全电路欧姆定律的内容。

记忆口诀

全电路中电动势，符号为E单位V。

电路闭合有电流，通过内阻和外阻。

欲求电流有多少？E除以R加r。

2）全电路欧姆定律的应用

根据全电路欧姆定律，可以分析电路的3种情况。

①通路：在中，E、R、r为确定值，电流也为确定值，电路工作正常。

②短路：当外电路电阻R=0时，， 由于电源内阻r很小，所以电流趋于无穷大，将烧毁电路和用电器，严重时甚至会造成火灾，实用中应该尽量避免，为此电路中专门设置了保护装置。

③断路（开路）：此时R趋于无穷大，即电路不通，不能正常工作。

【思考与练习】

一、填空题

1.在不含电源的电路中，电流与电路两端的电压成______，与电路的电阻成______。

2.全电路欧姆定律是指：电流的大小与电源的________成正比，而与电源内部电阻和负载电阻之和成反比。

3.全电路欧姆定律适用于外电路为________的电路。

二、选择题

1.如图1.32所示，两个完全相同的电池向电阻R供电，每个电池的电动势为E，内阻为r，则R上的电流为（　　）。

图1.32

2.内阻为r的电路中，电源电动势为E，当外电阻R减少时，电源两端电压将（　　）。

A.不变　　　　　　B.增大　　　　　　C.减少　　　　　　D.无法判定

3.发生短路时容易烧坏电源的原因是（　　）。

A.电流过大　　　　　　B.电压过大　　　　　　C.电阻过大　　　　　　D.以上都正确

4.在电源电动势为E，内阻为r，外电路负载为R的电路中，当负载电阻阻值增大时，电源两端的电压（　　）。

A.不变　　　　　　B.无法判定　　　　　　C.增大　　　　　　D.减小

5.由欧姆定律可 知，以下说法正确的是（　　）。

A.导体的电阻与电压成正比，与电流成反比

B.加在导体两端的电压越大，则电阻越大

C.加在导体两端的电压和流过的电流的比值为常数

D.通过电阻的电流越小，则电阻越大

6.已知电源电动势为100V，内阻为2Ω，负载电阻为18Ω，这时，电源释放的功率为（　　）。(www.xing528.com)

A.45W　　　　　　B.450W　　　　　　C.50W　　　　　　D.500W

7.电池的内阻为0.2Ω，电源的端电压为1.4V，电路的电流为0.5A，则电池电动势和负载电阻为（　　）。

A.1.5V，2.8Ω　　　　　　B.1V，2.5Ω　　　　　　C.1.5V，2Ω　　　　　　D.1V，2.8Ω

三、判断题

1.欧姆定律指出，在一个闭合电路中，当导体温度不变时，通过导体的电流与加在导体两端的电压成反比，与其电阻成正比。（　　）

2.短路状态下，电源内阻为零压降。（　　）

3.欧姆定律体现了线性电路元件上电压、电流的约束关系，与电路的连接方式无关。（　　）

四、问答题

1.对于公式， 能否说导体的电阻与导体两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比？对于公式U=IR，能否说导体两端的电压与导体的电阻和通过导体的电流成正比？

2.电源的内阻是固定的吗？如果是变化的，它会怎样变化？

【阅读窗】

电池组

1）串联电池组

把第1个电池的负极和第2个电池的正极相连接，再把第2个电池的负极和第3个电池的正极相连接，这样就组成了串联电池组。串联电池组广泛应用于手携式工具、笔记本电脑、通信电台、便携式电子设备、航天卫星、电动自行车、电动汽车及储能装置中。

若串联电池组由n个电动势都为E、内阻都为r的电池组成，则串联电池组具有以下特性：

①串联电池组的电动势等于各电池电动势之和，即E串=nE。

②串联电池组的内电阻等于各电池内电阻之和，即r串=nr。

③当负载为R时，串联电池组输出的总电流为

2）并联电池组

把几个电池的正极和正极连在一起，负极和负极连在一起，就构成并联电池组。

若并联电池组是由n个电动势都是E，内电阻都是r的电池组成的，则并联电池组具有以下特性：

①并联电池组的电动势等于一个电池的电动势，即

E并=E

②并联电池组的内电阻等于一个电池内电阻的， 即

记忆口诀

电源电池串并联，电流电压可改变，

电流不变接串联，电压可以成倍增。

电池并联使用它，容量变大不增压，

电流随之也增加，多并电池容量大。

【本章小结】

1.电路由电源、负载、控制与保护装置、连接导线4个部分组成。

2.电路中的常用物理量见表1.7。

表1.7　电路中的常用物理量

3.电阻的连接形式是多种多样的，最基本的连接方式是串联和并联。电阻串联电路和电阻并联电路的特征比较见表1.8。

表1.8　电阻串联电路和电阻并联电路的特性比较

4.欧姆定律。欧姆定律包括部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律。

部分电路欧姆定律是针对电路中某一个电阻性元件上电压、电流与电阻值之间关系的定律。全电路欧姆定律是针对整个闭合回路的电源电动势、电流、负载电阻及电源内阻之间关系的定律。