新教材人教版高中物理必修第三册 12.2 第1课时　闭合电路的欧姆定律（导学案 解析版）

1、精品文档 精心整理精品文档 可编辑的精品文档12-2 第1课时闭合电路的欧姆定律一、学习目标1.知道电源是提供电能的装置，通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能。2.理解电动势概念，知道公式中各物理量的含义和单位。3.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.4. 通过闭合电路欧姆定律的理论推导过程，体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用。理解内、外电路的能量转化。5.会分析路端电压与负载的关系二、学习过程【问题探究】日常生活中我们经常接触到各种各样的电源，如图所示的干电池、手机电池，它们有的标有“1.5 V”字样，有的标有“3.7 V”字样如果把5 C的正电荷从1.5 V

2、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2 C的正电荷从3.7 V的手机电池的负极移到正极呢？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】把5 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极，电荷的电势能增加了7.5 J，非静电力做功7.5 J把2 C的正电荷从3.7 V手机电池的负极移到正极，电荷的电势能增加了7.4 J，非静电力做功7.4 J.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

3、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【知识点1】电动势1闭合电路：由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路。2电源(1)非静电力的作用：把正电荷从负极搬运到正极的过程中，非静电力在做功，使电荷的电势能增加。(2)电源概念：电源是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)物理意义：表征电源把其他形式的能转化为电势能本领的物理量。(2)定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比叫作电动势，用E表示，即Eeq f(W,q)。(3)单位：与电势、电势差的单位相同，为伏特。(4)大小的决定因素：由电源中非静电力的特性决定，跟外电路无

4、关，对于常用的干电池来说，跟电池的体积无关。例题1、关于电源和电动势，下列说法中正确的是（）A在电源内部非静电力把正电荷从正极移动到负极B对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大C电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量D电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多【答案】C【详解】A在电源内部非静电力把正电荷从负极移动到正极，选项A错误；BD对于给定的电源，非静电力把单位正电荷从负极向正极移做功越多，电动势就越大，选项BD错误；C电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量，选项C正确；例题2、铅蓄电池的电动势为2V，下列说

5、法错误的是（）A电路中每通过1C电荷量，电源把2J的化学能转化为电能B铅蓄电池断开时其两极间的电压为2VC铅蓄电池在1s内将2J的化学能转化成电能D铅蓄电池将化学能转化为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）的大【答案】C【详解】AC由电动势的定义式E=Wq可知，电源中每通过1C电量，非静电力做功为2J，电源把2J的化学能转变为电能，不是1s内将2J的化学能转变成电能， C错误A正确；B电源未接入电路时两端间的电压等于电动势，即2V，B正确；D电动势大，非静电力做功的本领就大，即将其它形式的能转化为电能的本领就大。蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）的大，D正确。

6、【问题探究】如图为闭合电路的组成在外、内电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化？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？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？【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EItI2rtI2RtEItI2RtI2rtEIRIr或Ieq f(E,Rr)【知识点2】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WEqEIt.(2)在时间t内，外电路转化的内能为Q外I2Rt.内电路转化的内

7、能为Q内I2rt.(3)根据能量守恒定律，非静电力做的功应有WQ外Q内，即EItI2RtI2rt，进一步得：Ieq f(E,Rr).2闭合电路的欧姆定律(1)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(2)表达式：Ieq f(E,Rr).(3)另一种表达形式：EU外U内即：电源的电动势等于内、外电路电势降落之和例题3、在如图所示的电路中，当电阻箱接入电路的电阻时，电流表示的数；当电阻箱接入电路的电阻时，电流表的示数。则当电阻箱接入电路的电阻时，电流表的示数为（）A0.30A B0.40A C0.50A D0.60A【答案】C【详解】根据闭合电路的欧姆定律得I1(R1

8、+r)=E，I2(R2+r)=E，I3(R3+r)=E解得I3=0.5A例题4、如图所示电路中，已知电源的电动势E=6V，内阻r=1，电阻R=2。闭合开关S，则（1）流过电阻R的电流I为多少？（2）电阻R消耗的电功率是多少？【答案】（1）2A；（2）8W【详解】（1）流过电阻R的电流I=ER+r=62+1A=2A（2）电阻R消耗的电功率P=I2R=222W=8W【问题探究】在如图所示的电路中，电源的电动势E10 V，内电阻r1 ，试求当外电阻分别是3 、4 、9 时所对应的路端电压通过数据计算，你发现了怎样的规律？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UI图像【答案

9、】外电压分别为7.5 V、8 V、9 V随着外电阻的增大，路端电压逐渐增大由EUU内及U内Ir 得UEIr，UI图像如图所示【知识点3】路端电压与负载的关系1路端电压的表达式：UEIr。2路端电压随外电阻的变化规律(1)当外电阻R减小时，由Ieq f(E,Rr)可知电流I增大，路端电压UEIr减小。(2)当外电阻R增大时，由Ieq f(E,Rr)可知电流I减小，路端电压UEIr增大。(3)两种特殊情况断路：当外电路断开时，电流I为0，UE。即断路时的路端电压等于电源电动势。短路：当电源两端短路时，外电阻R0，此时Ieq f(E,r)。例题5、某电源的UI图线如图所示，则下列结论正确的是（）A电

10、源的电动势为0.8VB电源的内阻为12C电源的内阻为1.6D电源的短路电流为0.5A【答案】C【详解】A根据闭合电路的欧姆定律有U = E - Ir由图可知直线与y轴截距为电源电动势，即E = 6.0V，A错误；BC由于纵轴的起点不是原点，电源内阻为直线斜率的绝对值，即r = 6-5.20.5 = 1.6B错误，C正确；D短路时U = 0，代入U = - 1.6I + 6得I = 3.75A D错误。跟踪训练：将三个不同的电源1、2、3的U-I图线画在同一坐标轴上，如图所示，其中1和2平行，它们的内阻分别是r1、r2、r3，电动势分别是E1、E2、E3，则它们间的关系是（）Ar1=r2r3，E

11、1E2=E3Br1r2r3，E1=E2E3Cr1r2=r3，E1E2=E3Dr1=r2r3，E1=E2E3【答案】A【详解】由闭合电路欧姆定律U=E-Ir 可知，图线与纵轴交点表示电动势，图线斜率表示内阻，由图可知r1=r2r3 E1E2=E3 A正确 12-2 第1课时闭合电路的欧姆定律 作业班级： 学号： 姓名： 一、选择题1关于电源的电动势，下列说法中正确的是（）A电源电动势的大小，等于非静电力在电源内部把正电荷从负极到正极所做的功的大小B电源的电动势越大，说明电源做功的本领就越强C电源的电动势等于电源两极间的电压大小D电动势公式中W与电压中的是一样的，都是电场力做的功【答案】B【详解】

12、A电源电动势的大小，等于非静电力在电源内部把单位正电荷从负极到正极所做的功的大小，选项A错误；B电源的电动势越大，电源内非静电力做功的本领越强；故B正确；C电源的电动势等于外电路断开时电源两极间的电压大小，选项C错误；D电动势公式E=Wq中W与电压U=Wq中的是不一样的，前者是非静电力做功，后者是电场力做功，选项D错误。故选B。2如图所示的电路中，开关闭合后，时间内经过点的电量为。下列说法错误的是（）A断开时，电源两端的电压为0B闭合后，时间内经过点的电量为C闭合后，时间内非静电力做的功为D闭合后，时间内内电路产生的内能为【答案】A【详解】AS断开时，电源两端的电压等于电源的电动势，选项A错误

13、，符合题意；BS闭合后，时间t内经过B点的电量等于通过A点的电量，即为q，选项B正确，不符合题意；CS闭合后，时间t内非静电力将电量为q的电荷由电源的负极移向正极，则做的功为qE，选项C正确，不符合题意；DS闭合后，时间t内内电路产生的内能为Q=I2rt=(qt)2rt=rq2t 选项D正确，不符合题意。故选A。3某手电筒和台式液晶电子钟都是使用一节干电池工作的。将新电池装在手电筒中，经过较长时间的使用，当手电筒的小灯泡只能发出微弱的光而不能正常使用时，把电池取出来，用电压表测其两端电压，电压表示数略小于1.5V。把这节旧电池装在电子钟上却能电子钟正常工作。根据上述现象，可判断下列说法正确的是

14、（）A旧电池的电动势比新电池的电动势小了许多B旧电池的内阻比新电池的内阻大很多C电子钟的额定电压一定比手电筒小灯泡的额定电压小D电子钟正常工作时的电流一定比手电筒正常工作时的电流大【答案】B【详解】A一节干电池的电动势应该为1.5V，现在直接通过电压表示数略小于1.5V，可知电动势几乎不变，故A错误；B一节干电池已经用了较长时间，使用时小灯泡只能发出很微弱的光，除电动势略降低之外，电池的内阻增大，若比灯泡的电阻还大，则输出电压很小。故B正确；C由题意，手电筒和台式电子钟都是使用1节干电池工作的，所以它们的额定电压是相等的。故C错误；D台式电子钟能正常工作是由于它的内阻比电池的内阻大得多，所以输

15、出电压较高，从而能工作，所以台式电子钟正常工作时的电流一定比手电筒正常工作时的电流小，故D错误；故选B。4如图所示电路中，电源的电动势为3.0V。闭合开关后，电压表示数为2.4V，电流表示数为0.60A。将电压表和电流表视为理想电表，则电源的内阻r为（）A0.50B1.0C1.5D2.0【答案】B【详解】根据闭合电路欧姆定律知U=E-Ir 代入数据有 2.4=3.0-0.60r 求得 r=1.0故选B。5如图，两节干电池内阻不可忽略，通过控制电键使接入灯泡增多或减少时，以下说法正确的是（）A灯多时总的负载电阻较大B灯少时灯泡两端电压较小C灯多时通过电池的电流较大D灯少时电池的输出功率较小【答案

16、】C【详解】A图示灯为并联，灯多时，并联支路增多，由并联电路特点可知，总电阻减少，则电路中电流增大，故A错误，C正确；B灯少时，电阻大，由闭合电路欧姆定律知，电流减少，电池内电压减小，则路端电压增大，故B错误；D当外电阻与内阻相等时电池的输出功率才最大，当灯少时，电阻大，由题无法判断外电阻与内电阻的大小关系，故电池的输出功率无法判断，故D错误。故选C。6如图所示为某一电源的UI图线，由图可知（）A电源电动势为2 VB电源内电阻为C电源短路时电流为6 AD电路路端电压为1 V时，电路中电流为2.5 A【答案】A【详解】A根据UEIr 并结合图象知，当I0时 E2 VA正确；B该UI图线斜率的绝对

17、值表示电源内电阻的大小r0.2 B错误；C电源短路时电流I短=Er=20.2A=10A C错误；D当U1 V时IE-UrA5 A D错误。故选A。7某同学在测定电源的电动势和内阻的实验中，分别测出了甲、乙两电源的多组路端电压和干路电流，并正确作出了相应的图像，如图所示。设甲、乙两电源电动势和内阻分别为、和、，由图可知（）A，B，C，D，【答案】A【详解】在U-I图像中，图像与纵轴的交点为电动势，图像斜率的绝对值表示内电阻，由此可知E甲E乙，r甲r乙故选A。8如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻。开关S闭合后，理想电压表的示数为（）ABCD【答案】C【详解】电压表测的是R1两端的

18、电压，由欧姆定律可知I=ER1+R2+r=E3r 则R1两端的电压为U=IR1=E3 ABD错误，C正确。故选C。9如图所示的电路中，调节滑动变阻器，电压表的读数由6 V变为5 V，电流表读数的变化量为0.5 A，则下列说法中正确的是（）A电流表的读数变小了，电源的内阻为10 B电流表的读数变大了，电源的内阻为20 C电流表的读数变大了，电源的内阻为2 D不知道电流表的具体读数，无法计算电源的内阻【答案】C【详解】电压表测量的是路端电压，根据题目信息，电压表读数减小，则内电压增大，内电压U内Ir电源的内电阻不变，所以电路总电流增大，由闭合电路欧姆定律知，路端电压的减少量等于内电压的增加量，所以

19、UIr代入数据得，电源的内阻r2 C正确，ABD错误。故选C。二、非选择题10如图所示，电源电动势E =12V，内电阻r =0.5，灯泡L标有“6V，12W”的字样。若灯泡恰能正常发光，求：(1)电路中的电流；(2)电阻R0的阻值；(3)电源的路端电压。【答案】（1）2A；（2）2.5；（3）11V【详解】（1）各部分元件串联，故电流相等，因为灯泡正常发光所以I=PUL=126A=2A，RL=UL2P=3612A=3（2）由欧姆定律可得R总=EI=122=6则R0=R总-RL-r=6-3-0.5=2.5（3）由闭合电路欧姆定律得U外=E-Ir=12-20.5=11V11利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势，电源内阻，电动机内阻，电阻，重物质量。当电动机以稳定的速度匀速提升重物时，理想电压表的示数为。不计空气阻力和摩擦，取。求：（1）流经电源的电流I和电动机两端的电压U2（2）电动机的