12.2 闭合电路的欧姆定律(二)闭合电路欧姆定律 2021学年新教材高中物理必修三(新人教版)

高中物理：闭合电路的欧姆定律【知识点的认识】1．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，跟内、外电阻之和成反比。

（2）公式：①I＝（只适用于纯电阻电路）；②E＝U外+Ir（适用于所有电路）。

2．路端电压与外电阻的关系：一般情况U＝IR＝•R＝，当R增大时，U增大特殊情况（1）当外电路断路时，I＝0，U＝E＝，U＝0（2）当外电路短路时，I短【命题方向】（1）第一类常考题型是对电路的动态分析：如图所示，电源电动势为E，内阻为r，当滑动变阻器的滑片P处于左端时，三盏灯L1、L2、L3均发光良好。

在滑片P从左端逐渐向右端滑动的过程中，下列说法中正确的是（）A．小灯泡L1、L2变暗B．小灯泡L3变暗，L1、L2变亮C．电压表V1、V2示数均变大D．电压表V1、V2示数之和变大分析：在滑片P从左端逐渐向右端滑动的过程中，先分析变阻器接入电路的电阻如何变化，分析外电路总电阻的变化，由闭合电路欧姆定律分析干路电流的变化，即可由欧姆定律判断L2两端电压的变化，从而知道灯泡L2亮度的变化和电压表V2示数的变化。

再根据路端电压的变化，分析灯泡L3亮度的变化和电压表V1示数的变化；根据干路电流与L3电流的变化，分析L1电流的变化，即可判断灯泡L1亮度的变化。

根据路端电压的变化，判断两电压表示数之和的变化。

解：B、滑片P向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，整个闭合回路的总电阻变大，根据闭合欧姆定律可得干路电流I＝变小，灯泡L2变暗，故B错误。

C、灯泡L2两端电压U2＝IR2变小，即电压表V2示数变小，电压表V1的读数为U1＝E﹣I （r+R2），变大，故C错误。

A、小灯泡L3变亮，根据串、并联电路的特点I＝I1+I3，I减小，I3＝变大，则通过小灯泡L1的电流I1减小，小灯泡L1变暗，故A正确。

D、电压表V1、V2示数之和为U＝E﹣Ir，I减小，U增大，故D正确。

故选AD。

点评：本题首先要搞清电路的连接方式，搞懂电压表测量哪部分电路的电压，其次按“局部→整体→局部”的思路进行分析。

闭合电路欧姆定律内容：物理必修第三册第十二章第二节《闭合电路欧姆定律》执教：黄景茂一、教学目标：1.会分析区分闭合电路中的外电路和内电路，外电阻和内电阻等。

2.经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程。

体验功能转化和能量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.学会用闭合电路欧姆定律分析路端电压和负载的关系，能对具体的电路和U-I图像进行分析和计算。

二、教学重点：理解闭合电路中内外电路的电势降落，理解闭合电路欧姆定律。

三、教学难点：U-I图像分析，对具体电路进行分析和计算。

四、教学过程：（一）课堂导入教师活动：复习串并联电流、电压、电阻相关规律和电功率的基本知识。

（PPT展现）教师活动：问题，如电路图，依次闭合开关S1、S2、S3，第一个灯泡L1亮度变花情况。

教师活动：进行演示实验。

学生活动：观察实验现象，得到实验结果与以前学电学理论矛盾，引起疑问。

为什么灯泡的亮度会发生改变呢？教师活动：得出实验结论：灯泡逐渐变暗，进而引出本节课内容《闭合电路欧姆定律》。

二、新课教学1.分析闭合电路的构成、电流、电势等教师活动：简单复习欧姆定律以及其应用范围，强调以前学习的局部电路欧姆定律是有对应范围，突出“局部电路”条件。

学生活动：复习回顾欧姆定律，强化对局部电路欧姆定律应用范围“局部”的理解。

教师活动：提出闭合电路（全电路）的概念和结构组成，并对闭合电路分为内电路和外电路进行分析。

外电路有外电阻，内电路有内电阻（内阻）学生活动：初步建立闭合电路的概念，区分内外电路、内外电阻，负载的概念。

教师活动：通过电路图等分析闭合电路电流方向。

学生活动：跟着老师引导分析闭合电路内外电路的电流方向。

教师活动：通过图像分析闭合电路中电势变化情况。

学生活动：在老师引导下，分析闭合电路中电势变化。

2.推导闭合电路欧姆定律教师活动：引导学生对闭合电路中的内外电路消耗电能和电源非静电力做功进行计算。

12.2闭合电路的欧姆定律〖教材分析〗本节内容从功能关系认识了电动势的概念，这仅是在内电路中。

然后把它推广到整个电路进而得到闭合电路欧姆定律。

本节内容是整个电路知识的核心，具有承上启下的作用。

通过本课的学习更加强化了能量守恒的普遍性，强化学生能量观念，能用能的转化和守恒的观点分析解决电路问题，充分体会功能关系在物理学中的重要地位。

〖教学目标与核心素养〗物理观念：树立电路能量观念，能够根据能量守恒定律推导出闭合电路的欧姆定律。

科学思维：理解闭合电路的欧姆定律的推导过程，体会它在内外电路的电势降落上的一致性。

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，增加学生对物理知识喜爱。

领会运用闭合电路的欧姆定律解决问题的优越性。

科学态度与责任：通过电路能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题。

〖教学重点与难点〗重点：1.理解闭合电路的欧姆定律的内容，应用定律进行有关讨论。

2.路端电压与负载的关系。

难点：路端电压与负载的关系。

〖教学准备〗多媒体课件〖教学过程〗一、新课引入图中小灯泡的规格都相同，两个电路中的电池也相同。

多个并联的小灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡暗。

如何解释这一现象呢?(播放动图，我们把小灯泡一个一个的接入电路，然后在一个一个的断开）根据我们前面学习的知识，并联电路，加在灯泡两端的电压较之前相比应该是都一样的，灯泡发光较之前也应该是一样的。

因为电源有内阻，我们学习完这节课就知道了。

二、新课教学（一）电动势1.认识电路①闭合电路：由导线、电源、用电器连成的电路。

②外电路:在电源外部的用电器和导线构成外电路。

③内电路:电源内部是内电路。

所以这个内外电路是相对电源来说的，外电路有电阻导线，内电路是有电阻的，简称内阻。

这是高中和初中认识电源的一个很大的区别。

2.电路中电流的方向在金属导体中，能够自由移动的电荷是自由电子，其他导体中正电荷也是可以移动的，其实正负电荷移动的效果是一样的，为了描述方便我规定电流的方向为正电荷移动的方向。

2 闭合电路的欧姆定律1．理解闭合电路欧姆定律及其表达式并能熟练地用来解决有关的电路问题； 2．理解路端电压与负载的关系。

1．静电力做功与非静电力做功的区别。

2．电动势的定义及理解。

3．理解闭合电路的欧姆定律。

4．分析闭合电路的动态变化问题。

一、电动势1．闭合电路：由导线、电源和用电器连成的电路。

用电器和导线组成外电路，电源内部是内电路。

2．非静电力：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。

4．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：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比。

(3)定义式：E ＝W q。

(4)单位：伏特，符号是V 。

二、闭合电路欧姆定律及其能量分析1．部分电路欧姆定律：I ＝U R。

2．内电阻：电源内电路中的电阻。

3．闭合电路中的能量转化：如图所示，A 为电源正极，B 为电源负极，电路中电流为I ，在时间t 内，非静电力做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 。

4．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)表达式：I ＝ER ＋r。

(3)常见的变形公式：E ＝U 外＋U 内。

三、路端电压与负载的关系1．负载：外电路中的用电器。

2．路端电压：外电路的电势降落。

3．路端电压与电流的关系 (1)公式：U ＝E －Ir 。

(2)结论：①外电阻R 减小→I 增大→U 减小。

②外电路断路→I ＝0→U ＝E 。

③外电路短路→I ＝E r→U ＝0。

(3)电源的U ­I 图像知识点一 对电动势的理解1．概念理解(1)电源的种类不同，电源提供的非静电力性质不同，一般有化学力、磁场力(洛伦兹力)、涡旋电场力等。

(2)不同电源把其他形式的能转化为电能的本领是不同的。

112.2 闭合电路的欧姆定律一、单选题1．如图所示，用两节干电池点亮几个小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，以下说法错误的是( )A ．灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗B ．各灯两端电压在灯多时较低C ．通过电池的电流在灯多时较大D ．电池输出功率灯多时较大 【答案】D【解析】由于电灯并联在电路中，所以接入电路的电灯越多，总电阻越小，电路的总电流越大，电源的内电压越大，路端电压越低，流过每个灯的电流越小，每个电灯越暗，由于未知电池的内阻，故无法判断电池何时输出功率最大，选项A 、B 、C 正确，选项D 错。

故选D 。

2．在图所示的电路中，R 1、R 2是定值电阻，当滑动变阻器滑片向上移动时( )A ．电压表示数变大，电流表示数变小B ．电压表示数变小，电流表示数变大C ．电压表示数变大，电流表示数变大D ．电压表示数变小，电流表示数变小 【答案】B【解析】根据题意，由题图可知，电流表与滑动变阻器串联而电压表与滑动变阻器并联，当向上移动滑片时滑动变阻器接入电路的阻值变小，再根据结论“串反并同”，可知电流表示数变大而电压表示数变小，B 选项正确。

故选B 。

3．阻值相等的四个电阻、电容器C 及电池E (内阻可忽略)连接成如图所示电路。

开关S 断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为Q 1；闭合开关S ，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q 2。

Q 1与Q 2的比值为( )A ．25B ．12C ．35D ．23【答案】C【解析】S 断开时等效电路图如图甲所示甲电容器两端电压为U 1＝ER ＋23R ×23R ×12＝15E ； S 闭合时等效电路图如图乙所示乙电容器两端电压为U 2＝ER ＋12R ×12R ＝13E ， 由Q ＝CU 得Q 1Q 2＝U 1U 2＝35，故选项C 正确。

故选C 。

4．如图所示电路中，由于某处出现了故障，导致电路中的A 、B 两灯变亮，C 、D 两灯变暗，故障的原因可能是( )A ．R 1短路B ．R 2断路C ．R 2短路D ．R 3短路3【解析】A 灯在干路上，A 灯变亮，说明电路中总电流变大，由闭合电路欧姆定律可知电路的外电阻减小，这就说明电路中只会出现短路而不会出现断路，选项B 错误；因为短路部分的电阻变小，分压作用减小，与其并联的用电器两端的电压减小，C 、D 两灯变暗，A 、B 两灯变亮，这说明发生短路的电阻与C 、D 两灯是并联的，而与A 、B 两灯是串联的，观察电路中电阻的连接形式，只有R 3短路符合条件，故选项A 、C 错，D 正确。

课时教案第 12 单元第 3 案总第 26 案课题：§12. 2.2 闭合电路的欧姆定律（约2课时）【教学目标与核心素养】1．理解闭合电路中的能量转化关系2．掌握闭合电路欧姆定律，并能解决有关问题3．掌握路端电压与负载的关系，掌握电路结构变化题的一般解法4．掌握闭合电路的U-I图像【教学重点】1．闭合电路欧姆定律及应用2．闭合电路的U-I图像和部分电路的U-I【教学难点】1．闭合电路的U-I图像和部分电路的U-I【教学过程】复习回顾：1．电源：把其它形式的能转化为电能的装置；在电源内部，非静电力做功，将其它形式的能转化为电能，在电源外部，静电力做功，电能转化为其它形式的能，沿电流方向电势降低。

2．电动势：⑴电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领，大小是由电源中非静电力的特性决定的，在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移到正极所做的功。

⑵电动势的符号是 E ，是标量。

但电动势有方向，规定：在内部由负极指向正极。

⑶电动势的大小等于没有接入电路时两极间的电压。

引入：初中我们学习过，导体中的电流I 跟导体两端的电压U 成正比，在闭合电路中，电路中的电流遵循什么规律呢？【新课教学】三、闭合电路欧姆定律1．理论探究电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。

用电流做功的多少可以量度电能转化为其他形式能的多少。

如右图，在时间t 内，电源输出的电能为W qE = q It =联立两式得：W EIt = ①外电路消耗的电能转化为内能： Q I Rt =2外 ② 内电路消耗的电能转化为内能： Q I rt =2内 ③ 根据能量守恒定律：W Q +Q =外内 ④联立以上四式得： E IR Ir =+变式得：E IR r =+2．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。

这个结论叫作闭合电路的欧姆定律。

适用条件：外电路为纯电阻电路，即U外=IR若用U外表示外电压，它是外电路的电势降落，U内表示内电压，它是内电路的电势降落，则闭合电路欧姆定律也可以写为E U+U=外内即：电源电动势等于内外电势降落之和或：E=Ir+U U= E- Ir适用条件：一切电路均适用。

B．电源甲的内阻小于乙的内阻
C．电流都是I0时、两电源的内电压相等
D．路端电压都为U0时、它们所在电路的外电阻相等
AD [图线与纵轴的交点表示电源的电动势、图线斜率的大小表示电源的
内阻、由题图可知E
甲>E
乙
、r
甲
>r
乙
、A正确、B错误；当电流都为I0时、两电
源的路端电压相等、内电压不相等、C错误；当路端电压为U0时、电流为I0、
外电阻R＝U0
I0
相等、D正确。

]
2．(20xx·德州期末)图甲为某电源的U-I图线、图乙为某小灯泡的U-I图线、则下列说法中正确的是( )
甲乙
A．电源的内阻为0.5 Ω
B．小灯泡的电阻随着功率的增大而减小
C．当小灯泡两端的电压为0.5 V时、它的电阻约为1
6Ω
D．把电源和小灯泡组成闭合回路、小灯泡的功率约为3 W D [根据电源的U-I图线在纵轴的截距表示电动势、
斜率绝对值表示电源内阻可知、E＝1.5 V、r＝1
6
Ω、选项
A错误；根据小灯泡U-I图线上某点的纵、横坐标的比值
表示电阻可知、小灯泡的电阻随电流的增大而增大、由P＝I2R知、小灯泡的电。