一、闭合电路欧姆定律的内容和公式
1、公式:$I=\frac{E}{R+r}$。
2、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。
3、适用条件:外电路为纯电阻电路。
4、闭合电路的定义:闭合电路是指由电源和用电器及导线组成的完整的电路。
5、闭合电路的组成:内电路和外电路。电源内部的电路是内电路,电源的电阻是内电阻。电源外部的电路是外电路,外电路的电阻称为外电阻。
6、路端电压的表达式:$U=E-Ir$。
7、路端电压随外电阻的变化规律:
(1)当外电阻$R$增大时,由$I=\frac{E}{R+r}$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$I=\frac{E}{R+r}$可知电流$I$增大,路端电压$U=E-Ir$减小。
(3)两种特殊情况:当外电路断开时,电流$I$变为0,$U=E$。即断路时的路端电压等于电源电动势。当电源短路时,外电阻$R=0$,此时$I=\frac{E}{r}$。
二、闭合电路欧姆定律的相关例题
“神舟九号”与“天宫一号”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800mV,短路电流为40mA。若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻连成一闭合电路,则它的路端电压是____
A.0.1V B.0.2V
C.0.3V D.0.4V
答案:D
解析:电池没有接入外电路时,路端电压等于电池电动势,由题意可知该电池板的电动势$E=$800mV。由闭合电路欧姆定律得短路电流$I_短=\frac{E}{r}$,所以该电池板的内阻$r=\frac{E}{I_短}=\frac{800×10^{-3}}{40×10^{-3}}$Ω=20Ω,该电池板与20Ω的电阻连成闭合电路时,电路中电流$I=\frac{E}{R+r}=\frac{800}{20+20}$mA=20mA,所以路端电压$U=IR=$400mV=0.4V,D正确。