12.2 闭合电路的欧姆定律 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欧姆定律展开，以多个并联小灯泡亮度变暗的生活现象导入，通过认识电路、电动势概念建立，结合能量守恒推导定律，最终回归导入问题解决，形成“问题-概念-推导-应用”的学习支架。 其亮点在于以问题驱动科学探究，通过能量守恒推导定律体现科学推理，结合电路动态分析、欧姆表原理等例题巩固物理观念。助力学生深化理解，培养科学思维，也为教师提供结构清晰的教学闭环，提升教学效率。

12.2闭合电路的欧姆定律 横县百合完全中学：韦衍虎 18276143537 问题导入 图中小灯泡的规格都相同，两个电路中的电池也相同。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? 由导线、电源、用电器连成的电路。 E S R ②外电路:电源外部的用电器和导线构成外电路。 r ③内电路:电源内部是内电路。 认识电路 电源内部也有电阻，简称内阻r。 ①闭合电路： 外电路 内电路 一、电动势 内电路： 外电路： + + + + + + + - - - - - - - 电源内部 ＋ F电 正极 负极 正电荷在静电力的作用下由正极移向负极 非静电力把正电荷由负极移向正极 思考与讨论 F非 ①描述电源非静电力做功能力。 电动势 ②电动势：非静电力做的功W与所移动的电荷量q的比值。 ③公式： ④单位V （与电势、电势差单位相同） ⑤电动势由非静电力的特性决定，跟电源体积无关，也跟外电路无关。 注：干电池电动势1.5V， 铅蓄电池电动势2V. 二、闭合电路欧姆定律及其能量分析 A V R E r S （部分电路欧姆定律） R E S r ②在时间 t 内，外电路产生的热量： ③在时间 t 内，内电路产生的热量： Q外=I 2Rt Q内=I 2 rt ④根据能量守恒定律： W = Q外+ Q内 EIt = I2Rt ＋I2 rt 消去t ： E=IR＋Ir ①非静电力做功将其他形式的能转化为电能： W = EIt 设电源电动势为E，内阻为 r，外电路的用电器都是纯电阻 ,阻值为R，闭合电路的电流为 I。从能量转化方面考虑。 能量的转化 闭合电路欧姆定律 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 E为电动势 , r为内阻，R为外电路的电阻。 部分电路的欧姆定律U=IR 外电路：U外=IR 内电路：U内=Ir E=U外+U内 E =6V S R=11Ω r=1Ω V 如果在这连个电压表，它的示数是多大呢？ 它测的是外电阻的电压： U外=IR =0.5×11=5.5V 也可以看成测量电源两端的电压： 路端电压U=5.5V 例1:如图所示的电路，电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，外电路电阻R=11Ω，电路中的总电流是多少呢？ 解： 三、路端电压与负载的关系 U=E－Ir 对于确定的电源来说，电动势E和内阻r是一定的,通过电流I的变化，就可以判断U的变化。 根据闭合电路的欧姆定E=U外+U内，若将U外记为路端电压U，考虑到有U内=Ir，则 为什么多个并联的小灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡暗？ 回顾导入的问题 电路中电源电动势E和内阻r是一定的，根据“越并越小”，路端总电阻减少。 根据 电流增加。 再根据U=E－Ir 可知，路端电压减少，所以变暗。 结论：外电阻越小，外电压越小 外电阻越大，外电压越大 ①外电路断路时 E、r A V 断路时的路端电压等于电源电动势 电动势等于电源未接入电路时两极间的电压 ②外电路短路时 E、r A V 危险！ R→∞, I=0 U=E R=0 断路 短路 │k│= r S V A 由：U=E－Ir 得： U=E－Ir 得：U= - rI+E b=E U=E－Ir 思考与讨论 例2：如图所示是某电源的伏安特性曲线，则下列结论正确的是 （ ） A、电源的电动势为 6.0 V B、电源的内阻为 12 Ω C、电流为 0.2 A 时，外电阻是 100 Ω D、电源的短路电流为 0.5 A A 课堂练习 拓展学习 欧姆表的原理 欧姆表是在电流表的基础上改装而成的。为了使测量电阻时电流表指针能够偏转，表内应有电源。图是一个简单的欧姆表电路。 0 5 10 mA 调零方程： 测量方程： 电阻与电流存在一 一对应关系 红表笔接电源负极 黑表笔接电源正极 红进黑出 中值电阻:电流表的指针指到刻度盘的中央时所对应的Rx值叫中值电阻. 结论：欧姆表的中值电阻等于其内阻 当×1时，内阻为20Ω 当×10时，内阻为200Ω 例3:如图所示是一个将电流表改装成欧姆表的示意图,此欧姆表已经调零。用此欧姆表测一阻值为R的电阻时,指针偏转至正中间,现用该表测一未知电阻,指针偏转到满刻度的 处,则该电阻的阻值为(　　) A.4R　　　B.5R　　　C.6R　　　D.16R A 电路动态分析 (1)程序法：电路结构的变化→R的变化→R总的变化→I总的变化→U端的变化→固定支路(串联分压U,并联分流I)→变化支路。 (2)“串反并同”结论法：应用条件为电源内阻不为零。①所谓“串反”，即某一电阻的阻值增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大。②所谓“并同”，即某一电阻的阻值增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小。 例4:如图所示电路，电源内阻不可忽略，A、B两灯电阻相同，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时(　 ) A．电灯A将变暗一些 B．电灯B将变亮一些 C．通过电源的电流减小 D．电阻R消耗功率减小 A 1.电源的总功率:P总=EI 2.内耗功率：P内=I2r 3.输出功率：P出=P- P内=IE- I2r=I U外= I2 R 电源的三个功率以及关系 纯电阻电路中电源的最大输出功率: 当R＝r时，电源的输出功率最大: 当P出＜Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1R2＝r2 例5:如图所示，已知电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，保护电阻R0＝0.5 Ω。 (1)当电阻箱R读数为多少时，保护电阻R0消耗的电功率最大，并求这个最大值； (2)当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大，并求这个最大值； (3)求电源的最大输出功率； (4)若电阻箱R的最大值为3 Ω，R0＝5 Ω，当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R的功率最大，并求这个最大值。 0　8 W 1.5 Ω　6 W 9 W 3 Ω 　 W 电源的效率 当内外电阻相等，输出功率最大时，电源的效率为多少？ 50% 纯电阻 含电容器电路的分析 1、把电容器所在的支路视为断路。 2、电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。 3、电路稳定时电容器所在的支路中没有电流，与之串联的电阻无电压，相当于导线。 例6:如图所示，电源电动势为E，内阻为r。电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小)。当开关S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。下列说法中正确的是(　　) A．只逐渐增大R1的光照强度，电阻R0消耗的电功率变大，电阻R3中有向上的电流 B．只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时，电源消耗的功率变大，电阻R3中有向上的电流 C．只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时， 电压表示数变大，带电微粒向下运动 D．若断开开关S，电容器所带电荷量变大， 带电微粒向上运动 A 附加题(多选)如图所示,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。闭合开关K,将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3,理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI,则下列说法正确的是( 　　) A. A的示数增大 B. V2的示数增大 C. ΔU3与ΔI的比值大于r D. ΔU1大于ΔU2 A C D 课堂小结 一、电动势 1.电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电能的装置。 2.描述非静电力做功的本领 内电路←发电← （定义式）→非静电力做功 外电路←用电← （定义式）→静电力做功 二、闭合电路欧姆定律 1.电流 ，R是外电路总电阻，r是电源内阻。 2.路端电压U=E-Ir 3.特例：断路时U外=E，短路时 。 $$