图2-7-3
(2)纵轴的截距等于电源的电动势E;横轴的截距等于外电路短路时的电流I0=.
(3)直线斜率的绝对值等于电源的内阻.即
r===tan θ
θ越大,表明电源的内阻越大.
要点二 解答闭合电路问题的一般步骤
首先要认清外电路上各元件的串、并联关系,必要时,应进行电路变换,画出等效电路图.
解题关键是求总电流I,求总电流的具体方法是:若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势,可用全电路欧姆定律(I=)直接求出I;若内外电路上有多个电阻值未知,可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流I;当以上两种方法都行不通时,可以应用联立方程求出I.
求出总电流后,再根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流.
1.内外电路电势如何升降?
在理解课本图的基础上,我们还可以把电源看成等效的两部分即无内阻理想电源和电阻r的串联,则闭合电路内外电路的电势升、降如图2-7-4所示.
图2-7-4
从电源正极开始,沿电流流向,先经过电阻r,电势降低Ir,再经过外电路电阻R,电势又降低IR;由电源的负极到正极非静电力作用,使电势又升高E,电源正负极的电势用φ1、φ2表示,对整个过程有φ1-Ir-IR=φ2,即φ1-φ2=Ir+IR,亦即E=U内+U外.
2.内外电路功率、电源输出功率、电源效率怎样区别?
(1)各部分功率关系分析
由EIt=I2Rt+I2rt知,EI=I2R+I2r
其中EI为电源的总功率,I2r为电源内耗功率,I2R为外电路消耗功率,也是电源的输出功率.
(2)电源输出功率特点
P出=UI=I2R=R==,由此式可看出,当R=r时,P出有最大值,即Pm==.