新教材人教必修三第十二章电能、能量守恒定律 2闭合电路的欧姆定律

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人教版高中物理必修第三册精品课件第十二章电能能量守恒定律第1课时闭合电路的欧姆定律

（2）定义式:
伏特
非静电力
外电路
二、闭合电路的欧姆定律及其能量分析
做的功
降低
正比
内阻非静电力
反比
三、闭合流跟电源的电动势成_正___比__,跟内、外电路的电阻之和成__反__比___。（2）表达式:
外电路
电势降落之和
02 核心要点·能力素养全提升
要点一对电源的电动势的理解
（2）电源的电动势和内阻；
知道电动势等于内、外科学探究:通过对生活中闭合电路的欧姆定律的应用的分析,
电路电势降落之和。增加对物理知识的喜爱。领会运用闭合电路的欧姆定律解
3.掌握闭合电路的欧姆定律的内容、公式。
决问题的优越性。科学态度与责任:通过电路能量守恒的教学,树立科学观点,理解和运用自然规律,并用来解决实际问题。
1.静电力和非静电力（1）静电力是带电体之间通过电场相互作用的力,非静电力是指除静电力外能对电荷移动起作用的力。（2）非静电力的来源 ①在化学电池（干电池、蓄电池）中,非静电力是化学作用,它使化学能转化为电势能。 ②在发电机中,非静电力是电磁作用,它使机械能转化为电势能。
2.静电力与非静电力做功的比较（1）非静电力只存在于电源内部,因此非静电力只在电源内部对电荷做功。通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能。（2）静电力存在于整个闭合电路中,所以在电路中任何部位静电力都要做功。静电力做功将电能转化为其他形式的能。
表达式
物理意义电流与电源电动势成正比,与电路总电阻成反比
适用条件纯电阻电路
电源电动势在数值上等于电路 ①式适用于纯电阻电路；
中内、外电压之和
②③式普遍适用
电源提供的总能量等于内、外 ④式适用于纯电阻电路；

高中物理人教必修三第12章第1节闭合电路的欧姆定律(二)闭合电路欧姆定律20202021学年

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电路中的能量转化
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三.路端电压与负载的关系
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路端电压与负载的关系
由路端电压: U E Ir
I E Rr
【探究结论】 R增大，电流减小，路端电压增大 R减小，电流增大，路端电压减小
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断路(R→∞ I=0)
两短路(R=0)
种
AB A
特殊情
外电路
Rs
Er
内电路
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2.闭合回路的电流方向
在外电路中，电流方向由正极流向负极，沿电流方向电势降低。
在内电路中，通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流
方向由负极流向正极。
+
+
+
+
R
+
+
+ +
+
+
-
+ +
内电路与外电路中的总电流是相同的。
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问题探究：闭合电路中电势如何变化？
解: 得:
E I1R1 I1r E I2R2 I2r
E 3.0V
r 1
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例2.在U-I图象中，由图象做出的下列判断中，正确的是（ACD ）
A.被测电池的电动势为1.5V B.被测电池的内电阻为2.0Ω C.外电路短路时的电流约为3.0A D.从图象的A点变化到B点，外电路电阻变小
求：
①电源的最大输出功率； ②R1上消耗的最大功率； ③R2上消耗的最大功率。
R2 R1
Er
① 2.25W；② 2W；③ 1.5W。
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12.2 闭合电路的欧姆定律 (人教版新教材)高中物理必修三第十二章【知识点+练习】

第十二章电能能量守恒定律2 闭合电路的欧姆定律知识点一电源和电动势1．概念：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置．2．电源的工作原理：由于电源正负极总保持一定数量的正负电荷，所以电源内部总存在着由正极指向负极的电场．电源把正电荷从负极搬运到正极的过程中，非静电力在做功，使电荷的电势能增加．在外电路，也存在着由正极指向负极的电场，正电荷在静电力的作用下由电源正极流向负极．3．非静电力实质：在电池中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能；在发电机中，非静电力是电能作用，它使机械能转化为电势能．*注意：在外电路，电流由电源正极流向负极，即从高电势流到低电势，电流在电源内部只能从负极流向正极，即从低电势流到高电势，根据电场知识可知，静电力不可能使电流从低电势流向高电势，反而起阻碍作用．非静电力只在电源内部对电荷做功，将其他形式的能转化为电能，但静电力在整个闭合电路上都要做功，将电能转化为其他形式的能，在整个电路上，非静电力做的功与静电力做的功相等．4．电动势定义：在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功．即E＝W非q.5．物理意义：反映电源非静电力做功的本领的大小．6．单位：电势、电势差的单位相同，为伏特(V)．7．电源内阻：电源内部导体的电阻．电源的容量：电池放电时能输出的总电荷量，其单位是A·h.*注意：电动势和电压虽然单位相同，定义式类似，但二者有本质的区别，电压反映电场力做功，将电势能转化为其他形式的能，而电动势反映非静电力做功，将其他形式的能转化为电势能．能的转化方向不同．知识点二闭合电路的欧姆定律1．内、外电路．(1)概念：内电路是电源内部电路，外电路是电源外部电路．(2)特点：外电路中电流由电源正极流向负极，沿电流方向电势降低，内电路中电流由电源负极流向正极，沿电流方向电势升高．2．闭合电路的欧姆定律．(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比．(2)公式：I＝ER＋r①或E＝IR＋Ir②或E＝U外＋U内．③(3)适用条件：①、②适用于外电路为纯电阻电路，③适用于一切电路．知识点三路端电压与负载的关系1．路端电压的表达式，U＝E－Ir．2．路端电压随外电阻的变化规律．(1)当外电阻R增大时，电流I减小，路端电压增大．(2)当外电阻R减小时，电流I增大，路端电压减小．(3)两个特例：外电路断开时，R→∞，I＝0，U＝E．据此特点可测电源电动势．外电路短路时，R＝0，I＝Er，U＝0，据此特点可以理解不允许将电源两端用导线直接连接的原因．3．各部分功率关系分析：EI＝I2R＋I2r ．当外电路为纯电阻电路时讨论如下：①电源的输出功率．P出＝I2R＝E2（R＋r）2R＝E2R（R－r）2＋4Rr＝E2（R－r）2R＋4r.由此可知当R ＝r 时，电源有最大输出功率P 出max ＝E 24r.②P 出与外电阻R 的函数关系图象．③电源的效率．η＝P 出P ＝IU 外IE ＝U 外E ＝IR I （R ＋r ）＝R R ＋r ＝11＋rR，可见，外电阻R 越大，电源的效率越高．拓展一欧姆表的原理1．欧姆表内部构造：表头、电源和可变电阻三部分组成．2．欧姆表原理：依据闭合电路的欧姆定律制成，由电流表改装而成． 3.欧姆表测量原理．如图所示，当红黑表笔间接入被测电阻R x 时，通过表头的电流I ＝Er ＋R g ＋R ＋R x．改变R x ，电流I 随着改变，每个R x 值都对应一个电流值，在刻度盘上直接标出与I 值对应的R x 值，就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值．4．欧姆表内阻：将红、黑表笔短接，调节滑动变阻器使电流表达到满偏电流I g ，根据闭合电路的欧姆定律，I g ＝E r ＋R g ＋R 1，故欧姆表内电阻R 内＝EI g ＝R g ＋r ＋R ．说明：(1)当红、黑表笔断开时，电流表中电流为零，此时表笔间电阻无穷大，所以在表盘上电流零处标电阻“∞”；当红、黑表笔短接时，调节欧姆表的调零电阻，使电流表指针满偏，所以在电流满偏处标电阻“0”．(2)I 与R x 不成比例，欧姆表的刻度不均匀．欧姆表偏角越大，表明被测电阻越小．(3)中值电阻：当外加电阻R x ＝R g ＋r ＋R 0时，电流为I ＝E R x ＋R 0＋R g ＋r ＝12I g ，此时电流表指针指在刻度盘的中央，该电阻叫中值电阻．图象上的特征物理意义电源U －I 图象电阻U －I 图象图形图象表述的物理量变化关系电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻中的电流随电阻两端电压的变化关系图线与坐标轴交点与纵轴交点表示电源电动势E ，与横轴交点表示电源短路电流过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零图线上每一点坐标的乘积UI 表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率图线上每一点对应的U 、I 比值表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的此值均等大，表示此电阻的大小图线的斜率的大小内电阻r电阻大小【例1】如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6 V和0.4 A；当S断开时，它们的示数各改变0.1 V和0.1 A，求电源的电动势及电阻．【例2】如图所示．已知电源的电动势为E，内阻r＝2 Ω，定值电阻R1＝0.5 Ω，滑动变阻器的最大阻值为5 Ω.(1)当滑动变阻器的阻值为多大时，电阻R1消耗的功率最大？(2)当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？(3)当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大？【例3】电路如图甲所示．若电阻未知，电源电动势和内阻也未知，电源的路端电压U随电流I 的变化图线及外电阻的U－I图线分别如图乙所示，求：(1)电源的电动势和内阻；(2)电源的路端电压；(3)电源的输出功率．【例4】如图所示是一个多量程多用电表的简化电路图，电流、电压和电阻的测量都各有两个量程(或分度值)不同的挡位.1、2两个挡位为电流表挡位，其中大量程是小量程的10倍．已知表头G的满偏电流为100 μA，内阻为990 Ω，图中的电源E的电动势均为3.5 V，当把转换开关S旋到位置4，在A、B之间接3 500 Ω电阻时，表头G刚好半偏．该操作的顺序和步骤都正确无误，则R1＝________Ω，R2＝________Ω.随堂练习1．(多选)关于电动势及闭合电路欧姆定律，下列说法正确的是()A．电源电动势越大，电源所能提供的电能就越多B．电源电动势等于路端电压C．外电路的电阻越大，路端电压就越大D．路端电压增大时，电源的输出功率可能减小2．在已接电源的闭合电路里，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是() A．如外电压增大，则内电压增大，电源电动势也会随之增大B．如外电压减小，内电阻不变，内电压也就不变，电源电动势必然减小C．如外电压不变，则内电压减小时，电源电动势也随内电压减小D．如外电压增大，则内电压减小，电源的电动势始终为二者之和，保持恒量3．(多选)如图所示为某一电源的U－I图象，由图可知()A．电源电动势为2 V B．电源内阻为13ΩC．电源短路时电流为6 A D．电路路端电压为1 V时，电路中电流为5 A4.如图所示的电路中，电源的内阻不可忽略，当开关S闭合时，电流表的示数为0.30 A，则当S 断开时，电流表的示数可能是()A．0.28 A B．0.42 A C．0.52 A D．0.58 A5．如图所示，电源的电动势为50 V，电源内阻为1.0 Ω，定值电阻R＝14 Ω，M为直流电动机，电枢电阻R′＝2.0 Ω，电动机正常运转时，电压表读数为35 V，则在100 s时间内电源做的功和电动机上转化为机械能的部分是多少？6．手电筒的两节干电池，已经用了较长时间，灯泡只发出很微弱的光，把它们取出来，用电压表测电压，电压表示数接近3 V，再把它们作为一个台式电子钟的电源，电子钟能正常工作，则下列说法：①这两节干电池的电动势减少了很多②这两节干电池的内阻增大了很多③这台电子钟的额定电压一定比手电筒的小灯泡的额定电压小④这台电子钟的正常工作电流一定比小灯泡正常工作电流小其中正确的是()A．①②B．①③C．②④D．③④7．(多选)如图所示为闭合电路中两个不同电源的U－I图象，则下列说法中正确的是()A．电动势E1＝E2，短路电流I1>I2B．电动势E1＝E2，内阻r1>r2C．电动势E1>E2，内阻r1>r2D．当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大8．如图所示的电路中，电键S1、S2、S3、S4均闭合，C是水平放置的平行板电容器，极板间悬浮着一油滴P，欲使P向上运动，应断开电键()A．S1B．S2C．S3D．S49．如图所示，直线A是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线，若这两个电阻分别接到这个电源上，则()A．R1接在电源上时，电源的效率高B．R2接在电源上时，电源的效率高C．R1接在电源上时，电源的输出功率大D．电源的输出功率一样大10．一电源在负载电阻分别为4 Ω和9 Ω时，输出功率相等，则电源内阻为()A．4 Ω B．6 Ω C．9 Ω D．12 Ω11．如图所示，已知电阻R1＝4.0 Ω，R2＝6.0 Ω，电源内阻r＝0.60 Ω，电源的总功率P总＝40 W，电源输出功率P出＝37.6 W．求：(1)A、B间的电压U；(2)电源电动势E；(3)R3的阻值．12．如图所示为欧姆表的原理示意图．其中，电流表的满偏电流为300 μA ，内阻R g ＝100 Ω，调零电阻最大值R ＝50 kΩ，串联的定值电阻R 0＝50 Ω，电源电动势E ＝1.5 V ．当电流是满偏电流的二分之一时，用它测得的电阻R x 是多少？13．下图所示为一简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流I g ＝300 μA ，内阻R g ＝100 Ω，可变电阻R 的最大阻值为10 kΩ，电池的电动势E ＝1.5 V ，内阻r ＝0.5 Ω，图中与接线柱A 相连的表笔颜色应是________色．按正确使用方法测量电阻R x 的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则R x ＝________kΩ.若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小、内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述R x ，其测量结果与原结果相比将______(填“变大”“变小”或“不变”)．14．如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S 闭合后，在变阻器R 0的滑动端向下滑动的过程中( )A ．电压表与电流表的示数都减小B ．电压表与电流表的示数都增大C ．电压表的示数增大，电流表的示数减小D ．电压表的示数减小，电流表的示数增大 15．(多选)在如图所示电路中，闭合电建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 、U 1、U 2和U 3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI 、ΔU 1、ΔU 2和ΔU 3表示，下列比值正确的是( )A ．U 1I 不变，ΔU 1 ΔI 不变B ．U 2I 变大，ΔU 2ΔI 变大C ．U 2I 变大，ΔU 2 ΔI 不变D ．U 3I 变大，ΔU 3ΔI 不变第十二章电能能量守恒定律2 闭合电路的欧姆定律【例1】解析：当S 闭合时，由闭合电路欧姆定律得：U 1＝E －I 1r ，即E ＝1.6＋0.4 r ．① 当S 断开时，由闭合电路欧姆定律得：U 2＝E －I 2r ，即E ＝(1.6＋0.1)＋(0.4－0.1)r .② 由①②得：E ＝2 V ，r ＝1 Ω.【例2】解析：(1)因为电路是纯电阻电路，则满足闭合电路欧姆定律，有P R1＝E 2（R 1＋R 2＋r ）2R 1.当R 2＝0时，电阻R 1消耗的功率最大，P R1max ＝E 2（R 1＋r ）2R 1，(2) P R2＝E 2（R 1＋R 2＋r ）2R 2＝E 2[（R 1＋r ）＋R 2]2R 2＝E 2[（R 1＋r ）－R 2]2R 2＋4（R 1＋r ）.当R 2＝R 1＋r ＝2.5 Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，即P R2max ＝E 24（R 1＋r ）.(3)原理同(2)，很容易得出当R 1＋R 2＝r ，即R 2＝r －R 1＝1.5 Ω，电源输出的功率最大，P max ＝E 24r.【例3】解析：(1)由题图乙所示U －I 图线知，电源电动势E ＝4 V ，短路电流I 短＝4 A ，故内阻r ＝EI 短＝1 Ω. (2)由题图甲、乙知，电源与电阻串联时，电流I ＝1 A ，此时对应路端电压U ＝3 V . (3)由题图乙知R ＝3 Ω，故P 出＝I 2R ＝3 W. 【例4】答案：11 99解析：S 接4时，改装电流表的满偏电流为I g ，则有I g 2＝E R 中＋R g ＝ 3.53 500×2A ，则I g ＝10－3 A ＝1 mA ，S 接1时，如图甲所示，是大量程电流表，有(10－0.1)R 1＝0.1(R g ＋R 2)，S 接2时，如图乙所示，是小量程电流表，有(1－0.1)(R 1＋R 2)＝0.1 R g ，联立得R 1＝11 Ω，R 2＝99 Ω.随堂练习1、答案：CD2、答案：D3、答案：AD4、答案：A5、解析：内阻和电阻R 上的电压为 U ＝E －U V ＝(50－35) V ＝15 V .由欧姆定律得电路电流为I ＝U R ＋r ＝1514＋1A ＝1 A.在100 s 内电源做的功W ＝IEt ＝1×50×100 J ＝5.0×103 J. 在100 s 内电动机转化为机械能的部分有W ′＝(IU v －I 2R ′) t ＝(1×35－12×2)×100 J ＝3.3×103 J. 6、答案：C 7、答案：AD 8、答案：B解析：四个开关都闭合油滴静止不动：q Ud＝mg ，此时电压等于R 3的电压．要使其向上运动，则使电压增大．只有断开S 2电容器两端电压变大等于电源电动势．9、答案：A 10、答案：B11、解析：由P 总－P 出＝I 2r ，得I ＝40－37.60.6A ＝2 A. 由P 总＝EI ，得到电源的电动势E ＝402V ＝20 V .AB 间的电压U AB ＝R AB I ＝R 1R 2R 1＋R 2·I ＝2.4×2 V ＝4.8 V .(3)路端电压U ＝E －Ir ＝20－2×0.6 V ＝18.8 V . 由欧姆定律得，外电路总电阻为R ＝U I ＝18.82Ω＝9.4 Ω.得到，R 3＝R －R 1R 2R 1＋R 2＝7 Ω.12、解析：用欧姆挡测量电阻时，对电路应用闭合电路欧姆定律，当电流表满偏时有：I g ＝ER 内，其中R 内为欧姆表的内阻．所以有：R 内＝E I g ＝ 1.5300×10－6Ω＝5 000 Ω.用它测量电阻R x 时，当指针指在表盘中央时有 12I g ＝E R 内＋R x得：R x ＝2E I g －R 内＝5 000 Ω. 故测得的电阻是R x 是5 000 Ω. 13、答案：红 5 变大解析：由I ＝E R g ＋R ＋r ＋R x 及I g ＝E R g ＋R ＋r，指针指中央，I ＝12I g ＝150 μA ，R x ＝5 kΩ；因欧姆表的内阻变大，同样的电阻值，电流变小，读数变大．14、答案：A解析：滑动变阻器R 0的滑片向下滑动，R 0接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，总电流变大，电源的内电压变大，外电压变小，电压表的示数变小，R 1两端的电压变大，R 2两端的电压变小，电流表的示数变小，A 项正确．15、答案：ACD解析：R 1是定值电阻，有R 1=U 1I =ΔU 1 ΔI ，可知U 1I 、ΔU 1ΔI都不变，故A 正确；当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，R 2变大，R 2是可变电阻，有U 2I = R 2，所以U 2I变大，根据闭合电路欧姆定律得：U 2=E-I(R 1+r)，则知ΔU 2 ΔI = R 1+r ，不变，故B 错误，C 正确；U 3I = R 1+ R 2，可知U 3I变大，又根据闭合电路欧姆定律得：U 3=E-Ir ，则知ΔU 3ΔI=r ，保持不变，故D 正确。

新教材-人教版高中物理必修第三册-第12章-电能-能量守恒定律-知识点考点重点难点提炼汇总

第12章电能能量守恒定律1.电路中的能量转化 (1)2.闭合电路的欧姆定律 (5)3.实验：电池电动势和内阻的测量 (11)4.能源与可持续发展 (17)1.电路中的能量转化一、电功和电功率1．电流做功的实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。

2．电功(1)定义：电流在一段电路中所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的电流、通电时间三者的乘积。

(2)公式：W＝UIt。

(3)单位：国际单位是焦耳，符号是J。

3．电功率(1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比。

(2)公式：P＝Wt＝UI。

(3)单位：国际单位是瓦特，符号是W。

二、焦耳定律1．内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。

2．表达式：Q＝I2Rt。

3．热功率三、电路中的能量转化1．电动机工作时的能量转化(1)能量关系：电动机从电源获得的能量一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能。

(2)功率关系：电动机消耗的功率P电等于电动机的输出功率P机与电动机损失的功率P损之和，即：P电＝P机＋P损，P电＝UI，P损＝I2R。

2．电池充电时的能量转化电池从电源获得的能量一部分转化为化学能，还有一部分转化为内能。

考点1：串、并联电路中电功率的计算1．串联电路功率关系(1)各部分电路电流I相同，根据P＝I2R，各电阻上的电功率与电阻成正比。

(2)总功率P总＝UI＝(U1＋U2＋…＋U n)I＝P1＋P2＋…＋P n。

2．并联电路功率关系(1)各支路电压相同，根据P＝U2R，各支路电阻上的电功率与电阻成反比。

(2)总功率P总＝UI＝U(I1＋I2＋…＋I n)＝P1＋P2＋…＋P n。

3．结论无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于各负载消耗的功率之和。

【例1】有额定电压都是110 V，额定功率P A＝100 W，P B＝40 W 的电灯两盏，若接在电压是220 V的电路上，两盏电灯均能正常发光，那么电路中消耗功率最小的电路是( )A B C D思路点拨：(1)电路的总功率等于各用电器消耗的功率之和。

2021_2022学年新教材高中物理第十二章电能能量守恒定律2闭合电路的欧姆定律课件新人教版必修第三

q
于各干电池的电动势之和。答案:9 V 串联电池组的总电动势等于各干电池的电动势之和
【补偿训练】
下列是对电源电动势概念的认识,正确的是
()
A.同一电源接入不同的电路,电动势就会发生变化
号干电池比7号干电池大,但电动势相同
C.电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电势能的本领,电源把其他形
式的能转化为电势能越多,电动势就越大
【解析】当a、b两点间接理想的电流表时,R1被短路,回路中的电流I1=0.5 A,
由闭合电路欧姆定律得:E=I1(R2+r) ①
当a、b两点间接理想的电压表时,回路中的电流I2= 由闭合电路欧姆定律得:E=I2(R2+R1+r) ②
U R
=0.2
1
A
联立①②得:E=3 V,r=1 Ω
答案:3 V 1 Ω
2.路端电压随外电阻的变化规律:
(1)当外电阻R增大时,电流I减小,路端电压_增__大__。
(2)当外电阻R减小时,电流I增大,路端电压_减__小__。
(3)两个特例:外电路断开时,R→∞,I=_0_,U=_E_,据此特点可测电源电动势。
外电路短路时,R=0,I= E ,U=_0_,据此特点可以理解不允许将电源两端用
【素养训练】
(多选)如图所示,闭合开关S并调节滑动变阻器
滑片P的位置,使A、B、C三灯亮度相同。若继续
将P向下移动,则三灯亮度变化情况为 ( )
灯变亮
灯变亮
灯变暗
灯变亮
【解析】选A、C、D。将变阻器滑片P向下移动时,接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律得知,总电流IA增大,则A灯变亮。并联部分的电压U并=E-IA(RA+r),E、RA、r不变,IA增大,U并减小,IB减小,B灯变暗。通过C灯的电流IC=IA-IB,IA增大,IB减小,则IC增大,C灯变亮。综上可知,A、C、D正确。

人教版高中物理必修三第12章第2节闭合电路欧姆定律

人教版高中物理必修三第12章第2节《闭合电路的欧姆定律》说课稿今天我说课的内容是新人教版高中物理必修三第12章第2节《闭合电路的欧姆定律》。

第12章是电能和能量守恒定律，按照循序渐进的原则，上一章先学习部分电路规律，在本章再学习闭合电路的相关物理规律。

《闭合电路欧姆定律》是部分电路欧姆定律的延伸，是整个电路部分的中心内容，也是复杂电路分析的基础。

本课教学承担着实现本单元教学目标的任务，为了更好地教学，下面我将从课程标准、教材分析、教学目标和学科核心素养、教学重难点、学情分析、教学方法、教学准备、教学过程等方面进行说课。

一、说课程标准普通高中物理课程标准（2017版2020年修订）【内容要求】：“3.2.4理解闭合电路欧姆定律。

会测量电源的电动势和内阻。

”二、说教材分析在学生学习了“欧姆定律”、“电功”等内容之后编排的，是分析和理解部分电路和全电路的交汇点，也是复杂电路分析的基础。

本节内容在教材中具有承上启下的作用，既是前面所学知识的巩固和深化，又为后继内容的学习做出了铺垫。

同时，通过本节的学习，能使学生会用能的转化观点分析相关电路问题.所以，本节是本章乃至整个电路部分的中心内容，更是本章教学的重点。

三、说教学目标1、知道电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置，知道电动势的定式。

2、经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程，理解内、外电路的能量转化，体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用。

3、理解闭合电路的欧姆定律，通过探究电源两端电压与电流的关系，体会图像法在研究物理问题中的作用。

4、能根据闭合电路欧姆定律解释路端电压与负载的关系。

四、说核心素养【物理观念】通过电动势概念的建立和推导闭合电路欧姆定律，为学生深入理解能量守恒定律提供物理事实。

【科学思维】学生应用物理规律进行推理，解决实际问题，促进科学思维的发展。

【科学探究】通过分析闭合电路中电动势的升高和降低及其规律，学生可以深化对电场中电势和电势差概念的理解，同时对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。

新人教高中物理必修第三册12.2节闭合电路欧姆定律

两种特例短路： U内=E，U外=0
断路： U内=0，U外=E
断路 E
|k|=r
E/r 短路
例3 (多选)如图所示为闭合电路中两个不同电源的UI图像，
则下列说法中正确的是( )
A．电动势E1＝E2，短路电流I1>I2 B．电动势E1＝E2，内阻r1>r2 C．电动势E1>E2，内阻r1>r2
D．当工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大
【答案】不是．电压表示数近似等于电源电动势．
4．电动势和电压的区别与联系
电压 U
电动势 E
电场力做功，电能转化为其他形非静电力做功，其他形式的能转
物理意义
式的能
化为电能
定义式单位联系
U＝Wq ，W 为电场力做的功 E＝Wq ，W 为非静电力做的功
伏特(V)
伏特(V)
E＝U 内＋U 外
电动势等于电源未接入电路时两极间的电势差
引入
要在电路中维持持续电流，电路中必须接有电源，电池是常见的电源，右图是常见的各种电池。
请思考？用什么物理量去描述电源的特性呢？提示：电动势。
一电动势
1.如何定义电动势？
非静电力所做的功与所移动的电荷量之比．
2.电动势的定义式及单位？
E= W非 q
伏特（V） 1V=1J/C
3.电动势的物理意义？
例1．(多选)铅蓄电池的电动势为2 V，这表示 ( ABD)
A．电路中每通过1 C电荷量，电源把2 J的化学能转化为电能 B．蓄电池断开时两极间的电压为2 V C．蓄电池能在1 s内将2 J的化学能转化成电能 D．蓄电池将化学能转化成电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的大

人教版高中物理必修第三册第十二章电能、能量守恒定律第2节闭合电路的欧姆定律第1课时闭合电路的欧姆定律

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第十二章电能能量守恒定律
物理（必修·第三册 RJ）
课内互动探究
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第十二章电能能量守恒定律
物理（必修·第三册 RJ）
2．非静电力：在电源内部把正电荷从___负__极___搬运到__正__极____的力。
3．电源：通过非静电力做功把其他形式的能转化为__电__势__能____的装置。
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第十二章电能能量守恒定律
物理（必修·第三册 RJ）
4．电动势 (1)定义：非静电力所做的功与所移动的___电__荷__量___之比。
第十二章电能能量守恒定律
2．闭合电路的欧姆定律
第1课时闭合电路的欧姆定律
目标体系构建课前预习反馈课内互动探究核心素养提升课堂达标检测夯基提能作业
第十二章电能能量守恒定律
物理（必修·第三册 RJ）
目标体系构建
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第十二章电能能量守恒定律
物理（必修·第三册 RJ）
1．知道闭合电路的组成，理解电源的电动势的定义和定义式。 2．能从能量的转化和守恒的角度推导闭合电路的欧姆定律。 3．会用闭合电路的欧姆定律分析路端电压与负载的关系，并能进行相关的电路分析与计算。
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第十二章电能能量守恒定律
物理（必修·第三册 RJ）
知识点 2 闭合电路的欧姆定律及其能量分析
1．部分电路欧姆定律：导体中的电流I跟导体两端的电压U成 U
__正__比____，跟导体的电阻R成___反__比___。即I＝__R__。
2．在电源外电路中，沿电流方向电势__降__低____。
W (2)定义式：E＝____q___。 (3)单位：电动势的单位是伏特(V)。 (4)决定因素：由电源中非静电力的特性决定，与外电路___无__关___。

人教版高中物理必修第三册精品课件第12章电能能量守恒定律 2 闭合电路的欧姆定律

(1)关系式:U=E-U内= Er。
+
(2)特点:由公式可知,随着外电阻增大,路端电压增大。当外
电路断路(外电阻无穷大)时,路端电压U=E;当外电路短路(外
电阻等于零)时,路端电压U=0。
傍晚用电高峰时灯光发暗,而当夜深人静时灯光较亮。说一
说这是什么原因。
提示：傍晚用电高峰时,整个电路的电流大,电源内电路的
)
A.电源的电动势为6.0 V
B.电源的内阻为12 Ω
C.电源的短路电流为0.5 A
D.电流为0.3 A时的外电阻是18 Ω
答案：AD
解析：因该电源的U-I图像的纵轴坐标并不是从零开始的,
故纵轴上的截距虽为电源的电动势,即E=6.0 V,但横轴上的截
距0.5 A并不是电源的短路电流,且内阻应按斜率的绝对值计
2.电源。
(1)非静电力:在电源内部把正电荷从负极搬运到正极的
力。
(2)电源:通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势
能的装置。
3.电动势。
(1)物理意义:表征电源把其他形式的能转化为电势能的本领。
(2)定义:在电源内部,电源移动电荷,增加电荷的电势能。在物理学
中我们用非静电力所做的功与所移动的电荷量之比来表示电

电能
A 正确,C 错误。电源两极的电势差(电压)U= ,而 E 电能=W,所以

U=E= =2 V,选项 B 正确。电动势是描述电源把其他形式的能转化

为电能的本领大小的物理量,E 蓄电池=2 V>E 干电池=1.5 V,选项 D 正确。
误区警示
电

(1)电动势E电动势= 与U=
及电场强度E= 等均采用比

2024版新教材高中物理第十二章电能能量守恒定律2.闭合电路的欧姆定律课件新人教版必修第三册

E
(1)当外电阻R增大时，由I＝可知电流I减小，路端电压U＝E－Ir
R+r
增大．
(2)当外电阻R减小时，由I＝
E
可知电流I增大，路端电压U＝E－Ir
R+r
减小．
(3)两种特殊情况：当外电路断开时，电流I变为0，U＝E，即断路时
E
的路端电压等于电源电动势；当电源短路时，外电阻R＝0，此时I＝ .
r
2.由U＝E－Ir知，电源的U-I图像是一条倾斜的直线．如图所示，图
量成反比
B．电源的电动势等于电源没有接入电路时电源两极间的电压，当
电源接入电路时，电动势将发生改变
C.非静电力做的功越多，电动势越大
W
D．E＝只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小由电源内
q
非静电力的特性决定
[训练1] 关于电源和电动势，下列说法中正确的是(
)
A．在电源内部非静电力把正电荷从正极移动到负极
和成反比
C．当外电路短路时，电路中的电流趋近于无穷大
D．当外电阻增大时，路端电压将减小
答案：B
例3 在如图所示的电路中，R1＝9 Ω，R2＝5 Ω，当a、b两点接理想
电流表时，其读数为0.5 A；当a、b两点间接理想电压表时，其读数为
1.8 V．求电源的电动势和内电阻．
答案：3 V 1 Ω
解析：当a、b两点间接理想电流表时，R1被短路，回
“∞”
电流为零处
Rx＝∞
Rx中＝r＋R＋Rg＝RΩ
中值电阻
刻度盘正中央
“Rx”
与Rx对应电流Ix
路中的电流I1 ＝0.5 A，由闭合电路欧姆定律得E＝I1(R2
＋r)，
1.8

新教材2023版高中物理第十二章电能能量守恒定律2.闭合电路的欧姆定律课件新人教版必修第三册

电源输出功率随外电阻变化关系如图所示：
(1)当R＝r时，电源的输出功率最大，Pm＝E4r2. (2)当R>r时，随着R增大，P出减小．
(3)当R<r时，随着R增大，P出增大．
(4)同一个输出功率P(除最大功率外)都对应两个不同的外电阻R1和R2.
3．电源的效率：
(1)定义：输出功率占电路消耗的总功率的比值，表达式为η＝PP外总＝
针对训练2 如图所示的电路中，当开关S接a点时，标有“4 V，8 W”的小灯泡L正常发光，当开关S接b点时，通过电阻R的电流为1 A，这时电阻R两端的电压为5 V．求：
(1)电阻R的阻值； (2)电源的电动势和内阻．
探究点三闭合电路的功率问题导学探究 1.手电筒中的电池用久了，虽然电池的电动势没减小多少，但小灯泡却不怎么亮了，为什么？
2．闭合电路的欧姆定律 (1) 内容：闭合电路的电流跟电源的 __电__动__势___ 成正比，跟 __内__、_外__电__路__的_电__阻__之_和___成反比．
E
(2)表达式：I＝__R__+_r___． (3)另一种表达形式：E＝_U_外__＋_U_内__．即：电源的电动势等于内、外电路_电__势_降__落__之和．
是600 μV，短路电流为30 μA.若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器
连成一闭合电路，则它的路端电压是( )
A．200 μV
B．300 μV
C．400 μV
C．600 μV
答案：B
5.在如图所示的电路中，R1＝9 Ω，R2＝5 Ω，当a、b两点间接理想的电流表时，其读数为0.5 A；当a、b两点间接理想的电压表时，其读数为1.8 V．求电源的电动势和内阻．

2024秋季人教版高中物理必修第三册第十二章电能能量守恒定律《闭合电路的欧姆定律》

听课记录：2024秋季人教版高中物理必修第三册第十二章电能能量守恒定律《闭合电路的欧姆定律》教学目标（核心素养）1.物理观念：理解闭合电路中电流、电压、电阻之间的关系，掌握闭合电路欧姆定律的内容及应用。

2.科学思维：通过逻辑推理和实验观察，培养学生分析问题、解决问题的能力，以及将物理规律应用于实际情境的能力。

3.科学探究：通过实验探究闭合电路中电流的变化规律，验证闭合电路欧姆定律的正确性。

4.科学态度与责任：培养学生对物理现象的好奇心和探索欲，理解电能转换与守恒在科技和社会发展中的重要性。

导入教师行为：•展示一个简单的闭合电路模型（如手电筒电路），提问：“当我们在手电筒中装上电池并打开开关时，灯泡为什么会亮起来？电流在闭合电路中是如何流动的？”•引导学生思考电路中电流与电压、电阻之间的关系，引出闭合电路欧姆定律的学习。

学生活动：•观察电路模型，思考教师提出的问题。

•回顾已学知识，尝试解释电流在闭合电路中的流动原因。

过程点评：•导入环节通过实际电路模型激发学生的兴趣，自然引出闭合电路欧姆定律的学习主题。

•提问方式引导学生主动思考，为后续学习做了良好铺垫。

教学过程教师行为：1.理论讲解：•阐述闭合电路的概念，介绍电源、负载、内电阻等组成部分。

•讲解闭合电路欧姆定律的内容，即I=R+rE，其中I为电流，E为电源电动势，R为外电阻，r为电源内电阻。

•分析电路中电流、电压、电阻之间的定量关系，强调电源电动势是驱动电流的根本原因。

2.实验探究：•设计实验方案，利用电阻箱、电流表、电压表等器材测量不同电阻下闭合电路中的电流和路端电压。

•指导学生进行实验操作，记录实验数据。

•引导学生分析实验数据，验证闭合电路欧姆定律的正确性。

3.应用拓展：•举例说明闭合电路欧姆定律在日常生活中的应用，如汽车电瓶的放电过程、手机电池的续航能力等。

•引导学生思考如何利用闭合电路欧姆定律解决实际问题，如优化电路设计、提高电能利用效率等。

高中物理第12章电能能量守恒定律2闭合电路的欧姆定律第2课时闭合电路的欧姆定律的应用新人教必修第三册

举例：如图所示为一电路的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d与 6 V的电源连接。a、b间，b、c间，c、d间分别连接一个电阻。现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一电压表分别测得b、d两点间以及 a、c两点间的电压均为6 V。b、d两点间有电压，说明a、b间电路是通的，b、c间电路不通或c、d间电路不通；a、c两点间有电压，这说明c、 d间电路是通的，a、b间电路不通或b、c间电路不通。综合分析可知b、 c间电路不通。
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
解析：由题图可知滑动变阻器的滑片由中点滑向 B 端时，滑动变阻器连入电路中的阻值 R 增大，则外电路的总阻值 R 总增大，干路电流 I ＝R总E＋r，因 R 总增大，所以 I 减小；路端电压 U＝E－Ir，因 I 减小，所以 U 增大，即电压表的读数增大；R2 两端的电压 U2＝E－I(R1＋r)，因 I 减小，所以 U2 增大，由 I2＝UR22知，I2 增大，即电流表的读数增大。故选项 A 正确，选项 B、C、D 均错误。
思路引导：本题可用多种方法推论各表的变化情况。用“结论法” 解题快捷，但一定要理清各用电器的串、并联关系。
解析：方法Ⅰ，程序法：当R2的滑动片向右移动时，变阻器有效电阻减小，则总电阻减小，总电流增大，故A1读数变大； V2测R3两端电压，因为电流增大，所以R3 两端电压也增大，即 V2读数变大；电流增大，会使内电压增大，所以路端电压减小，即 V1读数变小；路端电压减小，而 V2增大，则R1和R2的并联电压减小，故通过R1的电流减小，即A2读数变小，所以选项C正确。
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，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压。如图所示， UAD ＝ UAB ＋ UBD ＝ UC ＋ IR ，由于 I ＝ 0 ，则 UC ＝ UAD ＝ U。画等效电路时可将电容器所在支路去掉，需要求电容器所带电荷量时再加回来。

人教版高中物理必修第三册精品课件第12章电能能量守恒定律 2.闭合电路的欧姆定律

(2)直线斜率的绝对值等于电源的内阻,即内阻 r=
特别提示
Δ
Δ
。
电阻的伏安特性曲线中电压随电流的增大而增大,此处电源的
U-I图像中电压随电流的增大而减小,二者物理意义不同。
应用体验
【例3】手电筒的电路图如图所示。老式的手电筒是把两节1号干电池串
联起来作为电源,一节1号干电池的电动势是1.5 V。手电筒内的小灯泡的
路中电流由电源负极流向正极,沿电流方向电势升高。
2.闭合电路欧姆定律的不同表达形式
表达式
E
I=R+r
①E=I(R+r)
②E=U外+Ir
③E=U外+U内
物理意义
适用条件
电流与电源电动势成正比
纯电阻电路
电源电动势在数值上等于
电路中内、外电压之和
①式适用于纯电阻电路
②③式普遍适用
电源提供的总能量等于内、
学习目标
1.知道电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置,知道
电动势的定义式。(物理观念)
2.经历闭合电路的欧姆定律的理论推导过程,理解内、外电路的能量转化,
体会能量转化和守恒定律在电路中的具体应用。(科学探究)
3.理解闭合电路的欧姆定律,通过探究电源两端的电压与电流的关系体会
图像法在研究物理问题中的作用。(科学思维)
(3)两种特殊情况:①当外电路断开时,电流 I 变为 0,U=E,即断路时的路端电
压等于电源电动势,我们常根据这个道理测量电源的电动势。②当电源短路
时,外电阻 R=0,此时

I= ,U=0。

2.路端电压与电流的关系图像
路端电压 U 与电流 I 的关系为 U=-rI+E,U-I 图像如图所示。

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梳理教材夯实基础
01
一电动势
1.非静电力的作用：把正电荷从负极搬运到正极，同时在该过程中非静电力做功，使电荷的电势能增加. 2.电源 (1)定义：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置. (2)能量转化：在电源内部，非静电力做正功，其他形式的能转化为电势能，在电源外部，静电力做正功，电势能转化为其他形式的能.
图1
探究重点提升素养
02
一电动势
导学探究 (1)电源内部的电场沿什么方向？正电荷所受静电力是正电荷运动的动力还是阻力？答案电场方向由正极指向负极静电力为正电荷运动的阻力 (2)是什么力把正电荷从电源的负极搬到正极？此过程正电荷的电势能如何变化？答案非静电力正电荷的电势能增加
知识深化 1.静电力和非静电力 (1)静电力是带电体之间通过电场相互作用的力，非静电力是指除静电力外能对电荷移动起作用的力 . (2)非静电力的来源 ①在化学电池(干电池、蓄电池)中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能. ②在发电机中，非静电力是电磁作用，它使机械能转化为电势能.
二闭合电路的欧姆定律
导学探究如图2为闭合电路的组成.
图2 (1)在外、内电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化？答案在外电路中沿电流方向电势降低；在内电路中沿电流方向电势升高.
(2)若电源电动势为E，电路中的电流为I，在t时间内非静电力做功多少？内、外电路中产生的焦耳热分别为多少？它们之间有怎样的关系？答案 EIt I2rt I2Rt EIt＝I2Rt＋I2rt
即非静电力移送相同电荷量的电荷做功越多，则电动势越大. (2)公式E＝Wq 是电动势的定义式而不是决定式，E的大小与W和q无关，是由电源自身的性质决定的，不同种类的电源电动势大小不同.
(3)电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所
做的功.
例1 电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力，因此 A.电动势越大，表明电源储存的电能越多
√B.电动势的大小是非静电力做功能力的反映
C.电动势就是闭合电路中电源两端的电压 D.在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存
在静电力
解析电源电动势反映电源把其他形式的能转化为电能的本领，反映了非静电力做功的能力.电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，故B正确，A、C错误；在电源内部既存在非静电力，又存在静电力，故D错误.
第十二章电能能量守恒定律
学习目标
1.知道电源的作用，了解电路中静电力和非静电力做功与能量转化的关系，知道电动势的概念.
2.能够根据能量守恒定律推导闭合电路的欧姆定律. 3.掌握闭合电路的欧姆定律并会分析路端电压与负载的关系.
内容索引
NEIRONGSUOYIN
梳理教材夯实基础探究重点提升素养随堂演练逐点落实
二闭合电路欧姆定律及其能量分析
1.闭合电路中的能量转化 (1)时间t内电源输出的电能(等于非静电力做功的大小)为W＝Eq＝ EIt . (2)时间t内外电路产生的内能为Q外＝ I2Rt .内电路产生的内能为Q内＝ I2rt . (3)根据能量守恒定律，在纯电阻电路中应有W＝Q外＋Q内，即EIt＝_I_2R_t_＋__ I2rt .
2.静电力与非静电力做功的比较 (1)非静电力只存在于电源内部，因此非静电力只在电源内部对电荷做功.通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能. (2)静电力存在于整个闭合电路上，所以在电路中任何部位静电力都要做功. 静电力做功将电能转化为其他形式的能.
3.电动势
(1)电源的电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，
1.路端电压的表达式： U＝ E－Ir .
2.路端电压随外电阻的变化规律 (1)当外电阻R增大时，由I＝R＋E r 可知电流I 减小，路端电压U＝E－Ir 增大 . (2)当外电阻R减小时，由I＝R＋E r 可知电流I 增大，路端电压U＝E－Ir 减小 . (3)两种特殊情况：当外电路断开时，电流I变为 0 ，U＝ E .即断路时的路端
3.电动势
(1)电动势：在电源内部，非静电力把正电荷从负极移送到正极_所__做__的__功__W_ 与被移送电荷量q 的比值.
W (2)定义式：E＝ q .单位：伏特(V) .
(3)物理意义：反映电源非静电力做功本领大小的物理量. (4)决定因素：由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路无关 .
E 电压等于电源电动势 .当电源短路时，外电阻R＝0，此时I＝ r .
即学即用
1.判断下列说法的正误. (1)电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比.
(×)
(2)E＝Wq 只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小由电源中非静电力的特性决定.( √ ) (3)E＝U＋Ir适用于任何电路.( √ )
(4)某电源电动势为10 V，内阻为2 Ω，外接一线圈电阻为8 Ω的电动机，则
电路中的电流为1 A.( × )
(5)在闭合电路中，外电阻越大，路端电压越大.( √ )
(6)电路断开时，电路中的电流为零，路端电压也为零.( × ) (7)外电路短路时，电路中的电流无穷大.( × )
2.如图1所示，电动势为2 V的电源跟一个阻值R＝9 Ω的电阻接成闭合电路，理想电压表测得电源两端电压为1.8 V，则电源的内阻为__1___ Ω.
2.闭合电路的欧姆定律
(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟_内__、__外__电__路__的__电__阻__
之和成反比. E
(2)表达式：I＝ R＋r .
(3)另一种表达形式：E＝ U外＋U内 .即：电源的电动势等于内、外电路_电__势__
降落之和.
三路端电压与负载的关系
(3)闭合电路的电流I与电动势E、外电阻R和内电阻r的关系怎样？答案 E＝IR＋Ir 或 I＝R＋E r
知识深化
1.内、外电路中的电势变化
如图3所示，外电路中电流由电源正极流ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ负极，沿电