一、电动势
1、物理意义：电动势是描述电源把电能以外其他形式的能转化为电能的本领的物理量。
2、定义式：E=W/Q. 数值上等于电源能够为单位电量（C）的电荷提供的电势能（J）。单位为V。
3、理解要点
（1）电动势等于电源开路时正、负极间的电压。
（2）电动势等于内、外电路电压之和。
（3）电动势和电压的异同
①电动势是表示电源内克服非静电力做功，将其他形式的能量转化为电能本领的物理量，在数值上等于非静电力在电源内部把单位正电荷从负极移动到正极所做的功。而电压是描述电能转化为其他形式能量的物理量，在数值上等于电场力在外电路移送单位正电量所做的功。
②电动势是由电源本身的性质决定，与外电路的结构无关，电路两端的电压不仅与电源有关，还与电路的具体结构有关。
二、闭合电路欧姆定律
1、内容：闭合电路里的电流，跟电源的电动势成正比，跟整个电路中的电阻成反比.
2、表达式：
①
或
②
③
注意①式只适用于外电路为纯电阻电路的情形。②式、③式对外电路无限制，适用一切电路.
3、路端电压与外电阻的关系
（1）当外电阻R增大时，路端电压U增大. 当外电阻R减小时，U减小。
（2）当外电路断开时，R→∞，I=0，U=E。
（3）当外电路短路时，R→0，
路端电压U随外阻R的变化关系如图所示.
（4）电源的外特性曲线即U－I图线
①因为U＝E－Ir，故U随I的增大而减小，它们的关系曲线如图所示.
②直线的斜率的绝对值表示电源内阻r，纵轴的截距为电源的电动势E，横轴的截距为短路电流.
③在图线上每一点的坐标的乘积为电源的输出功率.
4、电源的有关功率和电源的效率
（1）电源的总功率：P总＝IE
（2）电源的输出功率：P出=IU
（3）电源的内部发热功率：P＇＝I2r
（4）电源的效率：
，外电阻R越大，电源的效率越高（但不会超过100％）
电源效率随外电阻的变化关系如图所示.
（5）在闭合电路中，若电源内阻恒定，且外电路是纯电阻电路，当内、外电阻相等时电源输出最大功率，此时η＝50％，当R→∞时，η→100％，但此时P→0，故无实际意义. 电源输出功率随外电阻R变化关系如图所示. 由图可知某一非最大电源输出功率总与两个不同外电阻值对应，且一个大于内阻r，一个小于内阻r，存在关系式
.
例1、如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中不正确的是
A. 当
时，R2上获得最大功率
B. 当
时，R1上获得最大功率
C. 当
时，电源的效率最大
D. 当
时，电源的输出功率最大
答案：BCD
例2、在如图所示的电路中，电池电动势E=5V，内阻r=10Ω，固定电阻R=90Ω，R0是可变电阻，在R0由0增加到400Ω的过程中，求：
（1）可变电阻R0上消耗热功率最大的条件和最大热功率。
（2）电池的内电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和。
答案：（1）回路中电流
，则R0上热功率
.
当R0=100Ω时，P1有最大值，
（2）内阻r和固定电阻R上消耗的热功率之和为
当R0=400Ω时，P2有最小值，
例3、如图所示的电路中，虚线框内的各元件的数值未知，当它的输出端a、b分别连接不同阻值的电阻时，电流表有不同的读数.
（1）请通过计算完成下列表格.
电流表示数/A
1
0.6
0.4
连接的电阻/
10
18
118
（2）a、b连接电阻R的阻值为多大时，电阻R的电功率最大？最大功率为多少？
解析：如图所示，将虚线框部分等效为一个电源，设该电源的电动势为E＇，内阻为r＇，根据闭合电路欧姆定律，有
。
（1）由表格可知，当R=10Ω时，
时，I=0.6A。代入上式，联立求解可以得到：
，
，故
，所以I=0.4A时，R=28Ω；R=118Ω时，I=0.1A，即表格的空格从左到右依次应填28、0、1。
（2）电阻R的电功率：
，
由不等式性质知：当
2Ω时，其电功率最大，最大功率为：
例4、如图所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接。只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作。如果再合上S2，则下列表述正确的是（ ）
A. 电源输出功率减小
B. L1上消耗的功率增大
C. 通过R1上的电流增大
D. 通过R3上的电流增大
答案：C
例5、电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路。当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法正确的是（ ）
A. 电压表和电流表读数都增大
B. 电压表和电流表读数都减小
C. 电压表读数增大，电流表读数减小
D. 电压表读数减小，电流表读数增大
答案：A
例6、在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用△I、△U1、△U2和△U2表示。下列比值正确的是
A.
不变
B. I减小，U1减小
C. U2不变，U3增大
D. I增大，U2增大
答案：AB
小结：直流电路动态分析的基本思路流程：
例7、如图所示的电路中，电源的电动势E=3.0V，内阻r=1.0Ω，电阻
30
，
，电容器的电容
。电容器原来不带电，求接通开关K后流入R4的总电荷量。
解析：根据题意当开关K接通稳定后，电路的连接形式：电阻R2、R3串联后与电阻R1并联接在电源两端其等效电路图如图。含有电阻R4和电容器C的那条支路是断路，所以外电路的总电阻：
，代入数据得总电阻R=8Ω，再根据闭合电路欧姆定律得干路中电流：
，代入数据得：
；路端电压：
，代入数据得路端电压：U=
；根据电阻R2、R3串联分压得电阻R3两端电压：
，代入数据得U2=2V，所以电容器C两端的电压即为2V，所以电容器带电荷量：Q=CU2，代入数据得：
，则电容器所带的电荷量就是通过电阻R4的电荷量，所以通过电阻R4的电荷量为
。
例8、如图所示，已知E=6V，r=1Ω，
，开关S开始处于断开状态，下列说法中正确的是（ ）
A. 开关S闭合的瞬间，电流表的读数为0.5A
B. 开关S闭合的瞬间，电压表的读数为5.5V
C. 开关S闭合后经一段时间，再将开关S迅速断开，则通过R2的电量为
D. 以上说法都不正确
答案：C
小结：当直流电路稳定后，电容器所在支路可看成是断路，简化电路时可去掉它，同时要注意以下几点：
（1）电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压。
（2）当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极板间的电压与其并联电阻两端的电压相等。
（3）电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充、放电。充电时，正负电荷分别由电源的正负极移向电容器的两极板，放电时，电容器正极板的电荷移向负极板与负电荷中和。
▍ 编辑：Wulibang（ID：2820092099）
▍ 来源：综合网络
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