高中物理 2.7 闭合电路的欧姆定律 新人教版选修3-1

7闭合电路的欧姆定律素养目标定位※※理解闭合电路欧姆定律及其公式，并能熟练地用来解决有关的电路问题※※理解路端电压与电流（或外电阻）的关系，知道这种关系的公式表达和图象表达，并能用来分析、解决有关问题※理解闭合电路的功率表达，知道闭合电路欧姆定律是能量转化与守恒的一种表现形式素养思维脉络知识点1 闭合电路的欧姆定律1．闭合电路组成（1)外电路：电源__外__部由用电器和导线组成的电路，在外电路中，沿电流方向电势__降低__。

(2)内电路:电源__内__部的电路，在内电路中,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，__非静电力做功__等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt＝__I2Rt＋I2rt__.3．闭合电路欧姆定律(1）概念:闭合电路中的电流与__电源的电动势__成正比，与内、外电路中的__电阻之和__成反比。

（2）表达式：I＝__错误!__公式中,R表示外电路的总电阻，E表示电源的电动势，r是电源内阻。

（3)适用范围:__纯电阻__电路。

知识点2 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)图象(U－I):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)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__。

（2)外电阻R减小时，电流I增大，路端电压U__减小__，当R减小到零时，I＝错误!，U＝__0__。

思考辨析『判一判』(1)闭合电路沿着电流的方向电势一定降低。

（×)（2)闭合电路的电流跟内、外电路电阻之和成反比.（√)（3）在闭合电路中，外电阻越大,路端电压越大.( √）(4）电路断开时，电路中的电流为零，路端电压也为零。

( ×)(5)外电路短路时，电路中的电流无穷大.( ×)(6）纯电阻电路中电源的输出功率随外电阻R的增大而增大。

闭合电路欧姆定律 同步练习1．下列说法正确的是( )A ．电源被短路时，放电电流无穷大B ．外电路断路时，路端电压最高C ．外电路电阻减小时，路端电压升高D ．不管外电路电阻怎样变化，其电源的内、外电压之和保持不变 2．直流电池组的电动势为E ，内电阻为r,用它给电阻为R 的直流电动机供电,当电动机正常工作时,电动机两端的电压为U ，通过电动机的电流是I ，下列说法中正确的是 （ ）A ．电动机输出的机械功率是UIB ．电动机电枢上发热功率为I2RC ．电源消耗的化学能功率为EID ．电源的输出功率为EI —I2r 3．A 、B 、C 是三个不同规格的灯泡，按图2-34所示方式连接恰好能正常发光，已知电源的电动势为E ，内电阻为r ，将滑动变阻器的滑片P 向左移动，则三个灯亮度变化是（ ） A ．都比原来亮 B ．都比原来暗 C ．A 、B 灯比原来亮,C 灯变暗 D ．A 、B 灯比原来暗，C 灯变亮4．如图2—35所示电路中，电源电动势为E ，内阻为r ，电路中O 点接地,当滑动变阻器的滑片P 向右滑动时，M 、N 两点电势变化情况是（ )图2-34图2-35A ．都升高B ．都降低C ．M 点电势升高，N 点电势降低D ．M 点电势降低，N 点电势升高E ．M 点电势的改变量大于N 点电势的改变量 5．如图2-36所示的电路中，电键S1、S2、S3、S4均闭合，C 是极板水平放置的平行板电容器，极板间悬浮着一油滴P ，欲使P 向下运动,应断开电键（ )A ．S1B ．S2C ．S3D ．S46．如图2-37所示电路中，电源的总功率是40W,R1=4Ω,R2=6Ω，a 、b 两点间的电压是4.8V,电源的输出功率是37。

6W.求电源的内电阻和电动势。

巩固练习1。

电源电动势为ε,内阻为r,向可变电阻R 供电.关于路端电压,下列说法中正确的是 （ )A ．因为电源电动势不变，所以路端电压也不变B ．因为U=IR ，所以当R 增大时,路端电压也增大C ．因为U=IR ，所以当I 增大时，路端电压也增大D ．因为U=ε-Ir ，所以当I 增大时,路端电压下降 2．一个电源分别接上8Ω和2Ω的电阻时，两电阻消耗的电功率相等，则电源内阻为( ）A ．1ΩB ．2ΩC ．4ΩD ．8Ω图2-36R 11 R 2R Ea b 图2-37图2-383.如图2—38所示电路中，电池内阻符号为r,电键S 原来是闭合的.当S 断开时,电流表 （ ）A ．r=0时示数变大，r≠0时示数变小B ．r=0时示数变小，r≠0时示数变大C ．r=0或r≠0时，示数都变大D ．r=0时示数不变，r≠0时示数变大4。

教学设计：高中课程标准.物理（人教版）选修3-1主备人：赵兴泉学科长审查签名：2.7闭合电路的欧姆定律（一）内容及解析1、内容：本节主要介绍闭合欧姆定律的基本知识。

2、解析：这一节概念初中学过，要进行复习，讲述的重点内容是闭合欧姆定律的应用。

测量电动势的方法，这一节内容概念多公式变化复杂，要加强对这一节的练习。

（二）目标及其解析1. 知道电动势是表征电源特性的物理量，它在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压；从能量转化的角度理解电动势的物理意义.2.明确在闭合回路中电动势等于电路上内、外电压之和.3.熟练应用闭合电路欧姆定律的表达式，知道其适用条件思考题1.闭合电路欧姆定律的适用条件是什么？思考题2.路端电压与电流的关系式是什么？思考题3.电源电动势是否因外部条件的变化而变化？解析：闭合电路包括内、外电路，要考虑路端电压随外电阻的变化，知道测量电动势和内阻的方法，会计算有关电路问题。

（三）教学问题诊断分析1、学生在学习知识过程中，前面知识没有学好或遗忘，在实际进行电路计算时容易用初中知识来解答具体问题容易出现错误。

2、测量电动势的方法有好几种，要根据题中所给条件选择测量方法。

3、计算电动势和内阻要注意用方程组求解。

（四）、教学支持条件分析为了加强学生对这部分知识的学习，帮助学生克服在学习过程中可能遇到的障碍，本节课要对前面所学电路知识进行复习，反复比较电路。

（五）、教学过程设计1、教学基本流程复习前节内容→本节学习要点→闭合欧姆定律→求解电动势和内阻→测量电动势和内阻→电路中电压表和电流表的变化→练习、小结2、教学情景问题1最简单的电路由几部分组成？设计意图：知道电路的组成，内电路和外电路问题2用电器中有持续电流的条件是什么？设计意图：电路中有电源问题3在实验室中常用的电源有哪些？设计意图：知道电源的种类问题4电动势是如何定义的？设计意图：知道电动势的意义问题5闭合电路的欧姆定律是如何表述的？设计意图：知道闭合电路欧姆定律的内容例题1.电动势为2V的电源跟一个阻值R=9Ω的电阻接成闭合电路，测得电源两端电压为1.8V，求电源的内电阻（见图）.分析：电源两端的电压就是路端电压，由于外电路仅一个电阻，因此也就是这个电阻两端的电压.可由部分电路欧姆定律先算出电流，再由全电路欧姆定律算出内电阻.解：通过电阻R的电流为由闭合电路欧姆定律E=U+Ir，得电源内电阻由于电动势等于内、外电路上电压之和，而通过内、外电路的电流又处处相同，因此也可以根据串联分压的关系得【变式】课本144页练习四弟（1）题.例题2.把电阻R1接到内电阻等于1Ω的电源两端，测得电源两端电压为3V.如果在电阻R1上串联一个R2=6Ω的电阻，再接到电源两端，测得电源两端电压为4V.求电阻R1的阻值.分析：两次在电源两端测得的都是路端电压，将两次所得结果代入闭合电路的欧姆定律，可得两个联立方程，解此联立方程即得R1的大小.解：设电源电动势为E，内阻为r.根据闭合电路欧姆定律可知，前、后两次的路端电压分别为即R12＋7R1-18=0，取合理值得R1=2Ω（另一解R1'=-9Ω舍去）.【变式】课本144页练习四弟（4）题.设计意图：应用欧姆定律进行计算（六）、目标检测1. .关于电动势下列说法正确的是（）A．电源电动势等于电源正负极之间的电势差B．用电压表直接测量电源两极得到的电压数值，实际上总略小于电源电动势的准确值C．电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成有关D．电源电动势总等于电路中通过1C的正电荷时，电源提供的能量2．关于电动势，下列说法中正确的是（）A．在电源内部，由负极到正极的方向为电动势的方向B．在闭合电路中，电动势的方向与内电路中电流的方向相同C．电动势的方向是电源内部电势升高的方向D．电动势是矢量3.如图所示，当滑动变阻器的滑动片P向左移动时，两电表的示数变化情况为（）A．电流表示数减小，电压表示数增大B．电流表示数增大，电压表示数减小C．两表示数均增大D．两表示数均减小设计意图：检测目标完成情况A组题：1、一节干电池的电动势为1.5V，其物理意义可以表述为（）A．外电路断开时，路端电压是1．5VB．外电路闭合时，1s内它能向整个电路提供1．5J的化学能C．外电路闭合时，1s内它能使1．5C的电量通过导线的某一截面D．外电路闭合时，导线某一截面每通过1C的电量，整个电路就获得1．5J电能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，保持恒量设计意图：对学生进行基础知识练习B组题1. 图1为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图像，下列判断正确的是（）A．电动势E1＝E2，发生短路时的电流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的路端电压变化大2．在图2所示的电路中，电源的内阻不能忽略.已知定值电阻R1＝10Ω，R2＝8Ω.当单刀双掷开关S置于位置1时，电压表读数为2V.则当S置于位置2时，电压表读数的可能值为（）A．2．2V B．1．9V C．1．6V D．1．3V3．在图3的电路中，当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，A、B两灯亮度的变化情况为（）A．A灯和B灯都变亮B．A灯、B灯都变暗C．A灯变亮，B灯变暗D．A灯变暗，B灯变亮4．如图4所示，当滑动变阻器的滑动片P向左移动时，两电表的示数变化情况为（）A．电流表示数减小，电压表示数增大B．电流表示数增大，电压表示数减小C．两表示数均增大D．两表示数均减小设计意图：提高学生对基础知识的学习，加强对库仑定律的巩固C组题1. 如图所示，R1=R2＝R3＝R，电源内阻不计，电流表、电压表均理想.两表的示数分别为0．3A、2V，则电源电动势为______V，R=______Ω.若将两表的位置互换，则电压表示数为______V，电流表示数为______A.2. 有“200V40W”灯泡400盏，并联于电源两端，这时路端电压U1=150V，当关掉200盏，则路端电压升为U2=175V试求：（1）电源电动势，内阻多大？（2）前后两次每盏灯实际消耗的功率各多大？（3）若使电灯正常发光还应关掉多少盏灯？设计意图：使部分学生有拓展的空间教学反思：学生对这一节内感到很难，测量种类多，公式变化复杂，计算难度大，学生的学习能力有限，要适当控制题目的难度。

实验电路
V A R
测量电路: 测导体的 电压、电流
E
S
控制电路: 特点:可以提供从零开始连续变化的电压
一、电 阻
1、定义： 导体两端的电压U 与通过导体的 电流I 的比值
2、定义 式： 3、物理意义：反映了导体对电流的阻碍作用
4、单位：欧姆（Ω）
1 Ω=1V/A
U R I
1MΩ=103 kΩ=106 Ω
压不成正比，伏安特性曲线不是直线的
电学元件。
说一说
下图是某晶体二极管的伏安特性曲线，请回答： （1）二极管是什么元件？ （2）电流与电压的 关系是怎样的？ （3）二极管有什么 特点？
单向导电性
嫦娥二号 探月卫星
东方红二号 通信同步卫星
四：测绘小灯泡的伏安特性曲线
0.4
0.3 原来的
2倍时，导体中的电流就增加0.6A， 如果所加电压变为原来的3倍，则导体 中的电流将变为（ ） A. 0.6A B. 0.9A C. 1.2A D. 1.8A
3. 如图所示为两电阻R1和R2的伏安特性曲 线。若在两电阻两端加相同的电压，关于 它们的电阻值及电流比较，下列说法正确 的是（ ） A．电阻R1的阻值较大 B．电阻R2的阻值较大 C．电阻R1的电流较大 D．电阻R2的电流较大
二、欧姆定律
１．内容：导体中的电流I 跟导体两端的 电压U 成正比，跟导体的电阻R 成反比． 2、表达式
U I R
3.适用条件：
金属导体和电解液导体
巩固理解 1、对于欧姆定律，理解正确的是（ A ）
A.从I=U/R可知，导体中的电流跟加在它两端的电
压成正比，跟它的电阻成反比
B.从R=U/I可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比， 跟导体中的电流成反比 C.从U=IR可知，导体两端的电压随电阻的增大而增 大 D.从R=U/I可知，导体两端的电压为零时，导体的 电阻也为零