专题11 闭合电路的欧姆定律
一、闭合电路欧姆定律
1．闭合电路组成
（1）外电路：电源外部由用电器和导线组成的电路，在外电路中，沿电流方向电势降低。
（2）内电路：电源内部的电路，在内电路中，沿电流方向电势升高。
2．闭合电路中的能量转化
如图所示，电路中电流为I，在时间t内，非静电力做功等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt＝I2Rt＋I2rt。
3．闭合电路欧姆定律
（1）内容：闭合电路中的电流与电源电动势成正比，与内、外电路中的电阻之和成反比。
（2）表达式：I＝公式中，R表示外电路的总电阻，E表示电源的电动势，r是电源内阻。
（3）适用范围：纯电阻电路。
4．闭合电路的欧姆定律的表达形式
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表达式
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物理意义
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适用条件
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I＝
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电流与电源电动势成正比，与电路总电阻成反比
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纯电阻电路
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E＝I（R＋r）①
E＝U外＋Ir②
E＝U外＋U内③
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电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和
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①式适用于纯电阻电路；②③式普遍适用
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EIt＝I2Rt＋I2rt④
W＝W外＋W内⑤
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电源提供的总能量等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和
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④式适用于纯电阻电路，⑤式普遍适用
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【题1】如图，电灯L标有“4V、1W”，滑动变阻器R总电阻为50Ω，当滑片P滑至某位置时，L恰好正常发光，此时电流表示数为0.45A，由于外电路发生故障，电灯L突然熄灭，此时电流表示数变为0.5A，电压表示数变为10V，若导线完好，电路中各处接触良好，试问：
（1）发生故障是短路还是断路？发生在何处；
（2）发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为多少；
（3）电源电动势和内电阻分别为多大？
【答案】（1）断路 灯L（2）20Ω（3）12.5V 5Ω
（2）L断路后，外电路只有R2，因无电流流过R，故电压表示数即为路端电压为：U2＝U端＝10V，R2＝＝Ω＝20Ω
L未断路时恰好正常发光：UL＝4V，IL＝＝0.25A
U端′＝U2′＝I2′·R2＝0.45×20V＝9VR＝＝＝20Ω
（3）根据闭合电路欧姆定律：E＝U＋Ir
故障前：E＝9＋（0. 45＋0.25）r，
故障后：E＝10＋0.5r，
解得：r＝5Ω，E＝12.5V。
【题6】如图所示，已知电源电动势E＝5 V，内阻r＝2 Ω，定值电阻R1＝0.5 Ω，滑动变阻器R2的阻值范围为0～10 Ω。求：
