12.2 闭合电路欧姆定律（第一课时）（导学案）- 2025-2026年人教版【2019】高二物理必修第三册

第2节闭合电路欧姆定律（第一课时）导学案【学习目标】1、知道电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置，知道电动势的定义式。2、经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程，理解内、外电路的能量转化，体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用。【学习重难点】学习重点：闭合电路欧姆定律的理解和应用。学习难点：对电动势概念的理解。【知识回顾】1、电场力做功与电势差的关系：__________。2、欧姆定律的数学表达式是：__________。焦耳定律的数学表达式是：__________。【自主预习】1、__________是指电源外部的电路，__________是指电源内部的电路。2、电源是通过__________做功将__________能转化为__________能的装置。3、电动势是__________力把正电荷从__________极搬运到__________极所做的功跟被搬运的__________的比值，在数值上等于非静电力把__________的正电荷在电源内从__________极移送到__________极所做的功。定义式是__________。电动势的单位是__________（__________），1V＝__________。电动势是__________。4、在内电路中，通过__________做功使正电荷由__________极移到__________极，所以电流方向由__________极流向__________极。5、外电路电阻称为__________，用__________表示；内电路电阻称为__________，用__________表示。6、全电路欧姆定律的表达式是：__________或____________________。【课堂探究】第一部分闭合电路__________：由导线、电源和用电器连成的电路。结构包括：__________、__________、__________。__________是指电源外部的电路，__________是指电源内部的电路。思考1：在电源外部，正电荷怎样移动？在电源内部呢？思考2：电源内部的正电荷受到电场力方向？电场力做正功还是负功？思考3：什么力来克服电场力做功？电源是通过__________做功将__________能转化为__________能的装置。在干电池中，非静电力是__________，它使__________能转化为__________能；在发电机中，非静电力是__________，它使__________能转化为__________能。不同的电源非静电力做功的本领__________，使单位正电荷所增加的电势能__________。第二部分电动势电动势：__________力把正电荷从__________极搬运到__________极所做的功跟被搬运的__________的比值，在数值上等于非静电力把__________的正电荷在电源内从__________极移送到__________极所做的功。定义式是__________。电动势的单位是__________（__________），1V＝__________。电动势是__________。电动势的物理意义：反映电源把__________能转化为__________能本领的大小。电动势的特点：由电源中__________的特性决定，跟电源的__________和__________均无关。电源的三个重要参数：①__________。②__________：电源的内部也是由导体组成的，所以也有电阻。③__________：电池放电时能输出的总电荷量。单位：__________（__________），__________（__________）对比电压和电动势概念电压U电动势E物理意义定义式单位联系第三部分闭合电路欧姆定律及其能量分析思考1：实际的电源可分解成不计内阻的理想电源和一个内阻两部分。在外电路中，电流的方向是怎样的？在内电路中，什么力使得正电荷向哪个方向定向移动？思考2：电路中的电势怎样变化？外电路电阻称为__________，用__________表示；内电路电阻称为__________，用__________表示。思考3：合上开关，电路中有电流的同时伴随能量的转化，在时间t内，有多少化学能转化为电能？电流流经外电阻R时转化的内能有多少？电流流经内电阻r时转化的内能有多少？它们之间有何关系？闭合电路欧姆定律：闭合电路中的电流跟电源的电动势成__________比，跟内、外电路的电阻之和成__________比。适用范围：外电路为__________的电路。思考4：E=IR+Ir中的各项有何含义？闭合电路欧姆定律的几种形式表达式物理意义适用条件【自我测评】1．（2022上·福建福州·高二福建省福州格致中学校考期中）如图为某型号的干电池，在其外壳上标注有“9伏”的字样，这表示（）A．电池短路时，该电池输出的电流为9AB．该电池在单位时间内有9J的化学能转化为电能C．将该电池接入电路后，电池两端的电压始终为9VD．1C正电荷通过该电池的过程中，有9J的化学能转化为电能2．（2022上·新疆高二新疆石河子一中校考阶段练习）在炎热的夏天我们可以经常看到，有的小朋友的太阳帽前有一小风扇（如图所示），该小风扇与一小型的太阳能电池板相接，对其供电。经测量该电池能产生的电动势为E＝1.0V，则关于该电池的描述正确的是（）A．通过1C电荷量该电池能把1.0J的太阳能转化为电能B．单位时间内可把1.0J的太阳能转化为电能C．该电池把其他形式能转化为电能的本领比一节7号干电池的本领大得多D．把该电池接入闭合电路后，电动势减小3．（2022上·重庆沙坪坝·高二重庆八中校考期中）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。图为常用手机锂电池的内部结构，某过程中Li+从负极脱嵌通过膈膜嵌入正极。此锂电池的电动势为3.7VA．将锂电池接入电路，锂电池两端电压为3.7VB．电池内部电流方向从正极到负极C．在电池中电荷量的单位通常表示为kWD．电源内部每搬运一个Li+非静电力做功4．（2022·湖南衡阳·高二衡阳市第五中学校考学业考试）如图所示，电源电动势为E、内阻为r，定值电阻R1=5Ω、R2=10Ω，R0为滑动变阻器。两电表均可视为理想电表，当滑动变阻器的滑动头在最左端时，电压表示数7.50V，当滑动头在最右端时，电压表示数为8.25V，电流表的示数为0.45A，则（）A．电源电动势为8.80VB．电源内阻为1.0ΩC．滑动变阻器的总阻值为10ΩD．当滑动变阻器接入电路阻值为总阻值的23时，电压表示数8.【学后反思】____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________第2节闭合电路欧姆定律（第一课时）导学案【学习目标】1、知道电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置，知道电动势的定义式。2、经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程，理解内、外电路的能量转化，体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用。【学习重难点】学习重点：闭合电路欧姆定律的理解和应用。学习难点：对电动势概念的理解。【知识回顾】1、电场力做功与电势差的关系：W＝Uq。2、欧姆定律的数学表达式是：I=UR【自主预习】1、外电路是指电源外部的电路，内电路是指电源内部的电路。2、电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置。3、电动势是非静电力把正电荷从负极搬运到正极所做的功跟被搬运的电荷量的比值，在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。定义式是E=W非静电力q。电动势的单位是伏特（V），1V＝14、在内电路中，通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流方向由负极流向正极。5、外电路电阻称为外电阻，用R表示；内电路电阻称为内电阻，用r表示。6、全电路欧姆定律的表达式是：I=ER+r或【课堂探究】第一部分闭合电路闭合电路：由导线、电源和用电器连成的电路。结构包括：导线、电源、用电器。外电路是指电源外部的电路，内电路是指电源内部的电路。思考1：在电源外部，正电荷怎样移动？在电源内部呢？在电源外部，正电荷从正极运动到负极。在电源内部，正电荷从负极运动到正极。思考2：电源内部的正电荷受到电场力方向？电场力做正功还是负功？电场力方向：从正极指向负极。电场力做负功。思考3：什么力来克服电场力做功？非静电力。电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置。在干电池中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能；在发电机中，非静电力是电磁作用，它使机械能转化为电势能。不同的电源非静电力做功的本领不同，使单位正电荷所增加的电势能不同。第二部分电动势电动势：非静电力把正电荷从负极搬运到正极所做的功跟被搬运的电荷量的比值，在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。定义式是E=电动势的单位是伏特（V），1V＝1J/C。电动势是标量。电动势的物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电势能本领的大小。电动势的特点：由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积和外电路均无关。电源的三个重要参数：①电动势E。②内阻r：电源的内部也是由导体组成的，所以也有电阻。③容量：电池放电时能输出的总电荷量。单位：安·时（A·h），毫安·时（mA·h）对比电压和电动势概念电压U电动势E物理意义电场力做功，电能转化为其他形式的能的本领，表征电场的性质非静电力做功，其他形式的能转化为电能的本领，表征电源的性质定义式U＝W/q，W为电场力做的功E＝W/q，W为非静电力做的功单位伏特(V)伏特(V)联系电动势等于电源未接入电路时两极间的电压值第三部分闭合电路欧姆定律及其能量分析思考1：实际的电源可分解成不计内阻的理想电源和一个内阻两部分。在外电路中，电流的方向是怎样的？在内电路中，什么力使得正电荷向哪个方向定向移动？在外电路中，电流由正极流向负极。在内电路中，通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流方向由负极流向正极。所以，内电路与外电路中的总电流是相同的。思考2：电路中的电势怎样变化？在外电路中，沿电流方向电势降低。在内电路中，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”。外电路电阻称为外电阻，用R表示；内电路电阻称为内电阻，用r表示。思考3：合上开关，电路中有电流的同时伴随能量的转化，在时间t内，有多少化学能转化为电能？电流流经外电阻R时转化的内能有多少？电流流经内电阻r时转化的内能有多少？它们之间有何关系？化学能转化为电能：W外电阻R上转化的内能：Q内电阻r上转化的内能：Q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，即W=Q外+Q内，即IEt=闭合电路欧姆定律：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。适用范围：外电路为纯电阻的电路。思考4：E=IR+Ir中的各项有何含义？U外=IR是外电路上总的电势降落；U内闭合电路欧姆定律的几种形式表达式物理意义适用条件I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E=I(R+r)①E=U外E=U外+电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和①式适用于纯电阻电路；②③式普遍适用IEt=I2W=W外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④式适用于纯电阻电路，⑤式普遍适用【自我测评】1．（2022上·福建福州·高二福建省福州格致中学校考期中）如图为某型号的干电池，在其外壳上标注有“9伏”的字样，这表示（）A．电池短路时，该电池输出的电流为9AB．该电池在单位时间内有9J的化学能转化为电能C．将该电池接入电路后，电池两端的电压始终为9VD．1C正电荷通过该电池的过程中，有9J的化学能转化为电能【答案】D【详解】A．由于电池的内阻未知，无法确定电池短路时的输出电流，故A错误；B．电池的电动势为9V，表示非静电力将单位正电荷从该电池的负极通过电池内部移送到正极时所做的功为9J，即电能增加了9J，与时间无关，故B错误；C．将该电池接入电路后，电池两端电压为路端电压，如果外电路正常工作，则路端电压小于电动势，故C错误。D．电池的电动势为9V，表示1C正电荷通过该电池的过程中，非静电力做的功为9J，即有9J的化学能转化为电能，故D正确；故选D。2．（2022上·新疆高二新疆石河子一中校考阶段练习）在炎热的夏天我们可以经常看到，有的小朋友的太阳帽前有一小风扇（如图所示），该小风扇与一小型的太阳能电池板相接，对其供电。经测量该电池能产生的电动势为E＝1.0V，则关于该电池的描述正确的是（）A．通过1C电荷量该电池能把1.0J的太阳能转化为电能B．单位时间内可把1.0J的太阳能转化为电能C．该电池把其他形式能转化为电能的本领比一节7号干电池的本领大得多D．把该电池接入闭合电路后，电动势减小【答案】A【详解】AB．电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷从电源内部的负极移到正极所做的功，即把太阳能转化为电能的多少，而不是在1s内转变的电能，故A正确，B错误；C．7号干电池电动势更大，将其他形式的能转化为电能的本领更大，C错误；D．无论该电池是否接入电路，电动势的大小为定值1.0V，故D错误。故A正确。3．（2022上·重庆沙坪坝·高二重庆八中校考期中）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。图为常用手机锂电池的内部结构，某过程中Li+从负极脱嵌通过膈膜嵌入正极。此锂电池的电动势为A．将锂电池接入电路，锂电池两端电压为3.7VB．电池内部电流方向从正极到负极C．在电池中电荷量的单位通常表示为kWD．电源内部每搬运一个Li+非静电力做功【答案】D【详解】A．电源的电动势为电源未接入电路中时其两端电压，当电源接入电路时，由于电源内部分压，则此时电源两端电压小于电源电动势，即将锂电池接入电路，锂电池两端电压小于3.7V，故A错误；B．由于Li+C．在电池中电荷量的单位通常表示为mA·h或A·h，而kW·h是电功的单位，故C错误；D．根据电动势的定义知E=WW非=Eq=3.7eV故D正确。故选D。4．（2022·湖南衡阳·高二衡阳市第五中学校考学业考试）如图所示，电源电