閉合電路中物理量隨R變化規律的整合
2011-12-31 00:00:00王延
中學教學參考·理科版 2011年12期
通常情況下，閉合電路中的電源往往是對若干個負載同時供電，而各個負載是否接入電路接受電源的供電卻并不是服從于同一意愿，這將使得在閉合電路的某一特定工作狀態下實際接入電路的負載成為一個變量，如圖1所示。因此，將閉合電路中的各個物理量分別表為外電阻的函數進而討論其特性就成為一件很有意義的事情了。
一、電動勢E隨外電阻R變化的函數關系
1.函數關系：E＝常量（R≥0）。
2.函數圖像： 如圖2所示。
3.圖像特征： 平行于 “R 軸”的射線。
4.函數特征 ： E 不隨 R 變化。
注意：電源使用時間太久，其電動勢數值會略微減小。
二、內電阻r隨外電阻R變化的函數關系
1.函數關系： r=常量（R≥0）。
2.函數圖像：如圖3所示。
3.圖像特征：平行于 “R 軸”的射線。
4.函數特征：r 不隨 R 變化。
注意：電源使用時間太久，其內電阻數值會略微增大。
三、總電流I隨外電阻R變化的函數關系
1.函數關系： I=ER+r(R≥0)。
2.函數圖像：如圖4所示。
3.圖像特征：以（-r，0）為對稱中心、以“R =- r”和“I =0”為漸近線的雙曲線一支的一部分。
4.函數特征：I 隨著 R 的增大而單調減小。
四、內電壓Ur隨外電阻R變化的函數關系
1.函數關系：Ur=ErR+r(R≥0)。
2.函數圖像：如圖5所示。
3.圖像特征：以（-r，0）為對稱中心、以“R =- r”和“Ur=0”為漸近線的雙曲線一支的一部分。
4.函數特征 : Ur 隨著 R 的增大而單調減小。
五、外電壓U隨外電阻R變化的函數關系
1.函數關系：U=ERR+r(R≥0)。
2.函數圖像：如圖6所示。
3.圖像特征：以（-r，E）為對稱中心、以“R=-r”和“U=E”為漸近線的雙曲線一支的一部分。
4.函數特征：U 隨著 R 的增大而單調增大。
六、內功率Pr隨外電阻R變化的函數關系
1.函數關系：Pr=E2r(R+r)2(R≥0)。
2.函數圖像：如圖7所示。
3.圖像特征：以“R =-r”和“Pr =0”為漸近線的平方反比曲線的一部分。
4.函數特征：Pr 隨著 R 的增大而單調減小。
七、外功率P隨外電阻R變化的函數關系
1.函數關系：P＝E2R（R+r）2（R≥0）。
2.函數圖像：如圖8所示。
3.圖像特征：以“R＝-r”為漸近線的非單調曲線的一部分。
4.函數特征：P隨著R的增大而先增大后減小。
5.極值點與極值：當R＝r時，Pmax＝E24r。
