《闭合电路的欧姆定律》（学案）-2023学年高二物理（人教版）

12.2闭合电路的欧姆定律

学习目标：

（1）理解电源电动势的基本含义

（2）理解内、外电压，闭合电路的欧姆定律

（3）会用闭合电路的欧姆定律分析路端电压与负载的关系

（4）电源和电阻的UI图像

（5）掌握动态电路分析的特殊方法：串反并同

（6）知道电路故障特点，并会分析

1.新课导入

学习电源时，我们知道它能把自由电子从正极搬到负极。

由图示可见，在电源“搬运”电荷，生成电能过程中，要克服电场力，因此，电

源需要将其它形式能量转化为电能。

目录

基础新知...............................................................3

1.电动势.........................................................3

2.闭合电路的欧姆定律.............................................3

3.闭合电路的电源U-I图像.......................................3

考点探究.............................................................6

考点一：对电动势的理解............................................6

考点二：闭合电路的欧姆定律........................................7

考点三：闭合电路的电源及电阻的U-I图像..........................9

考点四：闭合电路的动态变化（串反并同）...........................9

考点五：电路故障分析.............................................10

课堂小结：.......................................................12

基础新知

1.电动势

物理意义：表征电源把其他形式的能量转化为电能的本领。用E表示。

定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比。

单位：伏特，符号：Vo

决定因素：由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路也无关。

2.闭合电路的欧姆定律

闭合电路是指由电源、用电器及导线组成的完整的电路。

如图所示:

内电路外电路

电源内部的电路叫内电路，电源的电阻叫内电阻。

电源外部的电路叫外电路，外电路的电阻称为外电阻。

电路中电流为I,则在时间t内，非静电力做的功，等于内、外电路中电能的总

和,BPEIt=I2Rt+I2rto

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。

路端电压与电流的关系：L=Elr

当外电路断路时：1=0,E=U

3.闭合电路的电源U—I图像

A.当滑片向右滑动时，电压表示数增大

【答案】AB

考点探究

考点一：对电动势的理解

不同电源把其他形式的能转化为电能的本领是不同的。电动势在数值上等于非静

电力将1C正电荷在电源内从负极搬运到正极所做的功，也就是1C的正电荷所增加的

电势能。

电动势与电压

物理量电动势E电压U

非静电力做功将其他形式的能转表示电场力做功将电能转化为其

物理意义

化为电能的本领，表征电源的性质他形式的能的本领，表征电场的性质

定义式

联系电动势等于电源未接入电路时两极间的电压

考点二：闭合电路的欧姆定律

表达式物理意义适用条件

电流与电源电动势成正比，与

纯电阻电路

电路总电阻成反比

E=I(R+r)①

①式适用于纯电阻电路；

电源电动势在数值上等于电

E=U外+Ir②

路中内、外电压之和

②、③式普遍适用

E=U外+U内③

电源提供的总能量等于内、外

EIt=I2Rt+I2rt®④式适用于纯电阻电路；

电路中电能转化为其他形式的能

外内⑤⑤式普遍适用

W=W+W的总和

闭合电路问题的求解方法

(1)分析电路，认清各元件的串、并联关系，必要时画等效电路图，特别注意电

压表和电流表对应的电路。

(2)求总电流I：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势，可用闭合电

路欧姆定律直接求出；若内、外电路上有多个未知可阻，可利用某一部分电路的已知

电阻和电压求总电流I；当以上方法都行不通时，可以联立方程求出I。

(3)根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流。

(4)注意适用条件：外电路含有非纯电阻元件时(如电动机、电解槽等)，不能直

接用欧姆定律解决电流问题，可以根据串、并联电路特点或能量守恒定律列式计算。

针对训练：

1.如图所示，已知/?尸心=/?3=1Q,当开关S闭合后，电压表的读数为1H当开

关S断开后，电压表的读数为0.8V,则电池的电动势等于（）

【答案】C

考点三：闭合电路的电源及电阻的U-I图像

直线①、②分别为电源和电阻的UI图像

如图所示，直线①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。(U=EIr)

交点坐标：(L，,U。表示电源E与电阻R串联时的工作电流和电阻R两端的电压(即

电源的路端电压)。

虚线框和坐标轴所围“面积”表示电源的输出功率P出=UPIP°

针对训练:

A.电源的电动势为3V,内阻为0.5Q

B.电阻R的阻值为1。

C.电源的效率为80%

D.电源的输出功率为4W

【答案】C

考点四：闭合电路的动态变化

闭合电路中只要电路的某一部分发生变化，就会影响整个电路，使总电路和每一

部分的电流、电压都发生变化。其分析的一般思路为：

(1)明确电路结构，即电路各元件的连接方式。

(2)明确局部电阻的变化和外电路总电阻R的变化。

(4)运用U内一Ir判断U内的变化。

（5）运用U外=£-U内判断U外的变化。

（6）运用电学公式定性分析各支路相关量变化。

串反并同：

当外电路任一电阻发生变化时，与该电阻有串联关系的用电器电流、电压、功率

的变化与变化电阻的阻值变化相反；与变化电阻有并联关系的用电器电流、电压、功

率的变化与变化电阻的阻值变化相同。

适用条件：电源内阻r#0。

电路中某一电阻由断路（此时阻值可看成8大）到通路状态，阻值减小；由通路

到断路状态，阻值增大。

电源与路端任一电阻均为串联。

针对训练:

1.如图，七为内阻不能忽略的电池，2、&、R）为定值电阻，So、S为开关，V与

A分别为电压表与电流表.初始时S。与S均闭合，现将S断开，则（）

A.V的读数变大，A的读数变小

B.V的读数变大，A的读数变大

C.V的读数变小，A的读数变小

D.V的读数变小，A的读数变大

【答案】B

【详解】S断开，相当于电阻变大，根据串反并同，电压表与R2并联，读数变大，电流变与

R2并联，读数变大。故B正确。

考点五：电路故障分析

电路故障的特点：

断路的特点：电路中发生断路，表现为电源电压不为零而电流强度为零，若

外电路中任意两点之间的电压不为零，则这两点间有断点，而这两点与电源联结部分

无断点。

短路的特点：电路中发生短路，表现为有电流通过电路而电压为零。

分析方法：

1、仪器检测法

（1）断路故隙的判断：用电压表与电源并联，若有电压时，再逐段与电路并联,

若电压表指针偏转，则该段电路中有断点

（2）短路故障的判断：用伏特表与电源并联，若有电压时，再逐段与电路并联;

若伏特表示数为零时，该电路被短路；当伏特表示数不为零，则该电路不被短路或不

完全被短路。

2、假设法：已知电路发生某种故障，寻求故障发生在何处时，可将整个电路

划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生故障，运用电流定律进行正向推理，

推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路；若推理结果与题

述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路，直到找出发生故障的全部可能为止。

针对训练：

1.用电压表检查如图电路中的故障，测得U〃d=5.0V,Ucd=OV,Ubc=OV,

UH=5.0V,则此故障可能是（）

A.L断路