人教版高中物理必修三 （闭合电路的欧姆定律）教育教学课件

闭合电路的欧姆定律

外电路内电路由导线、电源、用电器连成的电路叫做闭合电路。用电器和导线组成外电路，电源内部是内电路。++++电源____+++++++正极负极一、电动势

1.电源

（1）保持两极间有电压

（2）通过非静电力做功把其它形式的能转化为电能的装置一、电动势

1.电源

（1）保持两极间有电压

（2）通过非静电力做功把其它形式的能转化为电能的装置一、电动势

2.电动势

（2）单位：V

（3）电动势与外电路无关，由电源本身特性决定的。同种类型不同型号电源电动势相同，不同类型的电源电动势不同例：干电池

（4）电动势的实质：表征电源把其它形式的能转化为电能的本领。

二、闭合电路欧姆定律及其能量分析

1.欧姆定律

2.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。3.在内电路中，通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流方向为负极流向正极。内电路一方面，存在内阻，沿电流方向电势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势“跃升”。

二、闭合电路欧姆定律及其能量分析实验探究

化学能电能非静电力做功电流做功其它形式的能二、闭合电路欧姆定律及其能量分析

根据能量守恒定律，有

二、闭合电路欧姆定律及其能量分析（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。1.电源电动势等于内、外电路电势降落之和。2.闭合电路的欧姆定律（2）表达式：（3）适用范围：外电路为纯电阻的闭合电路

三、路端电路与负载的关系三、路端电路与负载的关系

SR

Er对某一给定的闭合电路来说，电流、路端电压、内电压随外电阻的改变而改变，变化情况如下：三、路端电路与负载的关系对某一给定的闭合电路来说，电流、路端电压、内电压随外电阻的改变而改变，变化情况如下：三、路端电路与负载的关系

公式（对纯电阻电路）

1.路端电路与电压的关系

外电压内电压

三、路端电路与负载的关系2.路端电路与电流的关系

（1）图象的函数表达②在横轴上的截距表示电源短路电流③图象斜率的绝对值表示电源的内阻

（2）图象的物理意义

内阻越大，图线倾斜得越厉害三、路端电路与负载的关系3.闭合电路中的功率电源内部非静电力做正功，其他形式的能转化为电势能外电路静电力做正功，电势能转化为其他形式的能+++++++++++____电源正极负极闭合电路中内、外电路电流相等

三、路端电路与负载的关系3.闭合电路中的功率电源功率内耗功率输出功率普适表达式纯电阻电路联系（1）几种功率及相互关系

或

1

2

思考：把电流表改为电压表能否测电动势和内阻？闭合电路的欧姆定律第十二章电能能量守恒定律第1课时

1.理解电动势的概念.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.学习目标知识梳理重点探究随堂演练课时对点练内容索引NEIRONGSUOYIN一、电动势1.非静电力：电源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)定义：

所做的功与所移动的电荷量之比叫作电动势.(2)公式：E＝

.(3)单位：

，用“

”表示.(4)电动势是电源的属性，大小由电源中非静电力的特性决定，与电源的

无关，跟外电路的组成及变化

(选填“有”或“无”)关.知识梳理非静电力伏特V体积无二、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＝

.(2)在时间t内，外电路转化的内能为Q外＝

.内电路转化的内能为Q内＝_____.(3)根据能量守恒定律，非静电力做的功应有W＝Q外＋Q内，即EIt＝__________，进一步得：I＝

.I2Rt＋I2rtI2rtI2RtEIt2.闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路的电流跟电源的

成正比，跟________________________成反比.(2)表达式：I＝

.(3)另一种表达形式：E＝

.即：电源的电动势等于内、外电路__________之和.电动势内、外电路的电阻之和U外＋U内电势降落三、路端电压与负载的关系1.路端电压的表达式：U＝

.2.路端电压随外电阻的变化规律对于确定的电源，电动势E和内阻r是一定的.(1)当外电阻R增大时，由I＝

可知电流I

，路端电压U＝E－Ir

.(2)当外电阻R减小时，由I＝

可知电流I

，路端电压U＝E－Ir

.(3)两种特殊情况：当外电路断开时，电流I变为

，U＝

.即断路时的路端电压等于

.当电源两端短路时，外电阻R＝0，此时电流I＝___.减小增大增大减小E－Ir电源电动势0E1.判断下说法的正误.(1)电源是通过静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置.(

)(2)把同一电源接在不同的电路中，电源的电动势也将变化.(

)(3)电动势就是电势差，两者没有区别.(

)(4)电源的电动势在数值上等于电源两极之间的电压.(

)(5)电源一定时，负载电阻越大，电流越大.(

)(6)外电路断路时，电源两端的电压就是电源电动势.(

)即学即用××××××2.如图1所示，电动势为2V的电源跟一个阻值R＝9Ω的电阻接成闭合电路，理想电压表测得电源两端电压为1.8V，则电源的内阻为_____Ω.1图1一、电源的电动势导学探究日常生活中我们经常接触到各种各样的电源，如图2所示的干电池、手机电池，它们有的标有“1.5V”字样，有的标有“3.7V”字样.重点探究(1)如果把5C的正电荷从1.5V干电池的负极移到正极，电荷的电势能增加了多少？非静电力做了多少功？如果把2C的正电荷从3.7V的手机电池的负极移到正极呢？答案把5C的正电荷从1.5V干电池的负极移到正极，电荷的电势能增加了7.5J，非静电力做功7.5J.把2C的正电荷从3.7V手机电池的负极移到正极，电荷的电势能增加了7.4J，非静电力做功7.4J.(2)是不是非静电力做功越多电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大？如何描述电源把其他形式的能转化为电能的本领？答案不是.非静电力对电荷做功多少与电荷的数量有关.若把相同数量的正电荷从电源的负极移到正极，做功越多，电荷获得的电势能越多，表明电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大.可以用非静电力做的功与电荷量的比值来反映电源把其他形式的能转化为电能的本领.知识深化对电动势概念的四点诠释1.电动势是用比值定义的物理量，由电源中非静电力的特性决定，是电源的属性，与移送的电荷量q和所做的功W无关，跟电源的体积、外电路也无关.2.电动势是电源的专用名词，而电压对应于内、外电路.3.电动势E是标量，为了研究问题方便，规定电动势的方向为电源内部电流方向，即由电源负极指向正极.4.电动势越大，表明每移动1C电荷，电源可把更多的其他形式的能转化为电能.例1

(多选)关于电动势E的说法正确的是A.电动势E的大小，与非静电力所做的功W的大小成正比，与移送电荷

量q的大小成反比B.电动势E是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关C.电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量D.电动势E的单位与电势差的单位相同，故两者在本质上相同√√解析电动势是一个用比值定义的物理量，这个物理量与这两个相比的项没有关系，它是由电源本身决定的，是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量.电动势和电势差尽管单位相同，但本质上是不相同的，故选B、C.针对训练

(2020·合肥三中期中)铅蓄电池的电动势为2V，这表示A.电源将1C的正电荷从正极移至负极的过程中，2J的化学能转变为电能B.电源将1C的正电荷从负极移至正极的过程中，2J的化学能转变为电能C.铅蓄电池在1s内将2J的化学能转变为电能D.铅蓄电池比干电池(电动势为1.5V)的体积大，故电动势大√解析铅蓄电池的电动势为2V，表示非静电力将1C正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功为2J，即2J的化学能转变为电能，与时间无关，故A、C错误，B正确；电源的电动势表示电源将其他形式的能转化为电能的本领，铅蓄电池的电动势比一节干电池的电动势大，与二者的体积大小无关，故D错误.二、闭合电路的欧姆定律导学探究如图3为闭合电路的组成.(1)在外、内电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化？图3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(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？知识深化1.内、外电路中的电势变化如图4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.图42.闭合电路欧姆定律的几种表达形式(2)U外＝E－Ir，E＝U外＋U内适用于任意的闭合电路.例2

(多选)如图5所示，当可变电阻R＝2Ω时，理想电压表的示数U＝4V，已知电源的电动势E＝6V，则A.此时理想电流表的示数是2AB.此时理想电流表的示数是3AC.电源的内阻是1ΩD.电源的内阻是2Ω图5√√解析由题图可知电压表测量的是路端电压，电流表测的是通过可变电阻R的电流，则U＝IR，得I＝2A，再由闭合电路欧姆定律有E＝U＋Ir，将I＝2A、U＝4V、E＝6V代入可得r＝1Ω，故选项A、C正确，选项B、D错误.例3

在如图6所示电路中，电源电动势E＝12V，内电阻r＝1.0Ω，电阻R1＝9.0Ω，R2＝15Ω，理想电流表A的示数为0.4A，求电阻R3的阻值和它消耗的电功率.图6答案30Ω

1.2Wk解析由欧姆定律可知电阻R2两端的电压U2＝I2R2＝6V，由闭合电路欧姆定律，有E＝U2＋I(R1＋r)解得I＝0.6A则通过电阻R3的电流I3＝I－I2＝0.2A，解得R3＝30Ω，所以电阻R3消耗的电功率P3＝I3U3＝1.2W.三、路端电压与负载的关系导学探究

1.在如图7所示的电路中，电源的电动势E＝10V，内电阻r＝1Ω，试求当外电阻分别是3Ω、4Ω、9Ω时所对应的路端电压.通过数据计算，你发现了怎样的规律？图7答案外电压分别为7.5V、8V、9V.随着外电阻的增大，路端电压逐渐增大.2.根据闭合电路欧姆定律写出路端电压U与干路电流I之间的关系式，并画出U－I图像.答案由E＝U＋U内及U内＝Ir得U＝E－Ir，U－I图像如图所示知识深化1.路端电压与负载的关系：U＝E－U内＝E－

r，随着外电阻增大，路端电压增大.当外电路开路时(外电阻无穷大)，路端电压U＝E，这也提供了一种粗测电源电动势的方法，即用电压表直接测电源电动势.2.路端电压与电流的关系：U＝E－Ir.3.电源的U－I图像：如图8所示是一条倾斜的直线，图像中U轴截距E表示电源电动势，I轴截距I0等于短路电流(纵、横坐标都从零开始)，斜率的绝对值表示电源的内阻.图8例4

(多选)如图9所示为某一电源的U－I图线，由图可知A.电源电动势为2VB.电源内电阻为

ΩC.电源短路时电流为6AD.电路路端电压为1V时，电路中电流为5A√√图9解析在U－I图线中，纵轴截距表示电源电动势，A正确；横轴截距表示短路电流，C错误；U－I图线斜率的绝对值表示电源的内电阻，当电路路端电压为1V时，内电阻分得的电压U内＝E－U外＝2V－1V＝1V，1.(电源的电动势)(多选)一组铅蓄电池的电动势为4.8V，内阻不为零，以下说法中正确的是A.电路中每通过1C电荷量，铅蓄电池能把4.8J的化学能转变为电能B.体积大的铅蓄电池比体积小的铅蓄电池的电动势大C.电路中每通过1C电荷量，铅蓄电池内部非静电力做功为4.8JD.该铅蓄电池把其他形式能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为

1.5V)的强123随堂演练√√√4123解析由W＝Eq可知，电路中每通过1C的电荷量时，铅蓄电池将4.8J的化学能转化为电能，故A正确；电池的电动势只与电池的性质有关，与体积无关，故B错误；电路中每通过1C的电荷量，铅蓄电池内部非静电力做功为W＝Eq＝4.8J，故C正确；电动势反映电源将其他形式的能转化为电能的本领，故D正确.42.(闭合电路的欧姆定律)(多选)在如图10所示电路中，电源电动势E＝9V、内阻r＝3Ω，R＝15Ω，下列说法中正确的是A.当S断开时，UAC＝9VB.当S闭合时，UAC＝9VC.当S闭合时，UAB＝7.5V，UBC＝0D.当S断开时，UAB＝0，UBC＝0123图10√√解析当S断开时，UAC与UBC都等于电源电动势，A正确，D错误；43.(电源的U－I图像)(多选)如图11所示，图线1、2分别为闭合电路中两个不同电源的U－I图像，则下列说法正确的是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.当工作电流变化量相同时，电源2的路端电

压变化较大123图11√√4123解析由闭合电路欧姆定律知E＝U＋Ir.当I＝0时U＝E，即U－I图线中U轴截距表示电源电动势，两电源的电动势相等.由题图知，I轴截距表示短路电流，则短路电流I1>I2，A正确.即U－I图线的斜率的绝对值表示电源的内阻，由题图知内阻r1<r2，B、C错误.当工作电流变化量相同时，因为r1<r2，则电源2的路端电压变化较大，D正确.44.(闭合电路欧姆定律的应用)如图12所示，电阻R1＝8Ω，R2＝3Ω，当开关S接a点时，理想电流表示数为1A；当开关S接b点时，理想电流表示数为2A.求电源的电动势和内阻.图12答案10V

2Ω解析开关S接a点时，E＝I1(R1＋r)开关S接b点时，E＝I2(R2＋r)代入数据解得：E＝10V，r＝2Ω.1234考点一电源的电动势1.(多选)对于电动势的定义式E＝

的理解，正确的是A.E与W成正比

B.E与q成反比C.E的大小与W、q无关

D.W表示非静电力做的功基础对点练课时对点练123456789√101112√2.(多选)(2020·鸡泽县期末)关于电动势，下列说法正确的是A.电源两极间的电压等于电源电动势B.电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能就越多C.电源电动势的数值等于内、外电压之和D.电源电动势由电源本身决定，与外电路的组成无关12345678√101112√912345678101112解析电源没有接入电路时两极间的电压等于电源电动势，在闭合电路中电源两极间的电压是路端电压，电源电动势的数值等于内、外电压之和，故A错误，C正确；电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大，但不是将其他形式的能转化为电能就越多，故B错误；电动势是表征电源把其他形式的能量转化为电能本领的物理量，大小由电源本身决定，与外电路的组成无关，故D正确.9考点二闭合电路的欧姆定律3.(多选)纯电阻电路中，若E表示电动势，U表示外电压，U′表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电阻，I表示干路电流，则下列各式正确的是A.U′＝IR B.U′＝E－UC.U＝E＋Ir D.U＝

E12345678√101112√94.在如图1所示的电路中，闭合开关S后，把R由2Ω改为6Ω时，电流减小为原来的一半，则电源的内电阻应为A.4Ω B.8ΩC.6Ω D.2Ω12345678101112图1√解析根据闭合电路欧姆定律E＝I(R＋r)，当R＝2Ω时，E＝I(2Ω＋r)；当R＝6Ω时，E＝

(6Ω＋r)，联立解得r＝2Ω，故选D.95.在如图2所示的电路中，当开关S1断开、开关S2闭合时，电压表的读数为3V；当开关S1、S2均闭合时，电压表的读数为1.8V，已知电压表为理想电表，外接电阻为R、电源内阻为r.由以上数据可知

为12345678图2101112√9解析当开关S1断开、开关S2闭合时，理想电压表的示数等于电源的电动势，即E＝3V.当开关S1、S2均闭合时，U外＝1.8V，所以U内＝E－U外＝1.2V，因U外＝IR，U内＝Ir，所以R∶r＝U外∶U内＝1.8∶1.2＝3∶2，故选D.123456781011129考点三路端电压与负载的关系6.(多选)对于电动势和内阻确定的电源的路端电压，下列说法正确的是(I、U、R分别表示干路电流、路端电压和外电阻)A.U随R的增大而减小

B.当R＝0时，U＝0C.当电路断开时，I＝0，U＝0D.当R增大时，U也会增大12345678√101112√97.(多选)如图3所示为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6.0VB.电源的内阻为12ΩC.电源的短路电流为0.5AD.电流为0.3A时的外电阻是18Ω12345678√图3101112√912345678解析由题图可知电源的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＝6.0V，但横轴上的截距0.5A并不是电源的短路电流，且内阻应按斜率的绝对值计算，101112由闭合电路欧姆定律可得电流I＝0.3A时，98.2017年11月5日，我国用长征火箭成功发射了两颗北斗三号组网卫星，开启了北斗导航系统全球组网的新时代.卫星在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量.有一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路电流为40mA.若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是A.0.1V B.0.2VC.0.3V D.0.4V12345678101112√9解析电路开路时，路端电压等于电池电动势，所以电动势E＝800mV.12345678101112该电池板与阻值为20Ω的电阻连成闭合电路时，所以路端电压U＝IR＝400mV＝0.4V，D项正确.99.在如图4所示的电路中，电源电动势E＝1.5V，内阻r＝0.6Ω，电阻R1＝3Ω，电阻R2＝4Ω，电阻R3＝6Ω.电压表为理想电表，闭合开关S，求：(1)通过电源的电流大小；12345678图4101112答案0.25A解析闭合开关S时，R2、R3并联后与R1串联，则R2、R3并联电阻912345678101112(2)电源的内电压和电压表的示数.解析电源的内电压Ur＝Ir＝0.15V，电压表的示数即为R2、R3的并联电压，U＝IR23＝0.6V.9答案0.15V

0.6V图512345678101112能力综合练910.(2020·扬州市期末)在如图5所示的电路中，电阻R1＝9Ω，R2＝15Ω，R3＝30Ω，电源内电阻r＝1Ω，闭合开关S，理想电流表的示数I2＝0.4A.求：(1)电阻R3两端的电压U3；答案6V解析电阻R3两端的电压U3＝I2R2＝0.4×15V＝6V；123456781011129(2)流过电阻R1的电流I1的大小；答案0.6A流过电阻R1的电流大小I1＝I2＋I3＝0.4A＋0.2A＝0.6A；1