说明：
（适用范围：纯电阻电路）
⑴
是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压。
⑵
是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压。
电动势与内电压和外电压的关系
电路中的能量转化
三.路端电压与负载的关系
路端电压与负载的关系
由路端电压: U E Ir
I E Rr
【探究结论】 R增大，电流减小，路端电压增大 R减小，电流增大，路端电压减小
那么： E IR Ir
外电路
R
S
内电路
即： I E Rr
Er
——闭合电路的欧姆定律
闭合电路欧姆定律
电路中电势变化情况：
U内 E
U外
E
r
R
S
结论：E = U外+ U内
电++流
电动+ 势
二.闭合电路欧姆定律
1.内容：闭合电路中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。
2.公式： I E Rr
(2)当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大?最大值Pm为多少?
Er 其他形式能
问题2：这些电能在哪些地方转化成其他形式能量？
外电路 W外 UIt
内电路 W内 I 2rt
根据能量守恒定律,有： W非 W外 W 内
能量关系： EIt UIt I 2rt
功率关系： EI UI I 2r
电压关系：
E U Ir
【探究结论】
E U外 U内
如果外电路是纯电阻电路，
外电路
IR
部 分 电 路
闭 合 电 路
U I
A BR
S
Er
内电路 根据欧姆定律可知：
I
U
R
闭合电路中的 电流I与哪些 因素有关呢？
一.闭合电路
1.闭合电路的结构：
用导线把电源、用电器 连成闭合电路.
外电路: 电源外部的电路(用电器和 导线构成). 内电路: 电源内部的电路.
外电路
Rs
Er
内电路
2.闭合回路的电流方向
E U1 U2
【理论探究：闭合电路中电流I大小的决定因素】
情景：电源电动势为E,内阻为r,与一个负载接成闭合电路，设负
载两端电压为U ,电路中电流为I ,通电时间为t。 问题1.电源内部非静电力做了多少功？ I 负载
能量如何转化？ S
W非 Eq EIt
AB
非静电力做功
电流做功
化学能
电能
W非 Eq EIt
实际的电源可分解成不计内阻的理想电源和一个内阻两部分
电路中的电势变化情况
（1）在外电路中，沿电流方向电势降低。 （2）在内电路中，一方面，存在内阻，沿电流方向电势也降低；另一方面，沿电流方 向存在电势“跃升”——BC 和DA化学反应层。
电源电动势：BC＋DA
AB
A C
DC
A
B
D B
内部分析
电源电动势等于内外电路电势降落之
P总
E
对纯电阻电路,电源的效率为:
I 2R 100% R 100% 1 100%
I 2(R r)
Rr
1 r
R
5.电源最大输出功率
P IU I 2R
E2R (R r)2
E2 (R r)2
4r
R
当R
r时，Pm
E2 4r
P Pm
O
r
R
例4.已知如图，E =6V，r =4Ω,R1=2Ω，R2的变化范围是0－10Ω。 求：
O
②在横轴上的截距表示电源的短路电流
短路
θ I短 I
I短
E r
③图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害。
【例1】在下图中，R1＝14Ω，R2＝9Ω，当开关S切换到位置1时，电流 表的示数为I1＝0.2A;当开关S切换到位置2时，电流表的示数为I2＝ 0.3A。求电源的电动势E和r。
(思考：本题其实是测量Βιβλιοθήκη 源电动势和内阻的一种方法，若把安培表换
成电压表，还能测出电源电动势和内阻吗？)
解: 得:
E I1R1 I1r E I2R2 I2r
E 3.0V
r 1
例2.在U-I图象中，由图象做出的下列判断中，正确的是（ACD ）
A.被测电池的电动势为1.5V B.被测电池的内电阻为2.0Ω C.外电路短路时的电流约为3.0A D.从图象的A点变化到B点，外电路电阻变小
断路(R→∞ I=0)
两 短路(R=0)
种
AB
特 殊
AB
A
情
D
B
况
A
C
D
C B
（1）外电路断路时 （2）外电路短路时
R ，I 0，U端 E
R
0，I
E r
，U
端
0
2.电源的外部特性曲线
——路端电压U随电流I变化的图象。
(1)图象的函数表达式
U
断路
U E Ir
E
(2)图象的物理意义
①在纵轴上的截距表示电源的电动势E。
四.闭合电路中的功率关系
由于闭合电路中内、外电路的电流相等，
由 E U内 U外 得 IE IU内 IU 外 1．电源提供的功率（电源功率）： P总 IE
2．电源的输出功率（外电路得到的功率）：P外 IU外
3．电源内阻上的热功率：P内 IU内 I 2r
4. 供电效率: P外 100% U外
U/V
1.5
A
1.0
B
0.5
O 1 2 3 4 I/A
例3.如图所示的电路中,电源电动势为12V,内阻为2Ω,四个电阻的阻
值已在图中标出。闭合开关S,下列说法正确的有 ( AC) A.路端电压为10 V B.电源的总功率为10 W C.a、b间电压的大小为5V D.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1A
新人教版 必修三
第十二章 电能 能量守恒定律
第2节 闭合电路的欧姆定律（一） 闭合电路欧姆定律
问题引入： 图中小灯泡的规格都相同，两个电路中的电池也相同。多个并联的小
灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡暗。如何解释这一现象呢？
由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路（closed circuit）。用电器和导线组成外电路，电源内部是内电路。
在外电路中，电流方向由正极流向负极，沿电流方向电势降低。
在内电路中，通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流
方向由负极流向正极。
+
+
+
+
R
+
+
+ +
+
+
-
+ +
内电路与外电路中的总电流是相同的。
问题探究：闭合电路中电势如何变化？
R
化学反 应层
A D CB
E ,r
电路中的电势变化情况: 不能忽略的一个问题，电源有内阻
①电源的最大输出功率； ②R1上消耗的最大功率； ③R2上消耗的最大功率。
① 2.25W；② 2W；③ 1.5W。
R2 R1
Er
例5.如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表．当电阻箱读数为R1=2Ω时，电压表读数U1=4V；当电阻箱读数为R2=5Ω 时，电压表读数为U2=5V．求： (1)电源的电动势E和内阻r。