12.2 闭合电路的欧姆定律（课时1）课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理课件围绕闭合电路的欧姆定律展开，核心涵盖电动势、闭合电路欧姆定律及路端电压与负载关系。通过“并联小灯泡亮度变化”“滑动变阻器电压表示数变化”等演示实验导入，结合水泵类比电源、表格对比电动势与电压等学习支架，衔接内电路与外电路概念，构建知识脉络。 其特色在于融合科学探究与科学思维，通过实验数据绘制U-I图像分析电动势和内阻（科学探究），用能量守恒推导定律公式（科学推理），结合手机电池发烫、用电高峰灯变暗等生活实例（科学态度与责任）。采用实验探究、合作讨论等方法，课堂小结提炼比值定义、能量观点等要素，帮助学生深化物理观念，教师可提升教学互动性和有效性。

完成一个小目标，需要一个大智慧！ 授课教师： 学习目标 1.知道电源内部有内阻，了解内电路和外电路的概念. 2.知道电动势的概念，理解闭合电路的欧姆定律. 3.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系，会进行相关的电路分析和计算. 12.2 闭合电路的欧姆定律 （第一课时） 1 情境导入 演示实验：4个相同的小灯泡并联接到电源上，逐个闭合开关，我们观察到什么现象？ 多个并联的小灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡暗。 如何解释这一现象呢？ R r S E I A V P 当滑动变阻器的滑片改变位置时，电压表是否改变示数？ 2 学习任务一： 电动势 外电路 内电路 内电路 S R + — R S + — r E 内电路中的电阻叫内电阻，简称内阻 （一）认识闭合电路 1.电源外部，正电荷将怎样移动？ 2.电源内部，正电荷将怎样移动？ 3.电源内部电场力做正功还是负功？ 4.什么力来克服电场力做功？ 从正极到负极 从负极到正极 电场力做负功 非静电力 电源：通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置。 + + + + 电源 _ _ _ _ + + + + + + + 正极 负极 问题： 水泵增加水的重力势能 电源增加电荷的电势能 水泵抽水靠的是非重力 电源移动电荷靠的是非静电力 水 流 A B 连通器 抽水机 + + + + 电源 _ _ _ _ + + + + + + + 正极 负极 类比 思考：不同类型的电源是把什么能转化为电势能？ （二）电源的作用： 发电机 电势能 机械能 非静电力 电磁作用 化学电池 电势能 化学能 非静电力 化学作用 　　不同的水泵，把相同质量的水抽到的最大高度是不同的。也就是能使相同质量的水增加的重力势能不同。那么，我们如何定义水泵这种抽水能力的不同？ 水流 水泵 　　可以用水泵使单位质量的水增加的重力势能，来定义水泵的抽水能力。 　 那么又该如何反映不同的电源将其他形式的能转化为电势能的本领的不同？ 怎样描述电源把其他形式的能转化为电能本领的大小？ 电势能增加1.5 J 电势能增加2.0 J 干电池： 蓄电池： 蓄电池比干电池把其它形式的能转化为电能的本领强。（类比引入速度来描述物体运动的快慢一样） 假设电源把电量为1C的正电荷从负极搬运到正极 1.定义：非静电力把正电荷从负极搬运到正极所做的功与所移动的电荷量的比值叫做电动势（electromotive force）。 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。 2.定义式： （W：非静电力做的功 q：电荷量） 3.单位： 伏特（V） 1 V=1 J/C 标量 4.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。 5.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。 （三）电动势 为什么手机的电池在长时间使用后会发烫？ 探究 思考 （四）.电源的三个重要参数 3.电池的容量Q :电池放电时能输出的总电荷量。 单位：安·时(A·h) 毫安·时(mA·h) 1.电源的电动势E。 2.电源的内阻r :电源的内部也是由导体组成的，所以也有电阻,用符号r表示。 手机待机时间长短和哪个参数有关? 与电压一样吗？ 补充：电池的容量 电池的容量就是电池放电时输出的总电荷量，通常以安培小时（A·h）或毫安小时（mA·h）为单位。 1A·h=1A·3600s=3600C 电池的容量与放电状态有关，同样的电池，小电流、间断放电要比大电流、连续放电时容量大。 （五）电动势与电压的区别 电压U 电动势E 物理意义 定义式 单位 联系 电场力做功，电能转化为其他形式的能 非静电力做功，其他形式的能转化为电能 W为电场力做的功 W为非静电力做的功 伏特（V） 电动势等于电源未接入电路时两极间的电势差 ＋ － 电源内部 电势能 其他能 非静电力做功 静电力做功 电动势与电压的区别 用电器 1．关于电动势、内电压、外电压，正确的理解是（　　） A．外电压就是路端电压，内电压就是电源两极间的电压 B．同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化 C．电源断开时外电压的大小等于电动势的大小 D．电动势公式中与电压中一样的，都是电场力做的功 C 评价任务一 1、在外电路中，沿电流方向，电势如何变化？为什么？ a b 在外电路中，电流： 电势高 正极 负极 外电路中，沿电流方向电势降低。 电势低 2、在内电路中，沿电流方向，电势如何变化？为什么？ a b c d 在内电路中，电流： 正极 负极 （1）在外电路中，电流方向由正极流向负极 沿电流方向电势降低 （2）在内电路中，电流方向为负极流向正极。 一方面，存在内阻，沿电流方向电势降低； 另一方面，通过非静电力做功，沿电流方向 存在电势“跃升”。 探究 自主探究 电路中电势变化 b d a c 即内电路中，电势“升中有降”。 A B C D R E 、r 化学反应层 A C D Ir 内阻上电势降低 B 电势突升 电势突升 学习任务二： 闭合电路欧姆定律 闭合电路中，电源电动势为E，内阻为r，用电器两端电压为U，电路中电流为I，通电时间为t. 探究 合作探究 电源提供的电能： 外电路消耗的电能： 内电路消耗的电能： 由能量守恒定律可得： S E r U EIt UIt I2rt EIt=UIt+I2rt E=U+Ir 电源电动势等于内外电路电势降落之和 问题： 如图所示，若外电路是电阻为R的纯电阻电路呢？ 探究 自主探究 由能量守恒定律得： S E r EIt=I2Rt+I2rt E=IR+Ir R 实验探究 化学能 电能 电场力做功 其它形式的能 设电源电动势为E，内阻为r，与一个负载连成闭合电路，负载两端电压为U1，电路中电流为I，通电时间为t 非静电力做功 根据能量守恒定律，有 1.内容：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。 2.表达式： 3.适用范围：纯电阻电路 4.另一种表述： E=U+Ir=U内+U外 六.闭合电路欧姆定律 说明： (1) 是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压。 (2) 是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压。 (3) 适用于纯电阻电路。 E=U外+U内 = U外+Ir 适用于任何电路。 E=IR+Ir E=U+Ir=U内+U外 2.(多选)纯电阻电路中，若E表示电动势，U 表示外电压，U ′表示内电压，R 表示外电路的总电阻，r 表示内电阻，I 表示干路电流，则下列各式正确的是（ ） BD 评价任务二 A V R r 3.闭合开关，使滑动变阻器的滑片向左滑动，则电流表和电压表的读数怎样变化？ E 学习任务三： 路端电压与负载的关系 外电路总电阻 U外=E-Ir 根据E=U外+ U内 ，U内=Ir，则 你能解释之前实验中观察到的现象： 并联的小灯泡越多，单个小灯泡越暗了吗 路端电压：外电路的总电压，也就是伏特表并联在电源两端的读数。 R A V A 实验探究 实验探究与理论分析 1 2 3 4 5 6 7 干路电流I/A 0.13 0.16 0.19 0.22 0.26 0.34 0.48 路端电压U/V 2.49 2.42 2.34 2.29 2.23 2.10 1.88 U=E-Ir U=-rI+E E= U外+ U内 U=U外；U内=Ir U/V I/A 0 y=kx+b 路端电压与干路电流的关系图像 U= -1.6994I + 2.6821 0.13 0.16 0.19 0.22 0.26 0.34 0.48 2.49 2.42 2.34 2.29 2.23 2.1 1.88 I/A U/V 把 U外 和 I 的关系式 U=E-Ir 变形为 U=(-r)I+E 与一次函数标准形式 y=kx+b 对比，发现了什么？ 根据 U-I 图像，当外电路断开时，路端电压是多少？当电源两端短路时，电流会是无穷大吗？这两种情况分别对应图上哪个点？ U-I 图像是一条直线， 斜率为-r，斜率的绝对值是电源内阻r y轴(U轴）上的截距为电源电动势E U=E-Ir E I1 O I U 断路电压U 短路电流 U=I1R U内=I1r r=0 ①当R减小时，I 增大，路端电压减小，当外电路短路时，R等于零，此时电路中的电流值最大， ，路端电压等于零 ②当R增大时，I 减小，路端电压增大，当R趋近于无穷大时，相当于外电路断路（外电路开路），此时电路中的电流等于零，U=E，即断路时路端电压等于电源电动势 两种特殊情况 实验验证内外电压的关系 七.路端电压与电流关系图像 U外＝E－Ir 2.横截距表示电源的短路电流 3.图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害。 1.纵截距表示电源的电动势E。 U I O E I短 断路 短路 P=UI (I，U) 4.某点横纵坐标乘积等于外部电路消耗的电功率，也是路端电压为U时，电源的输出功率。 应用 晚上7、8点用电高峰时家里的等看起来比较昏暗，而夜深人静时又变亮了，这是为什么呢？ 评价任务三 4.在如图所示的电路中，电阻R1＝9 Ω，R2＝15 Ω，R3＝30 Ω，电源内电阻r＝1 Ω，闭合开关S，理想电流表的示数I2＝0.4 A.求： (1)电阻R3两端的电压U3； (2)流过电阻R1的电流I1的大小； (2)电动势大小； 【答案】(1)6 V；(2)0.6A；(3)12 V； 1 A R1 R2 2 E r E = 3V r = 1Ω 5.如图，Ｒ1=14Ω,Ｒ2=9Ω,当开关处于位置1时,电流表读数I1=0.2A；当开关处于位置2时,电流表读数I2=0.3A.求： （1）电源的电动势E和内电阻r。 （2）若将一“3V,0.6A”的小灯泡A接入该电源（如下图），小灯泡能正常发光吗？ (3)若给A再并联一完全相同的灯泡B（如下图所示）,灯泡A的亮度变化吗? 不能 变暗 课堂小结 能量观点 比值定义 等效思想 守恒思想 E=U外+U内 图像描述 U—I图象 U=E-Ir 短路 断路 课堂练习 1.锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作，下图为锂电池的内部结构。该过程中从负极通过隔膜返回正极。已知该锂电池的电动势为3.7V，则（　　） A．电池处于充电状态 B．电源内部每移动一个锂离子，需要消耗电能3.7ev C．“毫安·时”（）是电池储存能量的单位 D．锂离子电池放电时，电池内部静电力做负功，化学能转化为电能 D B 2.如图为一块手机电池的文字说明，下列说法正确的是（　　） A．该电池的容量为，能存储的最大电能为 B．该电池的电动势为 C．该电池在工作时的电流为 D．若电池以的电流工作，可用 3.如图所示的电路中，已知电源的电动势，内电阻，电阻，闭合开关S后，电路中的电流等于（　　） A．0.5A B．1.5A C．3.0A D．5A A AD 4.(多选)如图所示的电路中，电源的电动势为，电阻的阻值为，小灯泡的额定电压为、额定功率为。当开关接位置1时，理想电压表的示数为，假如小灯泡电阻不变，下列说法正确的是（　　） A．电源的内阻为 B．小灯泡的电阻为 C．当开关接位置2时，小灯泡很亮 D．当开关接位置2时，小灯泡两端的电压为 5.如图所示，电源的电动势和内阻分别为 E 和 r，在滑动变阻器的滑片P由a 向b 缓慢移动的过程中，下列说法正确的是( ) A.电路的总电阻先减小后增大 B.电源的总功率先增大后减小 C.电容器所带电荷量先减少后增多 D.电源的效率先减小后增大 课后预习思考题 C 学业有成！ A.U′＝IR B.U′＝E－U C.U＝E＋Ir D.U＝E 外电阻变化情况 R↑ R→∞ R↓ R＝0 电流I＝eq \f(E,R＋r) I↓ I→0 I↑ I＝eq \f(E,r) 内电压 U′＝Ir＝E－IR U′↓ U′→0 U′↑ U′→E 路端电压 U＝IR＝E－Ir U↑ U→E U↓ U→0 Lavf57.25.100 www.ieway.cn $$