【公开课】《 闭合电路的欧姆定律 》学案-人教版（2019）高中物理必修第三册

1、12.2 闭合电路的欧姆定律学案学习目标：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.理解内、外电压，理解闭合电路的欧姆定律。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。重点：1.电动势的概念及对电动势概念的应用。2.闭合电路的欧姆定律的推导及理解。难点：1.电池内部能量的转化及对非静电力做功的理解。2.路端电压与负载的关系。学习过程：【自学感知】一、电动势1闭合电路：由导线、电源和_连成的电路。_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_搬运到_的力。3电源：通过

2、非静电力做功把其他形式的能转化为_的装置。4电动势(1)定义：非静电力所做的功与所移动的_之比。(2)定义式：E_。(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_。对于干电池来说，电动势跟电池的_无关。二、闭合电路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_，跟导体的电阻R成_。即I_。2在电源外电路中，沿电流方向电势_。3电源的内电阻：电源_的电阻，简称内阻。我们可以将电源看作一个没有电阻的_与电阻的串联，这个电阻的电势也会沿电流方向降低。4闭合电路中能量的转化情况电源的非静电力做功：WEq_，电源在外电路中电能转

3、化为内能Q外_，电源在内电路中电能转化为内能Q内_，由能量守恒得：WQ外Q内。即：EIt_。5闭合电路欧姆定律(1)概念：闭合电路中的电流跟_成正比，跟内、外电路中的_成反比。(2)表达式：I_ 也可以写成：E=_三、路端电压与负载的关系1路端电压与电流的关系(1)表达式：U_。(2)图像(UI)：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。断路：当外电路断开时，电流I为0，Ir也为0，即U=E，这就是说，断路时的路端电压等于电源的_。 短路：当电源两端短路时，外电阻R=0.此时电流I=_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

4、，外电压U_，当R增大到无限大(断路)时，I0，U_。(2)外电阻R减小时，电流I增大，路端电压U_，当R减小到零时，I/，U_。【探究解惑 】 探究一：对电动势的理解：1电动势的物理意义:电动势大小反映电源将其他形式的能转化为电能的本领的大小。2电动势的大小:在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功。3方向:电动势是标量，电源内部电流的方向，由负极指向正极。4.公式EW/q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。【例1】下列关于电源电动势的说法中正确的是( )A电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多B电源的路端电压增大时，

5、其电源提供的电能一定也增大C无论内电压和外电压如何变化，其电源的电动势一定不变D在某电池的电路中,每通过2 C的电荷量，电池提供的电能是4 J，那么这个电池的电动势是0.5 V探究二：闭合电路的欧姆定律表达形式的比较：表达式物理意义适用条件IER+r电流与电源电动势成正比，与电路总电阻成反比纯电阻电路EI(Rr) EU外Ir EU外U内 电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和式适用于纯电阻电路；式普遍适用EItI2RtI2rt WW外W内 WW外I2rt电源提供的总能量等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和式适用于纯电阻电路，式普遍适用【例2】 如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和

6、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，求电源的电动势和内电阻。探究三：对电源U-I图的理解：(1)U-I图像的函数表达式：UEIr。(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)识图。三个特征量：与纵轴交点表示电动势；与横轴交点表示短路电流；直线斜率的大小表示电源的内阻。两个特殊状态：当外电路断开时(R)，I变为零，Ir0，UE；当电源两端短路时(R0)，此时电流I短(短路电流)U0。【例3】如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下面结论正确的是()A电源的电动势为6.0 VB电源的内

7、阻为12 C电源的短路电流为0.5 AD电流为0.3 A时外电阻是1.8 P电源=EIP外=I2RP内=I2r探究四;闭合电路的功率分析:1各部分功率关系分析由EItI2RtI2rt知EII2RI2r2电源输出功率P出 E2R+r2 E2R-r2R+4r即当Rr时，分母最小，即电源输出功率最大。当电源输出功率最大时，机械效率50%。当R时，100%，但此时P出0，无实际意义。P出与外电阻R的函数关系图像Rr时，R越大，P出越大R=r时，P出=E24r，为最大值Rr时，R越大，P出越小图像分析P出Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1R2r2.【例4】如图所示的电路中，电池的电动势E5 V，内电阻r10 ，固定电阻R90 ，R0是可变电阻在R0由0增加到400 的过程中，求：(1)可变电阻R0上消耗热功率最大值；(2)电池的内电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和【课堂小结】12.2 闭合电路的欧姆定律学案 答案【自学感知】用电器 用电器 正极 负极 电势能 电荷量 无关 体积正比 UR反比 内电路中 降低 理想电源EIt I2RtI2rt I2rt I2Rt 电源的电动势 U外+U内电阻之和 EIr E/r电动势增大 减小 E