每到天黑以后，几乎每个家庭都会打开电灯，但此时电灯发出的光往往比较暗淡；而到了夜深人静，同一盏电灯发出的光就会变得很明亮。你知道这是什么原因吗？

一、路端电压

外电路两端的电压通常叫做路端电压或端电压，它是电源加在外电阻（也叫用电器或负载）上的实际电压，用U表示，U=IR，此式与（6-8）式联立可解得

由此可知路端电压与负载电阻的关系：

（1）当外电阻R增大时，电流I减小，电源内电阻上的电压IR i减小，而电动势ε不变，所以路端电压U增大；同理，当外电阻R减小时，电流I增大，电源内电阻上的电压IR i增大，而电动势ε不变，所以路端电压U将减小。

（2）当外电路断开时，R→∞，电流I=0，U=ε，这时的路端电压称为开路电压，开路时路端电压等于电源的电动势。

（3）当电源两端短路时：外电阻R→0，路端电压U=IR=0，I=，常称为短路电流。电源的内阻一般都很小，铅蓄电池、镍氢电池、锂电池等的内阻只有0.0015～0.1Ω，即使是普通的新干电池，内阻也不到1.0Ω。因此短路时电流很大，不但会损坏电源，还可能引起爆炸，发生火灾。因此，绝不允许将一根导线或电流表直接接在电源的两极上。

图6-36 汽车前灯电路

下面我们通过实例来看一看端电压与负载的关系，汽车蓄电池供电电路如图6-36所示。只打开车灯时，车灯正常发光。当汽车启动发动机时，启动电动机的电路接通。由于启动电动机的内阻较小，且和车灯是并联的，因此外电阻减小，使得外电路的端电压减小，导致车灯变暗。汽车发动以后，启动电动机停止工作，外电阻恢复到原来的值，端电压回升，车灯便恢复正常亮度。

在本节开始提到的问题中，晚上八点左右用电高峰时电灯发出的光比较暗。这是因为每当天黑以后，几乎每个家庭都会打开电灯、电视等用电器，而这些用电器都是并联在回路中的，因此回路中的外电阻减小，端电压降低，所以此时电灯发出的光比较暗。而到了夜深人静时，很多用户休息了，用电器减少，外电阻增大，端电压升高，所以电灯发出的光会变得明亮。

二、电源的输出功率

将式ε=U外+U内两边乘以电流I，可得

式中Iε表示电源提供的电功率；IU外表示外电路上消耗的电功率，也叫电源的输出功率；IU内表示内电路上消耗的电功率。电源提供的电功率只有一部分消耗在外电路上，转化为其他形式的能量，另一部分消耗在内电路的内阻上转化为内能。电源向负载输出的功率为

电流随负载电阻增大而减小，端电压随负载电阻的增大而增大。所以，电源供给负载的功率也和负载电阻有关。若负载为纯电阻时，电源的输出功率在什么情况下会最大呢？

当R=R i时，P L为最大值。此时

上式表明：对给定的电源来讲，当负载电阻等于电源内阻时，电源供给负载的功率最大，这时我们称负载与电源匹配。

如图6-37中的曲线表示了电动势和内阻均恒定的电源，其输出功率P随负载电阻R的变化关系。

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图6-37 电源输出功率图线

例题 已知电源的电动势是1.5V，内阻是0.2Ω，如果把它与电阻为2.8Ω的外电路连接起来，求：

（1）电路中的电流和路端电压各是多少？

（2）电源的输出功率是多少？

解 已知：E=1.5V，R i=0.2Ω，R=2.8Ω

求：（1）I，U；（2）PL

（1）根据全电路欧姆定律，电路中的电流为

根据欧姆定律公式，路端电压为

（2）根据功率公式，电源的输出功率为

习题6-7

1.电源的电动势E=1.5V，内阻R i=0.10Ω，外电路的电阻R=1.4Ω。求电路中的电流I、端电压U各是多少？

2.有一电路，电源的电动势是2V，内电阻是0.4Ω，外电阻是1.6Ω。求：（1）全电路中的电流和路端电压各是多少？（2）短路时的电流和断路时的路端电压各是多少？

3.有一电源当它与2.9Ω的电阻连接时，测得电流是0.5A，当它与1.4Ω的电阻连接时，测得的电流是1A。求该电源的电动势和内阻是多少？

4.在如题图6-4的电路中，当滑线变阻器的滑动触头在某一位置时，电压表和电流表的读数分别为2V和2A；改变滑动触头的位置后，两表的读数分别为3V和1.5A，求电源的电动势和内阻各是多少？

5.有一闭合电路，电源的电动势是6.0V，内阻是0.5Ω，如果外电路的电阻为2.5Ω。求：

（1）电源的输出功率是多少？

（2）电源消耗的总功率是多少？

（3）电源的输出功率是多少？

题图6-4 测电动势和内阻