第12章 第2节 闭合电路的欧姆定律(Word教参)-【优化指导】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册（人教版2019）

第2节　闭合电路的欧姆定律 核心素养 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 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．知道欧姆表测量电阻的原理 1．理解闭合电路的欧姆定律，通过探究电源两端电压与电流的关系，体会图像法在研究物理问题中的作用。 2．能根据闭合电路欧姆定律解释路端电压与负载的关系 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 了解电源短路可能会带来的危害，加强安全用电意识 [对应学生用书P96] 知识点一 电动势 1．闭合电路：由导线、电源和用电器连成的电路。用电器和导线组成外电路，电源内部是内电路❶。 2．非静电力：在电源内部使正电荷向正极移动，与静电力方向相反的力。 3．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❷。 4．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的本领。 (2)定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比。 (3)定义式：E＝❸。 (4)单位：伏特，符号是V。 1．在电源内部，正电荷向正极移动过程中，静电力做负功，电荷电势能增加。(　√　) 2．电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比。(　×　) 3．E＝只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小由电源中非静电力的特性决定。(　√　) 知识点二 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成正比，跟导体的电阻R成反比，即I＝。 2．外电路的电势：在外电路中，沿电流方向电势降低❹。 3．内电阻：电源内部电路中的电阻，简称内阻。 4．闭合电路中的能量转化：如图所示，A为电源正极，B为电源负极，电路中电流为I，在时间t内，非静电力做功等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt＝I2Rt＋I2rt。 5．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：I＝❺。 (3)常见的变形公式：E＝U外＋U内。 1．电动势越大，闭合电路的电流就越大。(　×　) 2．对整个闭合电路来说，内、外电阻串联，它们分担的电压之和等于电源电动势的大小。(　√　) 3．在闭合电路中，电源的电动势等于内、外电路上电压之和，所以电动势实质上就是电压。(　×　) 知识点三 路端电压与负载的关系 1．负载：外电路中的用电器。 2．路端电压❻：外电路的电势降落。 3．路端电压与电流的关系 (1)公式：U＝E－Ir❼。 (2)电源的U­I图像❽ 1．外电路的电阻越大，路端电压就越大。(　√　) 2．电源断路时，电流为0，所以路端电压也为0。(　×　) 3．当电源两端短路时，路端电压等于电源电动势。(　×　) 批注❶： 批注❷：非静电力只存在于电源内部，把正电荷从负极搬运到正极，克服静电力做功，增加电荷的电势能，即将其他形式的能转化为电能。 批注❸： 电动势和电势差虽然单位相同，定义式类似，但二者有本质的区别。电势差反映静电力做功，将电势能转化为其他形式的能；而电动势反映非静电力做功，将其他形式的能转化为电势能。能的转化方向不同。 批注❹：(1)外电路：电流从正极流向负极，从高电势流向低电势，电流流过电阻电势逐渐降低。 (2)内电路：电流从负极流向正极，从低电势流向高电势，但在电流流过内阻时，电势仍然降低。 批注❺：闭合电路欧姆定律的推导 批注❻：在电源内阻不可忽略的情况下，电路工作时，路端电压要小于电源电动势，电源的内电压一般不能用电压表直接测得。 批注❼：①外电阻R减小→I增大→U减小。 ②外电路断路→I＝0→U＝E。 ③外电路短路→I＝→U＝0。 批注❽：图线与纵轴的交点表示电源电动势，图线斜率的绝对值表示电源的内阻。 [对应学生用书P98] 探究点一　对电动势的理解　(能量观念之形成) ►情境探究 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1 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多少？非静电力做了多少功？如果把1 C的正电荷从3.7 V的手机电池的负极移到正极呢？哪个电池做功的本领大？ 提示：把1 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极，电势能增加了1.5 J，非静电力做功1.5 J；从3.7 V手机电池的负极移到正极，电势能增加了3.7 J，非静电力做功3.7 J。3.7 V手机电池做功本领大。 ►探究归纳 1．电动势的理解 电动势是描述电源性质的重要物理量。电源的电动势与非静电力做功密切联系，不同的电源，非静电力不同，一般指的是化学作用和电磁作用