对闭合电路的欧姆定律的理解和应用
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闭合电路的欧姆定律是恒定电流这一部分的核心，它主要用于进行电路分析与电路计算两方面，因此掌握这部分内容，关键是熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题，然而实践告诉我们，许多同学对闭合电路的欧姆定律的掌握还是肤浅的，缺少对其本质的深刻理解．下面给出高考对闭合电路的欧姆定律的常考点的理解和具体应用的典例，希望对大家深刻理解和熟练应用闭合电路的欧姆定律有帮助.
常见考点知识总结
1．三种表达式：（1）I = ；（2）E = U外+U内；（3）U端 = EIr.
2．路端电压U和外电阻R外关系：R外增大，U端变大，当R外 = ∞（断路）时，U端 = E（最大）；R外减小时，U外变小，当R外 = 0（短路）时，U端 = 0（最小）.
3．总电流I和外电阻R外关系：R外增大，I变小，当R外 = ∞时，I = 0；R外减小时，I变大，当R外 = 0时，I =（最大）. （电源被短路，是不允许的）
4．几种功率：电源总功率P总 = EI（消耗功率）；输出功率P输出 = U端I（外电路功率）；电源损耗功率P内损 = I2r（内电路功率）；线路损耗功率P线损 = I2R线.
一、在图像问题中的应用
例1利用图1所示电路可以测出电压表的内阻．已知电源的内阻可以忽略不计，R为电阻箱．当R取不同阻值时，电压表对应有不同读数U.多次改变电阻箱的阻值，所得到的R图像应该是 （ ）
解析设电源电动势为E，电压表内阻为RV，电压表的读数为U，则由闭合电路的欧姆定律可得I = ，则U = EIR = E，由此可得R = RV，由此判断A正确．
二、在非纯电阻电路中的应用
例2如图2所示为汽车蓄电池与车灯（电阻不变）、启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05 .电流表和电压表均为理想电表，只接通S1时，电流表示数为10 A，电压表示数为12 V；再接通S2，启动电动机工作时，电流表示数变为8 A，则此时通过启动电动机的电流是（ ）
A．2 AB．8 AC．50 AD．58 A
解析只接通S1时，由闭合电路欧姆定律得：E = U+Ir = 12 V+10.05 V = 12.5 V，R灯 == = 1.2 ，再接通S2后，流过电动机的电流为：I电动机 = I′= A8 A = 50 A，故选项C正确．
三、在动态电路中的应用
例3为了儿童安全，布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针，检测时可以先将玩具放置在强磁场中，若其中有断针，则断针被磁化，用磁报警装置即可检测到断针的存在．图3所示是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中RB是磁敏传感器，它的电阻随断针的出现而减小，a、b接报警器，当传感器RB所在处出现断针时，电流表的电流I、ab两端的电压U将 （ ）
A．I变大，U变大B．I变小，U变小
C．I变大，U变小D．I变小，U变大
解析由题意知RB的电阻随断针的出现而减小，即外电路的电阻减小，由闭合电路欧姆定律有I总 = ，可知I总必增大，再由U外 = EI总r可知，外电压U减小．而由U1 = I总R1可知，U1增大，U2必减小，由电流表的电流I = I总I2可知，电流表的电流必变大．故选项C正确．
四、在含容电路中的应用
例3如图4所示，电源电动势E = 12 V，内阻r = 1 ，电阻R1 = 3 ，R2 = 2 ，R3 = 5 ，电容器的电容C1 = 4 F，C2 = 1 F，求C1、C2所带电荷量．
解析根据闭合电路欧姆定律，
I == A = 2 A，
U1 = IR1 = 6 V，U2 = IR2 = 4 V，
UC1 = U2 = 4 V，UC2 = U1+U2 = 10 V.
根据电容器的电容的表达式Q = CU可得：
Q1 = C1UC1 = 406 C = 1.605 C
Q2 = C2UC2 = 1060 C = 105 C.
五、在综合类问题中的应用
例6图5甲所示为某电阻R随摄氏温度t变化的关系图像，图中R0表示0℃时的电阻值，k表示图线的斜率．若用该电阻与电池（电动势为E，内阻为r）、电流表（满偏电流为Ig、内阻为Rg）、滑动变阻器R′串联起来，连接成如图5乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，于是就得到了一个简单的“电阻温度计”.
（1）使用“电阻温度计”前，先要把电流表的刻度改为相应的温度值，若温度t1< t2，其对应的电流分别为I1、I2，则I1、I2谁大？
（2）若该“电阻温度计”的最低适用温度为0℃，即当温度为0℃时，电流表恰好达到满偏电流Ig，则变阻器R′的阻值为多大？
（3）若保持（2）中电阻R′的值不变，将电流表刻度盘换为温度刻度盘，刻度均匀吗？
解析（1）由图5甲可知温度越高，电阻R越大，对应电路中的电流越小，故I1>I2.
（2）由闭合电路欧姆定律得：Ig = ，
得：R′=R0Rgr.
（3）由图（a）得R = R0+kt.
再由闭合电路欧姆定律得：
I = ，解之得：t = （），由t = （）可知，t与I不是一次线性关系，故刻度不均匀.
例7受动画片《四驱兄弟》的影响，越来越多的小朋友喜欢上了玩具赛车．某玩具赛车充电电池的输出功率P随电流I变化的图像如图6所示.
（1）求该电池的电动势E和内阻r；
（2）求该电池的输出功率最大时对应的外电阻R（纯电阻）；
（3）由图像可以看出，同一输出功率P可对应两个不同的电流I1、I2，即对应两个不同的外电阻（纯电阻）R1、R2，试确定r、R1、R2三者间的关系．
解析（1）由图像可知I1 = 2 A时，有Pm == 2 W.
I2 = 4A时，输出功率为P=0，此时电源被短路，即：I2 = ，联立解得：E = 2 V，r = 0.5 .
（2） 电池的输出功率最大时有R = r，故 r = R = 0.5 .
（3）由题知：（）2R1 = （）2R2，整理得r2 = R1R2.
例8如图7所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d = 40 cm.电源电动势E = 24 V，内电阻r = 1 ，电阻R = 15 .闭合开关S，待电路稳定后将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0 = 4 m/s竖直向上射入板间．若小球带电荷量为q = 102 C，质量为m = 202 kg，不考虑空气阻力．那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？此时，电源的输出功率是多大？（取g = 10 m/s2）
解析小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到达A板时速度为零．设两板间电压为UAB，由动能定理得：mgdqUAB = 0mv02，解得UAB = 8 V.
滑动变阻器两端电压U滑 = UAB = 8 V，设通过滑动变阻器的电流为I，由欧姆定律得I ==1 A，滑动变阻器接入电路的电阻R滑== 8 .
因此，电源的输出功率P出 = I2（R+R滑） = 23W.