12.2闭合电路的欧姆定律-【堂堂清】2023-2024学年高二物理同步易混易错（人教版2019必修第三册）

第十二章 电能 能量守恒定律 第二节 闭合电路的欧姆定律 [核心素养·明目标] 核心素养 学习目标 物理观念 (1)知道电源的作用及原理；知道电动势的概念和意义。 (2)理解内、外电路的能量转化。 (3)理解闭合电路欧姆定律。 科学思维 (1)能根据闭合电路欧姆定律解释路端电压与负载的关系。 (2)体会图像法在研究物理问题中的作用。 (3)知道欧姆表测电阻的原理。 科学探究 (1)经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程。 (2)探究电源两端电压与电流的关系。 科学态度与责任 了解电源短路可能会带来的危害，加强安全用电意识。 知识点一　电动势 1.内、外电路 电源内部的电路叫作内电路；电源外部的电路叫作外电路。外电路的电阻称为外电阻；内电路的电阻称为内电阻。 2.定义 ：电动势在数值上等于没有接入外电路时两极间的电压，常用E来表示。 3.单位：跟电压的单位相同，也是伏特(V)。 4.物理意义 电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量。它是电源的特征量。不同的电源，产生电能的机制是不同的。 知识点二 　闭合电路欧姆定律 1.闭合电路中的电势变化 在外电路中，电流由高电势流向低电势，在外电阻上沿电流方向电势降低；电源内部由负极到正极电势升高。 2.闭合电路欧姆定律 (1)内容：流过闭合电路的电流跟电路中电源的电动势成正比，跟电路中内、外电阻之和成反比。 (2)公式：E＝U外＋U内或I＝。 3..闭合电路的组成 4.闭合电路欧姆定律的表达形式 表达式 物理意义 适用条件 I＝ 电流与电源电动势成正比，与电路和总电阻成反比 纯电阻电路 E＝I(R＋r)① E＝U外＋Ir② E＝U外＋U内③ 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 EIt＝I2Rt＋I2rt④ W＝W外＋W内⑤ 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 知识点三　路端电压与外电阻的关系 1.路端电压的表达式：U＝E－Ir。 2.路端电压随外电阻的变化规律 (1)当外电阻R增大时，由I＝可知电流I减小，路端电压U＝E－Ir增大。 (2)当外电阻R减小时，由I＝可知电流I增大，路端电压U＝E－Ir减小。 (3)两种特殊情况：当外电路断开时，电流I变为0,U＝E。即断路时的路端电压等于电源电动势。当电源短路时，外电阻R＝0，此时I＝。 3.外电阻的两类变化引起的相应变化 (1) 说明：电源的电动势等于电源没有接入电路时的路端电压。 (2) 说明：由于电源内阻很小，所以短路时会形成很大的电流，为保护电源，绝对不能把电源两极直接连接。 4.电源的U－I图像 (1)图像的函数表达式：U＝E－Ir。 (2)图像表示：电源的外电路的特性曲线(路端电压U随电流I变化的图像)，如图所示。 (3)当外电路断路时(即R→∞，I＝0)：纵轴上的截距表示电源的电动势E(E＝U端)； 当外电路短路时(R＝0，U＝0)：横轴的截距表示电源的短路电流I短＝。(条件：坐标原点均从0开始) (4)图线的斜率：其绝对值为电源的内电阻， 即r＝＝。 (5)某点纵坐标和横坐标值的乘积：图中矩形的“面积”表示电源的输出功率。 易错易混点1.电动势与电势差的区别与联系 易错易混点辨析：电动势与电势差的区别与联系 电势差U 电动势E 物理意义 表示静电力做功将电能转化为其他形式能的本领大小 表示非静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领大小 定义式 U＝，W是静电力做的功 E＝，W非是非静电力做的功 单位 伏特(V) 伏特(V) 联系 电动势在数值上等于电源未接入电路时两极间的电势差(电压) 例1.(2021·吉林长春外国语学校月考)锌汞电池的电动势为1.2 V，以下说法不正确的是(　　) A.电路中每经过1 s，电池把1.2 J的化学能转化为电能 B.电路中电流为1 A时，每经过1 s，电池把1.2 J的化学能转化为电能 C.电路中每通过1 C电荷量，电池将1.2 J的化学能转化成电能 D.锌汞电池将化学能转化成电能的本领比一节干电池的小 解析：选A。通过E＝知，电路中每通过1 C电荷量，电池将1.2 J的化学能转化为电能，与时间无关，A错误，C正确；电路中电流为1 A时，每经过1 s，通过电池的电荷量q＝It＝1×1 C＝1 C，由E＝知电池将1.2 J的化学能转化为电能，B正确；电动势表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，一节干电池电动势为1.5 V，锌汞电池的电动势为1.2 V，则锌汞电池将化学能转化成电能的本领比一节干电池的小，D正确。故本题应选A。 例2.(多选)如图所示为一块手机电池的背面印有的一些信息，下列