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闭合电路欧姆定律的内容和公式

2021-02-21

文/人才

专题:闭合电路欧姆定律内容公式定律电路欧姆和公容和闭合

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。