人教版高中物理 闭合电路欧姆定律
(人教版)高二物理选修2.7.闭合电路的欧姆定律
Q外=I 2Rt Q内=I 2 rt
2. 在时间 t 内，内电路中电流做功产生的热为多少？
3. 电流流经电源时，在时间 t 内非静电力做多少功？
W = Eq = EIt 4. 根据能量守恒定律，以上各能量之间有什么关系？
根据能量守恒定律，非静电力做的功应该等于内、
外电路中电能转化为其他形式的能的总和。 W = Q外 + Q内 即 EIt = I 2Rt ＋I 2 rt
如图所示电路中，将小灯泡与3 V的电源相接 ，小灯泡 发光。如果将另一个灯泡再串联入电路中，大家猜想一下， 会出现什么情况呢？ 实验现象:灯没有变得更亮或是被烧坏，而是变暗了。
这是什么原因呢？
1. 什么是电源？
把其他形式的能转换成电能的装置。
...
2. 电源电动势的概念？物理意义？
（1）定义：在电源内部非静电力把单位正电荷从电 源的负极移到正极所做的功。 （2）意义：电动势表示电源将其他形式的能转化为 电能本领。
所以灯泡的实际功率也将减小。
例1 :如图所示，R1 = 8.0 Ω，R2 = 5.0
Ω ，当单刀双掷开关 S 扳到位置 1 时 ，测得的电流 I1 = 0.2 A；当S 扳到位 置 2 时，测得电流 I
2 A
...
S
1
R1 R2
2
= 0.3 A。求电源
E r
电动势E 和内电阻r。
E I1 R 1 I1r
3. 如何计算电路中电能转化为其他形式的能？
W = IUt
对于纯电阻电路
2 U W IUt I 2 Rt t R
1．闭合电路．
...
内部 (1)闭合电路的组成：①内电路：电源________ 的电
物理选修3-1人教版2.7闭合电路欧姆定律(共49张ppt)
第一种方法： 原理：E=I(R+r) 由此可知需要测量两组对应的电流和电阻即可。 器材：一个电流表和两个定值电阻(或电阻箱)
A R
E.r
S1
S2 A
R1 R2 E.r
学生实验： 用一个电流表和两个定值电阻(或电阻箱)测量电源电动势和内电阻。
第二种方法：
原理：
E I( R r ) U ( R r ) U Ur
问题1：在如图所示的电路中，若电阻R增大，路端 电压U怎样变化？
有三种结论及分析方法，你认 为是否正确，说说为什么？
E.r
(1)电阻R增大，由U=IR可知R增大，路
R
端电压U增大。
(2)电阻R增大，由I=E/(R+r)可知R增大，I减小，又由 U=IR可知I减小，路端电压U减小。
(3)电阻R增大，由I=E/(R+r)可知R增大，I减小，又由 U=IR可知I减小，但R增大，所以结果不定。
R
Rr 1 r
所以：R增大，U增大
R
反之，R减小，U减小
讨论：
当R= 时,电压U等于多少?电路处于什么状态?当R＝0 时,电压U等于多大?电路处于
什么状态?
思考：如果要作出U—I关系图线，是一条什么样的图线？
U/V
1.是一条过原点的直线吗?为什么?
3a
2. 52
2.图中交点a对应什么电路状态? 3.图中交点b对应什么电路状态?
(1) I = 0.8A U=3.2V (2) I=1.18A U=2.8V 思考：外电阻的变化总能引起哪些量发生变化？ 外电阻的变化引起总电流和路端电压发生变化
E.r R1 R2
方案2： 实验：分别测新、旧电池两端的电压。 并分别与小灯泡连接，使小灯泡发光，观察小灯泡的亮度。
【高中物理】人教版必修第三册课件：第十二章 2 闭合电路的欧姆定律
要点提示:电池用久了,内阻变大,根据闭合电路的欧姆定律知总电
流变小,因此小灯泡不怎么亮了。
课堂篇探究学习
探究一
探究二
探究三
随堂检测
知识归纳
1.内、外电路中的电势变化
如图所示,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-
学习目标
1.理解电动势。
2.了解外电路、内电路,知道电
动势等于内外电路电势降落之
和。
3.理解闭合电路欧姆定律的内
容,掌握其表达式。
4.会分析路端电压与负载的关
系。
思维导图
课前篇自主预习
必备知识
自我检测
一、电动势
1.非静电力
(1)定义:电源把正电荷由负极搬运到正极的力。
的本领。两者虽然单位相同,但有本质的区别。
答案:×
(4)电源的电动势在数值上等于电源两极之间的电压。(
)
解析:当电源开路时,电源两极之间的电压在数值上才等于电源的
电动势。
答案:×
课前篇自主预习
必备知识
自我检测
(5)电源一定时,负载电阻越大,电流越大。(
)
解析:根据闭合电路的欧姆定律I= + ,负载电阻越大,电流越小。
(1)电阻R3的值;
(2)电源电动势E和内阻r的值。
课堂篇探究学习
探究一
探究二
探究三
随堂检测
解析:(1)R2两端电压U2=I2R2=6 V
所以,R1两端电压为U1=U-U2=5.4 V
1
则流过 R1 的电流 I1= =0.6
最新人教版高中物理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
2．闭合电路的欧姆定律课程标准1.理解闭合电路欧姆定律。
2．会测量电源电动势和内阻。
3．探究电源两端电压与电流关系。
素养目标1.知道内电路、外电路、内电压、外电压和电动势的概念。
(物理观念) 2．理解闭合电路欧姆定律，知道电流流过电源内部和外部时的能量关系，会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与外电阻的关系，能进行相关的分析和计算。
(科学思维)一、电动势1．闭合电路：由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路。
用电器和导线组成外电路，电源内部是内电路。
2．非静电力的作用：在电源内部，非静电力把正电荷从负极搬运到正极，在该过程中非静电力做功，使电荷的电势能增加，将其他形式的能量转化为电势能。
3．电动势：(1)定义：在电源内部，非静电力把正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功W 与被移送电荷q 的比值。
(2)公式：E ＝Wq 。
(3)单位：伏特。
简称：伏，符号：V 。
【生活链接1】不同型号的电池如图所示，能否依据电池体积的大小判断电池电动势的大小？为什么？提示：不能，因为电动势由电源中非静电力的特性决定，对于常用的干电池来说，电动势跟电池的体积无关。
二、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 r；适用范围：纯电阻电路。
3．常用的变形公式：E＝U外＋U内或U外＝E－Ir；适用范围：任何闭合电路。
【生活链接2】手电筒中的电池用久了，虽然电动势没减少多少，但小灯泡却不怎么亮了。
请思考小灯泡变暗的原因。
提示：电池用久了，内阻变大，根据闭合电路的欧姆定律知总电流变小，因此小灯泡不怎么亮了。
三、路端电压与负载的关系1．路端电压与外电阻的关系：U外＝E－U内＝E－ER＋rr。
结论：(1)R增大→U外增大；(2)外电路断路时U外＝E；(3)外电路短路时U外＝0。
2．路端电压与电流的关系：(1)公式：U外＝E－Ir。
(2)图像(U-I图像)：如图所示是一条倾斜的直线，该直线与纵轴交点的坐标表示电动势E，斜率的绝对值表示电源内阻r。
闭合电路的欧姆定律课件-高二物理人教版(2019)必修第三册
R I 负载
根据 I E 可知，外电阻变大，电路电流减小 Rr
E，r S
2、电路电流减小，电路内、外电压会怎样变化，依据是什么？
根据 U内 Ir 可知，电路电流减小，内电压减小 根据 E U外 U内 可知，内电压减小， 外电压（路端电压）增大
三、路端电压和负载的关系
3、若负载电阻趋近于无穷大，外电压会有什么特点？
EIt I 2Rt I 2rt
I
R
E，r S
二、闭合电路欧姆定律
5、将以上方程化简，你能得到闭合电路的什么规律？ 从电路中电势变化的角度如何理解所得规律？
EIt UIt I 2rt E U Ir EIt I 2Rt I 2rt E IR Ir
I
R
E，r S
电动势
外电路电 势降落
二、闭合电路欧姆定律
☆导入新课
观看演示视频，想一想： 电源的电动势和内电路、 外电路的电势降落有什么 关系？如何从能量角度证 实这一关系？
二、闭合电路欧姆定律
☆交流讨论
1、在一个稳定的闭合电路中，若电源的电动势为
I
R
E，电路中电流为I，电源能为电路提供的总能量
如何表示？
E，r S
根据电动势的定义，非静电力做功使得其他形式的能（如化学能）
R
电路有什么特点？
I 负载
负载电阻趋近于无穷大，电路电流趋近于零，内电
压趋近于零，外电压趋近于电动势 ——断路
E，r S
4、若负载电阻为零，外电压会有什么特点？电路有什么特点？
负载电阻为零，外电压为零 ——电源短路
三、路端电压和负载的关系
5、根据以上分析，你能否画出路端电压和电路电流的 关系图像？
I
人教版(2019)高一物理必修三12.2闭合电路的欧姆定律课件(共52张PPT)
2.闭合电路的欧姆定律
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[学习目标] 1.理解电源电动势的基本含义，知道它的定义式。 2.会从能的守恒和转化定律推导出闭合电路的欧姆定律。(重点)3.理 解内、外电压，理解闭合电路的欧姆定律。(重点)4.会用闭合电路的 欧姆定律分析路端电压与负载的关系，会进行相关的电路分析和计 算。(难点)
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C [电动势是反映电源通过非静电力做功将其他形式的能转化 为电势能本领的物理量，电动势越大说明这种转化本领越强，但不 能说明储存的电能越多，故选项 A、B 错误，C 正确；闭合电路中电 源两端电压大小等于外电压大小，故选项 D 错误。]
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3．一太阳能电池板，测得它的开路电压为 800 mV，短路电流 为 40 mA。若将该电池板与一阻值为 20 Ω 的电阻连成一闭合电路， 则它的路端电压是( )
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1．下列关于电动势的说法正确的是( ) A．电动势就是电势差，也叫电压，单位是 V B．电动势大的电源做功一定多 C．电动势大的电源做功一定快 D．电动势的大小等于电路中通过单位电荷时电源所提供的电能
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D [电动势是用来描述电源把其他形式的能转化为电能的本 领，其大小只决定于电源本身的性质，与外电路无关，而电势差是 由电源和外电路共同决定的，并不是不变的，A 错误；电源的电动 势大，不一定做功就多，还有可能不做功，如电源没有接入外电路 时做功为零，B 错误；电源做功的快慢不仅仅由电动势决定，而是与 通过电源的电流的大小来共同决定的，即 PE＝EI，C 错误；电动势 的大小等于在电源内部移动单位正电荷所做的功，即电源向外所提 供的能量，D 正确。]
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(4)运用 U 内＝I 总 r 判断 U 内的变化。 (5)运用 U 外＝E－U 内判断 U 外的变化。 (6)运用电学公式定性分析各支路相关量变化。
第12章 第2节 闭合电路的欧姆定律 新教材高中物理必修第三册(人教版)(解析版)
第2节闭合电路的欧姆定律课程内容要求核心素养提炼1．知道非静电力做功，理解电动势的概念．2．经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程，体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用，理解内、外电路的能量转化．3．理解内、外电路的电势降落，理解闭合电路欧姆定律．4．会用闭合电路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和计算．1．物理观念：电动势、内阻、路端电压．2．科学思维：(1)通过闭合电路的能量转化推导闭合电路欧姆定律．(2)通过公式和图像法分析路端电压与负载的关系．一、电动势1．非静电力(1)非静电力的作用：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，把其他形式的能转化为电势能．(2)非静电力的实质：在电池中是指化学作用，在发电机中是指电磁作用．2．电动势(1)物理意义：反映电源非静电力做功的本领的大小．(2)大小：在数值上等于非静电力把1C 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．(3)单位：伏特(V)．(4)大小的决定因素：由电源中非静电力的特性决定，跟外电路无关．对于常用的干电池来说，电动势跟电源的体积无关．[思考]在电源中，非静电力的作用是什么？提示在电源内部，非静电力做功，把一定数量的正电荷从负极搬运到正极，使电荷的电势能增加，从而把其他形式的能转化为电势能．二、闭合电路欧姆定律及其能量分析1．闭合电路的组成闭合电路由内电路和外电路两部分组成．闭合电路—|—外电路—用电器、导线组成外电路，也就是电源之外的电路部分在外电路中，电流的方向为从电源的正极流向负极，沿电流方向电势降低—内电路—电源内部的电路在内电路中，电流的方向为从电源的负极流向正极，沿电流方向电势升高2．闭合电路中的能量转化如图所示，电路中电流为I ，在时间t 内，非静电力做的功等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt ＝I 2Rt ＋I 2rt ．3．闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律—|—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—公式：I ＝ER ＋r ，适用于纯电阻电路—变形公式：E ＝U 外＋U 内或U ＝E －Ir ，适用于任何闭合电路三、路端电压与负载的关系1．路端电压与电流的关系(1)公式：U ＝E －Ir ．(2)图像(U －I 图像)：如图所示是一条倾斜的直线，该直线与纵轴交点的纵坐标表示电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻．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，外电压U 增大，当R 增大到无限大(断路)时，I ＝0，U ＝E ，即断路时的路端电压等于电源的电动势．(2)当外电阻R 减小时，电流I 增大，路端电压U 减小，当R 减小到0时，I ＝E /r ，U ＝0．可见，当电源两端短路时，通过电源的电流最大，此时容易烧坏电源，绝对不允许将电源两端用导线直接连接在一起．[判断](1)闭合电路中沿着电流的方向电势一定降低．(×)(2)在纯电阻电路中，闭合电路的电流跟内、外电路电阻之和成反比．(√)(3)电路断开时，电路中的电流为0，路端电压也为0．(×)探究点一闭合电路欧姆定律的理解和应用如图所示为一闭合电路，电源的电动势为E ，内阻为r ，外电阻的阻值为R ．闭合开关后电路的电流为I ．试结合上述情境，讨论下列问题：(1)写出闭合电路欧姆定律的表达式．有几种不同形式？(2)几种不同形式的表达式，其适用条件各是什么？提示(1)I ＝ER ＋r，E ＝U ＋U 内，E ＝U ＋Ir ．(2)I ＝ER ＋r适用于外电路为纯电阻的闭合电路，E ＝U ＋U 内和E ＝U ＋Ir ，适用于所有的闭合电路．1．三种表达方式(1)I ＝ER ＋r (2)E ＝U 外＋U 内(3)E ＝IR ＋Ir2．当电源没有接入电路时，因无电流通过内电路，所以U 内＝0，此时E ＝U 外，即电源的电动势等于电源没有接入电路时的路端电压．3．I ＝ER ＋r或E ＝I (R ＋r )只适用于外电路为纯电阻的闭合电路，U 外＝E －Ir 和E ＝U 外＋U 内适用于所有的闭合电路．4．闭合电路的欧姆定律反映的只是电动势和电压的数量关系，它们的本质是不同的，电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能本领的大小；而路端电压反映了外电路中电能转化为其他形式能的本领大小．在如图所示的电路中，R 1＝9Ω，R 2＝5Ω，当a 、b 两点间接理想的电流表时，其读数为0.5A ；当a 、b 两点间接理想的电压表时，其读数为1.8V ．求电源的电动势和内电阻．解析当a 、b 两点间接理想的电流表时，R 1被短路，回路中的电流I 1＝0.5A ，由闭合电路欧姆定律得E ＝I 1(R 2＋r )代入数据得E ＝0.5(5＋r )①当a 、b 两点间接理想的电压表时，回路中的电流I 2＝U R 1＝1.89A ＝0.2A由闭合电路欧姆定律得E ＝I 2(R 2＋R 1＋r )E ＝0.2(5＋9＋r )②联立①②式得E ＝3V ，r ＝1Ω．答案3V1Ω[题后总结]应用闭合电路的欧姆定律解题的技巧(1)利用闭合电路欧姆定律解题，关键要明确外电路各电阻的连接关系，求出R 外．(2)明确电流表、电压表的示数为哪部分电路的电流、电压值．(3)利用串、并联电路的规律列出相应的方程，联立求解各部分电路的电压、电流、功率等．[训练1]有两个相同的电阻，阻值为R ，串联起来接在电动势为E 的电源上，通过每个电阻的电流为I ；若将这两个电阻并联，仍接在该电源上，此时通过一个电阻的电流为2I 3，则该电源的内阻是()A ．RB ．R 2C ．4RD ．R 8C[由闭合电路欧姆定律得，两电阻串联时，I ＝E 2R ＋r，两电阻并联时，23I ＝12·ER 2＋r ，解得r ＝4R ．][训练2]如图所示，电源的电动势为6V ，内阻为1Ω，R 1＝5Ω，R 2＝10Ω，滑动变阻器R 3的阻值变化范围为0～10Ω，求电路的总电流的取值范围．解析当R 3的阻值为0时，R 2被短路，外电阻最小，电路的总电流最大．R 外＝R 1＝5Ω，I ＝E R 外＋r ＝65＋1A ＝1A当R 3的阻值为10Ω时，外电阻最大，电路的总电流最小．R 并＝R 3R 2R 3＋R 2＝5Ω，R 外′＝R 1＋R 并＝10ΩI ′＝E R 外′＋r ＝610＋1A ≈0.55A ．答案0.55～1A探究点二路端电压与负载的关系如图，以电路的电流为横轴，路端电压为纵轴，建立路端电压U 与电流I 的U －I 图像．请思考，图线与纵轴的交点表示的物理意义是什么？纵坐标从0开始时，图线与横轴的交点表示的物理意义是什么？直线的斜率的绝对值表示的物理意义又是什么？提示图线与纵轴的交点表示电源的电动势；纵坐标从0开始时，图线与横轴的交点表示短路电流；图线斜率的绝对值表示电源的内阻，即r ＝|ΔUΔI |．1．路端电压随外电阻的变化规律(1)外电阻R 增大时，电流I 减小，内电压减小，路端电压U 增大，当R 增大到无限大(断路)时，I ＝0，U ＝E ，可由此测出电源两极间的电压，即为电动势．(2)外电阻R 减小时，电流I 增大，内电压增大，路端电压U 减小，当R 减小到0(短路)时，I 短＝Er，U ＝0，因为r 很小，则此时I 短很大，则会烧坏电源，甚至引起火灾．2．路端电压U 随电流I 变化的图像(即电源的U －I 关系图像)(1)U －I 图像的函数表达式：U ＝E －Ir ．(2)U －I 图像特点：位于第一象限，与横纵坐标轴相交的倾斜直线，如图所示．(3)推论．①外电路断路时，I ＝0，由U ＝E －Ir 知，U ＝E ，所以U －I 图像纵轴上的截距表示电源的电动势E ，即断路时，路端电压在数值上等于电源的电动势．②外电路短路时：U ＝0，所以U －I 图像横轴上的截距表示电源的短路电流I 短＝Er ，因此电源的内阻r ＝EI 短，即内阻等于U －I 图像斜率的绝对值．(多选)用如图甲所示的电路来测量电池电动势和内阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的U －I 图像，由图可知()A ．电池电动势的测量值是1.4VB ．电池内阻的测量值是3.5ΩC ．外电路发生短路时的电流为0.4AD ．电压表的示数为1.2V 时，电流表的示数I ′＝0.2A AD[由闭合电路欧姆定律U ＝E －Ir 知，当I ＝0时，U ＝E ＝1.4V ．U －I 图线的斜率表示电源的内阻，则r ＝ΔU ΔI ＝1.4－1.00.4－0Ω＝1Ω．纵轴的刻度值不是从0开始的，则U －I 图线的横轴截距不再表示U ＝0时的短路电流，而是表示路端电压为1V 时的干路电流是0.4A ，因为ΔUΔI ＝r ＝常数，从图中易知1.4－1.2I ′＝1.4－1.00.4，所以I ′＝0.2A ．][题后总结]电源的U －I 图像与电阻的U －I 图像的比较电源电阻U －I 图像研究对象电源导体物理意义电源的输出特性曲线反映了I 跟U 的正比关系斜率斜率的绝对值表示电源的内阻斜率表示导体的电阻[训练3]如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下列结论正确的是()A ．电源的电动势为1.0VB ．电源的内阻为2.0ΩC ．电源的短路电流为0.5AD ．电源的内阻为12.0ΩB[由闭合电路欧姆定律U ＝E －Ir 得，当I ＝0时，U ＝E ，即图线与纵轴交点表示断路状态，电动势E ＝6.0V ，故选项A 错误；电源的内阻等于图线斜率的绝对值大小，r ＝|ΔUΔI|＝|6.0－5.00.5|Ω＝2.0Ω，故选项B 正确，选项D 错误；外电阻R ＝0时，短路电流为I ＝Er ＝6.02.0A ＝3.0A ，故选项C 错误．][训练4](多选)如图所示，用两节干电池点亮几只小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，下列说法正确的是()A ．灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗B ．灯多时各灯两端的电压较低C ．灯多时通过电池的电流较大D ．灯多时通过各灯的电流较大ABC[由于灯泡并联在电路中，所以接入电路的灯泡越多，总电阻越小，电路的总电流越大，选项C 正确；此时电源的内电压越大，路端电压越低，选项B 正确；流过每只灯泡的电流越小，每只灯泡越暗，选项A 正确，选项D 错误．]探究点三电路故障的分析方法1．电压表检测法(1)断路故障的判断：用电压表与电源并联，若电压表的示数不为0，说明电源完好，再将电压表逐段与电路其他元件并联，若电压表指针偏转，则这段电路中有断点．(2)短路故障的判断：用电压表与电源并联，若电压表的示数不为0时，再逐段与电路其他元件并联，若电压表的示数为0，该段电路被短路；若电压表的示数不为0，则该段电路没被短路．2．假设法已知电路发生某种故障，寻找故障发生在何处时，可将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生故障，进行推理，推理结果若与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路．直到找出发生故障的具体位置．如图所示，电灯L 标有“4V 1W ”，滑动变阻器R 的总电阻为50Ω．当滑片P 滑至某位置时，L 恰好正常发光，此时电流表示数为0.45A ．由于外电路发生故障，电灯L 突然熄灭，此时电流表的示数变为0.5A ，电压表的示数为10V ．若导线连接完好，电路中各处接触良好．求：(1)发生的故障是短路还是断路，发生在何处；(2)发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值；(3)电源的电动势和内电阻．解析(1)电路发生故障后，电流表的示数增大，路端电压U 端＝U 1＝I 1R 1也增大，可知外电路的总电阻增大，一定在外电路某处发生断路．由于电流表有示数，R 1不可能断路，电压表也有示数，滑动变阻器R 也不可能断路，只可能是电灯L 发生断路．(2)L 断路后，外电路只有R 1，因无电流流过R ，电压表的示数等于路端电压，U 1＝U 端＝10V ，R 1＝U 1I 1＝100.5Ω＝20Ω．L 未断路时恰好正常发光，U L ＝4V ，I L ＝P L U L＝0.25A ，U 端′＝U 1′＝I 1′R 1＝0.45×20V ＝9V ，R ＝U R I R ＝U 端′－U L I L ＝9－40.25Ω＝20Ω．(3)根据闭合电路欧姆定律E ＝U ＋Ir ，故障前E ＝9V ＋(0.45A ＋0.25A)r ，故障后E ＝10V ＋0.5A·r ，得E ＝12.5V ，r ＝5Ω．答案(1)断路灯L(2)20Ω(3)12.5V5Ω。
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。
12.2 闭合电路欧姆定律第一课时(课件)高二物理(人教版2019必修第三册)
D．该电池的容量为500mA ⋅ h，根据 = 可知，若电池以10mA的电流工作，
可用50h，故D错误。故选B。
05.
高中物理必修第三册
例题精选
例题3
如图所示的电路中，已知电源的电动势 = 1.5V，内电阻 = 1.0Ω，电阻 =
2.0Ω，闭合开关S后，电路中的电流等于（
A．0.5A
B．1.5A
C．3.0A
D．5A
）
【参考答案】A
06.
高中物理必修第三册
例题解析
解析
闭合开关S后，根据闭合电路欧姆定律可得
1.5
=
=
A = 0.5A
+ 2+1
故选A。
07.
例题精选
高中物理必修第三册
例题4
(多选)如图所示的电路中，电源的电动势为3.2V，电阻的阻值为30Ω，小
闭合电路
W
E
q
电动势
闭合电路中的电流跟电源的
电动势成正比，跟内、外电
路的电阻之和成反比，这个
结论叫做闭合电路欧姆定律
。
适用范围：外电路
欧姆定律
E=IR+Ir
为纯电阻的电路
E=U外+U内
E
I
Rr
01.
高中物理必修第三册
例题精选
例题1
锂离子电池主要依靠锂离子 Li+ 在正极和负极之间移动来工作，下图为锂电
第一部分
闭合电路
01. 闭合电路
高中物理必修第三册
由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路（closed circuit）。
高中物理最基础考点考点闭合电路的欧姆定律新人教选修
考点18 闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律(选修3-1第二章：恒定电流的第七节闭合电路的欧姆定律)★★★○○○○1、闭合电路欧姆定律内容：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： （1）I=ER r，只适用于纯电阻电路（E 为电源的电动势，R 为外电路电阻，r 为电源的内阻）； （2）E=U 外+U 内，适用于任何电路（U 外为外电路电压，也叫路端电压，U 内为内电路电压）。
1、路端电压U 与电流I 的关系 （1）关系式：U ＝E －Ir. （2）电源的U －I 图象如图所示．①当电路断路即I ＝0时，U=E ，即纵坐标的截距为电源电动势． ②当外电路电压为U ＝0时，横坐标的截距为短路电流，I 短＝E r．③图线的斜率的绝对值为电源的内阻．即r ＝|ΔU ΔI |＝EI m ，斜率的绝对值越大，表明电源的内阻越大。
④图线上任一点对应的U 、I 的比值为此时外电路的电阻，即R ＝UI。
⑤图线上任一点对应的U 、I 的面积UI 为电源的输出功率，而电源的总功率P 总＝EI ，P 总－P 出＝EI－UI为电源的发热功率。
2、路端电压与外电阻的关系一般情况U＝IR＝ER＋r·R＝E1＋rR，当R增大时，U增大特殊情况(1)当外电路断路时，I＝0，U＝E(2)当外电路短路时，I短＝Er，U＝0（四川省资中县球溪高级中学2020学年高二上学期12月考）如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图线，下列说法中正确的是( )A. 电流都是I0时，两电源的内电压相等B. 路端电压都为U0时，它们的外电阻相等C. 电源甲的内阻小于电源乙的内阻D. 电源甲的电动势小于电源乙的电动势【答案】B【精细解读】A项：电流都是I0，由图看出电源甲的内阻大于电源乙的内阻，两电源的内电压不相等．故【点拨】解决本题关键是学生理解U-I图像的物理意义：横坐标截距为短路电流，纵坐标截距为电源电动势，图像斜率绝对值为电源内阻。
人教版高中物理选修3-1 2.7闭合电路欧姆定律(共28张PPT)
r+R2
R2
四、闭合电路中的功率计算
EI U 外I U内I
P内 U 内 I I 2 r
1、电源的工作效率 P出 100% U外 100%
P总
E
纯电阻电路:
I
I 2R 2(R
r)
100 %
R 100% Rr
1 1
r
100%
R
结论：电源的效率随外电阻的增大而增大
2、纯电阻电路，电源输出功率
（2）R=1.5Ω时，电源输出的功率最大，为0.5W （3）R=2.5Ω时，变阻器消耗的功率最大。Pm=0.4W
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P
P IU I 2R
E2R
PM
(R r)2
E2 (R r)2
4r
R
当R＝r时，
PM＝
E2 4r
0
R=r
R
电源的输出功率最 大时，其效率只有50%
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P R1 R2
例2、在如图(a)所示的电路中，R1为定值电阻，R2 为滑动变阻器。闭合电键S，将滑动变阻器的滑动 触头P从最左端滑到最右端的过程中，电压表(内阻 极大)的示数与电流表示数的关系图线如图(b)所示。
则（ ） D
A、电源电动势为4V B、电源内阻为10Ω C、定值电阻R1阻值为10Ω D、滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω
高中物理 第二章 恒定电流 第7节 闭合电路欧姆定律课件 新人教版选修3-1
(2)直线的斜率 E E 由 I0＝ r 得 r＝ ，所以直线斜率的绝对值就等于电源内阻， I0 直线斜率的绝对值越大，内阻 r 越大． (3)图象的面积 图线中某点横、 纵坐标的乘积 UI 为电源的输出功率， 即图中 矩形的“面积”表示电源的输出功率．
考查维度 1
闭合电路欧姆定律的计算
如图所示， 电源电动势为 6 V， 内阻为 1 Ω， R1＝5 Ω， R2＝10 Ω，滑动变阻器 R3 的阻值变化范围为 0～10 Ω，求电 路的总电流的取值范围．
2.对于纯电阻电路，电源的输出功率 P E2 ，当 R＝r 时，电源的输 （R－r）2 ＋4r R 出功率最大， 其最大输出功率为 P＝ E2 .电源输出功率随外电阻的变化曲线如图所示． 4r
出
＝I
2
E 2 R＝R＋r R＝
3．电源的效率：指电源的输出功率与电源的总功率之比，即 P出 IU U I2 R η＝ ＝IE＝ E.对于纯电阻电路，电源的效率 η＝ 2 P总 I （R＋r） R 1 ＝ ＝ ，所以当 R 增大时，效率 η 提高．当 R＝r(电 r R＋r 1＋R 源有最大输出功率)时，效率仅为 50%，效率并不高．
总
r)变大，所以 L3 两端的电压(UL3＝E－
UL1－U 内)变小，通过 L3 的电流 IL3 变小，所以 L3 变暗；由于 I 总变大，IL3 变小，所以通过 L2 的电流(IL2＝I 总－IL3)一定增 大，L2 变亮，选 B.
3.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)的示数分别为 1.6 V 和 0.4 A．当 S 断开时，它们的示 数各变 0.1 V 和 0.1 A，求电源的电动势和内阻．
W＝10.9 W.
(2)当 r＝R＋R0，即 R＝4.5 Ω 时，电源的输出功率最大，最 大值为
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E I R r
可知, R增大时I减小，内电压减小，外电压 增大；R减小时I 增大，内电压增大，外电压 减小。 结论： 1.当外电阻增大时，电流减小，路端 电压增大. 2.当外电阻减小时，电流增大，路端 电压减小。
11
三.闭合电路欧姆定律的应用
例:
如图：R1=14Ω,R2=9 Ω. 当开关S切换到位置l时, 电流表的示数为 I1=0.2A;当开关S切换到 位置2时,电流表的示数 为I2=0.3A,求电源电动 势E和内阻r。
14
2.在如图所示的电路中，电源电动势Ｅ＝1.5Ｖ 内阻r=o.5 Ω ,滑动变阻器连入电路的电阻为 4.5 Ω,这时电流表和电压表示数分别为多少； 如果电流表示数为0.5A,那么滑动变阻器连入 电路的电阻Ｒ＝？电压表示数分别为多少？
①Ｉ＝０.３Ａ,Ｕ＝１.３５Ｖ ②Ｒ＝２.５ Ω,Ｕ＝１.２５Ｖ
2
内电路消耗电能
E内 I rt
2
内电路
r
7
W Eq EIt 电源中非静电力做的功：
根据能量守恒定律：
W E外 E内即EIt I Rt I rt
2 2
E IR Ir
8
E I Rr
4.闭合电路的欧姆定律
（1）内容：闭合电路中的电流跟电源的 电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和 成反比，这个结论叫做闭合电路欧姆定律。
E （2）公式： I Rr
（3）适用条件：纯电阻的电路。
9
根据欧姆定律
U外 Байду номын сангаасR，U内 Ir
E U外 U内
二、路端电压与负载的关系 演示实验
滑动变阻器滑动片右 现象： 移电流增大，电压减 小；滑动片左移电流 减小，电压增大．
10
分析：对给定的电源，E、r均为定值 根据：
S
1 2
R1
R2
A
E
r
12
解：分
析… …
S
(1)
1 2
R1
当 S切换到位置l时：
E=I1R1+I1r E=I2R2+I2r
R2
当 S切换到位置2时：
(2) E r
A
由（1）、（2）式代入数据，有：
E=3V
r =1Ω
13
巩固练习
１.在如图所示的电路中，R1=10 Ω， R2=20 Ω滑动变阻器R的阻值0~50Ω，当滑动触头 P由a向b滑动的过程中，灯泡L的亮度变化 情况是( ) (B) A.逐渐变亮 B.逐渐变暗 C.先变亮后变暗 D.先变暗后变亮
第二章 恒定电流
第七节 闭合电路欧姆定律
1
预备知识:
1.什么是电源呢? 电源是通过非静电力做功把其他形式能转化 为电能的装置 2.什么是电源的电动势? 计算公式呢? 电源非静电力做功与移动电荷量的比值叫电源 的电动势,它表示电源转化能的本领大小.
公式:
W非 E = — q
2
引入新课:
前边我们知道电源是通过非静电力 做功把其他形式能转化为电能的装置。 只有用导线将电源、用电器连成闭合电 路，电路中才有电流。那么电路中的电 流大小与哪些因素有关？电源提供的电 能是如何在闭合电路中分配的呢？今天 我们就学习这方面的知识。
5
如果电源是一节干电池，在电源的正负极附近存在 着化学反应层，反应层中非静电力（化学作用）把 正电荷从电势低处移到电势高处，在这两个反应层 中，沿电流方向电势升高。在正负极之间，电源的 内阻中也有电流，沿电流方向电势降低
6
3.在t时间内闭合电路能量转化:
外电路消耗电能
R
I
外电路
E外 I Rt
15
小结：
通过对闭合电路能量转化的分析得到 闭合电路的欧姆定律 ；进而得知电动 势，外电压，内电压的关系及外电压 随着外电阻的增大而增大的规律．
E I Rr
E U外 U内
U外
Ｒ
U E Ir
U外
16
Ｒ
作业
完成问题与练习
17
3
新课教学:
一.闭合电路欧姆定律
A 演示实验
外电路
R
1.闭合电路的结构：
内电路（电源内部）
E,r
S
内电路
外电路（用电器，导线等）
4
2.闭合电路的电流方向电势变化情况：
外电路:
正电荷受静电力作用，从高电 势向低电势运动。沿电流方向电 势降低。因为正电荷的移动方 向就是电流方向
内电路:
电源内部，非静电力将正电荷从 电势低处移到电势高处，所以沿 着电流方向电势升高．