①E=U内+U外(外电路和内电路是串联关系)
变式:△E=△U内+△U外=0
②U内=Ir
U外=E-Ir(任何电路)
U外=IR(外电路纯电阻)
③I=E/(R+r)(闭合电路欧姆定律,只适合纯电阻电路)
变式:E=I(R+r)(适合纯电阻电路)
E=U外+Ir(适合任意电路)
U=E-Ir(电源外特性曲线方程)
④电源非静电力做功W非=Eq
外电路静电力做功W外=U外I
内电路静电力做功W内=U内I=I²rt=U内²/r
⑤内电路中电能转化成的内能E内=I²rt
⑥外电路功率P外=UI=EI-I²r(任意电路)
P外=U²/R=I²R(纯电阻电路)
⑦将电压表接在电源两极间测得的电压U外是指路端电压,不是内电路两端的电压,也不是电源电动势,所以U外<E.电源内阻不计的含义是路端电压等于电源电动势,断路电压等于电源电动势.
⑧电动势和路端电压虽然是有相同的单位且有时数值也相同,但二者是本质不同的物理量.电动势反映了电源将其他形式的能转化为电能的本领大小,路端电压反映了外电路中电能转化为其他形式的能的本领大小.
例题:如图所示
的电路中,当S闭合时,电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6V和0.4A;当S断开时,它们的示数各改变0.1V和0.1A,求电源的电动势及内阻。
【答案】2V,1Ω
例题:如图所示
的电路中,电源电动势E=9V,内阻r=1Ω,电阻R₂=2Ω,灯泡L₁标有“6V,6W”,L₂标有“4V,4W”,滑动变阻器的调节范围是0~20Ω,当L₁正常发光时,求:
(1)L₂是否正常发光?
(2)此时R₁多大?
例题:小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象:当汽车的电动机启动时,汽车的车灯会瞬时变暗.汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示,
已知汽车电源电动势为12.5V,内阻为0.05Ω.车灯接通而电动机未启动时,电流表示数为10A(车灯可看作不变的电阻);电动机启动的瞬间,电流表示数达到60A,电动机的线圈电阻为0.05Ω.下列论述正确的是(BD)
A.车灯接通而电动机未启动时,车灯的功率约为125W
B.电动机启动时,车灯的功率约为75.2W
C.电动机启动时,输出的机械功率约为500W
D.电动机启动时,电源输出的功率约为570W
例题:如图所示
的电路中,电源电动势Ed=6V,内阻r=1Ω,一定值电阻R₀=9.0Ω,变阻箱阻值在0-99.99Ω范围。一平行板电容器水平放置,电容器极板长L=100cm,板间距离d=40cm,重力加速度g=10m/s²,此时,将变阻箱阻值调到R₁=2.00,一带电小球以v₀=10m/s的速度从左端沿中线水平射入电容器,并沿直线水平穿过电容器。求:
(1)变阻箱阻值R₁=2.0Ω时,R₀的电功率是多少?
(2)变阻箱阻值R₁=2.0Ω时,若电容器的电容C=2μF,则此时电容器极板上带电量多大?
(3)保持带电小球以v₀=10m/s的速度从左端沿中线水平射入电容器,变阻箱阻值调到何值时,带电小球刚好从上极板右端边缘射出?