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（　　）。(https://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。