4.1 常见的电路元器件 4.2 闭合电路的欧姆定律 课件 -2025-2026学年高二上学期物理粤教版必修第三册

该高中物理课件聚焦闭合电路核心知识，涵盖常见电路元器件、电动势、闭合电路欧姆定律及路端电压与负载关系，通过“想一想”实验情境（如电感器电容器作用、灯泡亮度变化）和问题链，搭建从元器件特性到定律应用的学习支架，帮助学生衔接前后知识。 其亮点在于融合物理观念与科学思维，通过“易错辨析”厘清概念（如电动势与电压区别），“典型剖析”结合U-I图像分析等实例深化理解，采用实验探究（如新旧电池供电对比）驱动学生科学推理。学生能提升电路问题分析能力，教师可借助基础落实、重难探究、随堂检测的清晰结构高效开展教学。

第四章　闭合电路 第一节　常见的电路元器件 第二节　闭合电路的欧姆定律 学习目标 1.了解电路元器件,知道各种元器件在电路中的作用.(物理观念) 2.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.(物理观念) 3.理解闭合电路的欧姆定律,掌握其内容及公式.(物理观念) 4.会分析路端电压与负载的关系.(科学思维) 基础落实·必备知识全过关 一、常见的电路元器件 1.常见的元器件:电阻器、　　　　、电容器和二极管.  2.电路:将需要的元器件装配在同一个电路板上,再通过金属导线将各个元器件连接组成闭合回路,当输入端接入　　　　时,电子会在闭合回路中 　　　　流动,这个闭合回路称为电路.  3.电感器具有“通　　　　阻交流”的作用,电容器具有“通　　　　隔直流”的作用.  电感器 电源 循环 直流 交流 想一想 观察如图所示的电路图,回答以下问题. (1)闭合开关S1、S2、S3,双刀双掷开关S接直流电源,S2'断开时三个灯泡有什么实验现象? (2)闭合开关S1、S2、S3,双刀双掷开关S接交流电源,S2'断开和闭合时三个灯泡有什么实验现象? 提示 (1)L1、L3发光,L2不发光. (2)S2'断开和闭合,L1、L3不受影响,L2都能发光,但S2'闭合时L2更亮. 二、电动势 1.非静电力 (1)非静电力的作用:把正电荷在电源内部由　　　　搬运到　　　　,在该过程中非静电力做功,将其他形式的能转化为　　　　.  (2)非静电力的来源:在化学电池中是　　　　作用,在一般发电机中是 　　　　作用.  负极 正极 电能 化学 电磁 2.电动势 (1)概念:电源的电动势在数值上等于不接用电器时电源正负两极间的　　　　.  (2)公式: (3)单位:　　　　,用符号“V”表示.  (4)物理意义:电动势的大小反映了电源将其他形式的能转化为　　　　的本领.  想一想 电源中非静电力的作用是什么? 电压 伏特 电能 提示 在电源中,非静电力做功,把一定数量的正电荷从负极搬运到正极,使电荷的电势能增加,从而把其他形式的能转化为电能. 三、研究闭合电路欧姆定律 1.内容:闭合电路中的电流与电源的电动势成　　　　,与内、外电路的电阻之和成　　　　.  2.公式:I=　　　　.  正比 反比 四、路端电压与负载的关系 1.路端电压与外电阻的关系:U外=E-U内= 2.路端电压与电流的关系 (1)公式:U外=　　　　.  (2)图像(U-I图像):如图所示,图线是一条向下倾斜的直线,路端电压U随着电流I的增大而　　　　.  E-Ir　 减小 情境链接 如图所示,集成电路板是装载集成电路的一个载体,是把晶体管、电容器、电阻器等元器件,按电路结构的要求,集成在一块硅或陶瓷基片上,再加以封装而成的具有一定功能的整体电路.各元器件在电路中分别起什么作用? 提示 电感器具有“通直流阻交流”的作用,即电感线圈对交变电流有限流作用.电容器具有“通交流隔直流”的作用,经常用来作为储能元器件.电阻器经常用来调节电路中的电流或电压.二极管具有正向导电、反向阻断的特性,经常用于对高频交流电路进行滤波整流. 教材拓展 在教材第85页“讨论与交流”的基础上,查找资料,说说我们在学生电源上常见到的稳压电源有什么特点?和直流电源有什么区别? 提示 稳压电源的输出电压恒定,即路端电压恒定,与外电路无关.直流电源的输出电压与外电路有关. 易错辨析 (1)电阻器的阻值都是固定的.(　　) (2)电感器具有“通直流阻交流”的作用.(　　) (3)电容器具有“通直流隔交流”的作用.(　　) (4)电源只能把电能转化为其他形式的能.(　　) (5)电源的电动势越大,电源内部非静电力做功的本领越大.(　　) × 滑动变阻器的阻值可以变化. √ × 电容器具有“通交流隔直流”的作用. × 电源工作时把电源内部其他形式的能量转化成电能. √ 重难探究·能力素养全提升 探究点一　对电动势的理解和应用 导学探究 闭合电路中的电势升降可以比作如图所示的情境. 请思考,图中左边的升降机在闭合电路中相当于哪个元件?升降机对人做功相当于闭合电路中的什么力做功? 提示 升降机相当于电源,升降机对人做功相当于闭合电路中非静电力对电荷做功. 知识归纳 1.对电动势的理解 电动势的大小由电源自身的特性决定,与电源的体积无关,与外电路无关.不同电源的电动势一般不同. 2.电源电动势与电势差的比较 比较项 电势差 电动势 意义 表示电场力做功将电能转化为其他形式的能的本领 表示非静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领 定义 ,数值上等于将带单位电荷量的正电荷从A点移到B点电场力所做的功 ,数值上等于将带单位电荷量的正电荷从电源负极移到正极非静电力所做的功 比较项 电势差 电动势 单位 伏特(V) 伏特(V) 正负 含义 电流流过电阻,电势降落,沿电流方向为正,逆电流方向为负 一般地,在中学阶段E取正值,不讨论负电动势问题 决定 因素 由电源及导体的电阻和连接方式决定 仅由电源本身决定 3.电池的串联 n个完全相同的电池串联时,总电动势E总=nE,总内阻r总=nr. 典例剖析 【例题1】 将电动势为3 V的电源接入电路中,测得电源两极间的电压为2.4 V.当电路中有6 C的电荷流过时,回答下列问题. (1)有多少其他形式的能转化为电能? (2)外电路中有多少电能转化为其他形式的能? (3)内电路中有多少电能转化为其他形式的能? 解析 由电动势的定义可知,在电源内部非静电力每移送1 C的电荷,有3 J其他形式的能转化为电能;可认为在电源中,非静电力移送电荷做多少功,就有多少其他形式的能转化为电能;在电路中,静电力移送电荷做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能. (1)W=Eq=3×6 J=18 J,电源中共有18 J其他形式的能转化为电能. (2)W1=U1q=2.4×6 J=14.4 J,外电路中共有14.4 J电能转化为其他形式的能. (3)内电压U2=E-U1=3 V-2.4 V=0.6 V,所以W2=U2q=0.6×6 J=3.6 J,内电路中共有3.6 J电能转化为其他形式的能. 答案 (1)18 J　(2)14.4 J　(3)3.6 J 规律方法　(1)电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量,非静电力移送相同电荷量的电荷做功越多,电动势越大. (2)公式 中,W为非静电力做的功,而E的大小与W、q无关. 对点演练 1.(多选)某铅蓄电池的电动势为2 V,这表示(　　) A.电路中每通过1 C的电荷,电源把2 J的化学能转变为电能 B.铅蓄电池断开时两极间的电压为2 V C.铅蓄电池能在1 s内将2 J的化学能转变成电能 D.该铅蓄电池将化学能转变成电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的大 ABD 解析 根据电动势的定义和表达式 ,非静电力移动1 C的电荷所做的功W=qE=1×2 J=2 J,由功能关系可知有2 J的化学能转化为电能,A正确,C错误;路端电压U=E-Ir,铅蓄电池断开时I=0,所以U=E=2 V,B正确;电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量,因E蓄电池=2 V>E干电池=1.5 V,故D正确. 探究点二　闭合电路欧姆定律的理解和应用 导学探究 用电压表分别测量同款新干电池和旧干电池的电压,会发现示数近似相等,但是若将新、旧干电池分别对同一规格的灯泡供电,灯泡的亮度差别却非常大,这是为什么呢? 提示 旧电池内阻大,使得电路中电流减小. 知识归纳 闭合电路中的几个关系式 要点笔记　(1)外电路短路时电路中电流较大,为防止将电源、电路烧坏,一般不允许这种情况发生. (2)外电路含有非纯电阻元件(如电动机)时,不能直接用欧姆定律解决电流问题,可以根据串、并联电路特点列式计算. 典例剖析 【例题2】 如图所示的电路中,当S闭合时,电压表和电流表(均为理想电表)的示数分别为1.6 V和0.4 A.当S断开时,它们的示数分别改变0.1 V和0.1 A,求电源的电动势和内阻. 解析 当S闭合时,R1、R2并联接入电路;当S断开时,只有R1接入电路,此时路端电压增大、干路电流减小 当S闭合时,由闭合电路欧姆定律得U=E-Ir,即1.6 V=E-r·0.4 A 当S断开时,只有R1接入电路,由闭合电路欧姆定律得U'=E-I'r 即1.6 V+0.1 V=E-r·(0.4 A-0.1 A) 联立解得E=2 V,r=1 Ω. 答案 2 V　1 Ω 教你析题 读取题干 获取信息 当S闭合时 R1、R2并联 电压表和电流表(均为理想电表)的示数分别为1.6 V和0.4 A 电压表示数与电流表示数的比值为R1、R2并联的总阻值 S断开时 R2断路,总阻值增加,总电流减小,路端电压增大 示数分别改变0.1 V和0.1 A 电流表示数变为0.3 A,电压表示数变为1.7 V 电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律 教你破题 规律方法　解决闭合电路问题的一般步骤 (1)分析电路特点,认清各元件之间的串并联关系,特别要注意电压表测量哪一部分的电压,电流表测量流过哪个或哪些用电器的电流. (2)应用闭合电路欧姆定律求干路中的电流. (3)根据部分电路欧姆定律和电路的串并联特点求出相应电路的电压和电流. 对点演练 2.(2025山东菏泽高二期中)图甲所示的电路中,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻,电源内阻为r.实验时调节R1的滑片从一端到另一端,得到各组电压表和电流表数据,用这些数据在坐标纸上描点、拟合,作出的U-I图像如图乙中ab所示.则(　　) A.电源的电动势为3 V B.电源的内阻为5 Ω C.定值电阻R2=20 Ω D.滑动变阻器R1的阻值变化范围为~20 Ω 甲 乙 B 解析 根据闭合电路欧姆定律可得E=U+Ir,由题图可知,当U=2 V时,I=0.1 A,当U=1 V时,I=0.3 A,代入上式可得E=2.5 V,r=5 Ω,故A错误,B正确;根据闭合电路欧姆定律可得U=I(R1+R2),将上述数据代入可得当U=2 V时R1+R2=20 Ω,当U=1 V时R1+R2= Ω,故无法判断R1、R2的大小以及R1的范围,故C、D错误. 探究点三　路端电压与负载的关系 导学探究 用导线把旧干电池组、电流表、电压表、两只相同的小灯泡、开关等按如图所示电路连接.闭合开关S和S1,观察小灯泡L1的亮度,并记下电流表和电压表的示数.再闭合开关S2,观察小灯泡L1的亮度如何变化,电流表和电压表的示数如何变化.请结合闭合电路欧姆定律,分析发生以上变化的原因. 提示 当闭合开关S2后,小灯泡L1变暗,电流表示数增大,电压表示数减小.当开关S2闭合时,小灯泡L1和L2并联,电路总电阻减小,总电流增大,由U=E-Ir可知,电源的路端电压减小,灯泡L1变暗. 知识归纳 1.路端电压与负载的关系:U=E-Ir= ,随着外电阻增大,路端电压增大;当外电路断路时(外电阻无穷大),路端电压U=E. 2.路端电压与电流的关系:U=E-Ir. 3.电源的U-I图像. 如图所示,图线是一条倾斜的直线,图像中U轴截距E表示电源电动势,I轴截距I0表示短路电流,斜率的绝对值表示电源的内阻. 典例剖析 【例题3】 (多选)如图所示为某一电源的U-I图像,由图可知(　　) A.电源电动势为2 V B.电源内阻为 Ω C.电源短路时电流为6 A D.电路路端电压为1 V时,电路中电流为5 A AD 对点演练 3.(2025上海松江高二期中)如图所示,直线A为电源的U-I图线,直线B为电阻丝的U-I图线,用该电源和电阻丝组成闭合电路,下列说法正确的是(　　) A.电源的电动势为3 V,内阻为1 Ω B.电阻丝的电阻为2 Ω C.电源的效率约为66.7% D.电阻丝的电功率为9 W C 解析 由U=E-Ir,可知,图线A纵截距等于电源的电动势,斜率的绝对值等于电源的内阻,则E=3 V,r==0.5 Ω,故A错误;两图线的交点表示电阻丝的工作点,此时电路中电流为I1=2 A,电阻丝两端的电压,即路端电压为U1=2 V,所以电阻丝的电阻为R==1 Ω,故B错误;电源的效率是η=×100%=66.7%,故C正确;电阻丝的电功率为P=U1I1=4 W,故D错误. 学以致用·随堂检测全达标 1 2 3 4 5 1.(闭合电路欧姆定律)若电源电动势为E,内阻为r,向可变电阻R供电,关于路端电压,下列说法正确的是(　　) A.因为电源电动势不变,所以路端电压也不变 B.因为U=IR,所以当I增大时,路端电压也增大 C.因为U=E-Ir,所以当I增大时,路端电压减小 D.若外电路断开,则路端电压为零 6 C 解析 路端电压U=IR=E-Ir,因为I增大是通过R减小实现的,所以不能用U=IR判断路端电压的变化情况,根据U=E-Ir可知,当I增大时,路端电压减小,所以选项A、B错误,C正确;当外电路断开时,路端电压等于E,选项D错误. 1 2 3 4 5 2.(路端电压与负载)(多选)如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图像,则下列说法中正确的是(　　) A.电动势E1=E2,短路电流I1>I2 B.电动势E1=E2,内阻r1>r2 C.电动势E1>E2,内阻r1<r2 D.当两电源的工作电流变化量相同时,电源2的路端电压变化较大 6 AD 1 2 3 4 5 6 解析 两电源的U-I图线交纵轴于同一点,说明两电源的电动势相同,交横轴于两不同的点,根据图像可判断出电源1的短路电流大于电源2的短路电流,A项正确,C项错误;由两图线的倾斜程度可知图线2的斜率的绝对值大于图线1的斜率的绝对值,即电源2的内阻大于电源1的内阻,B项错误;当两电源的工作电流变化量相同时,电源2的路端电压的变化量大于电源1的路端电压的变化量,D项正确. 1 2 3 4 5 3.(路端电压与负载)如图所示,电源的内阻不能忽略,当电路中点亮的电灯的数目增多时,下列说法正确的是(　　) A.外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压逐渐变小 B.外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压不变 C.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压不变 D.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压逐渐变小 6 D 1 2 3 4 5 6 解析 由题图可知,各电灯均为并联;当点亮的电灯数目增多时,并联的支路增多,由并联电路的电阻规律可知,外电路总电阻减小,由闭合电路欧姆定律知,干路电流增大,则内电压增大,故路端电压减小,电灯两端的电压变小,故D正确. 1 2 3 4 5 4.(闭合电路欧姆定律)在如图所示的电路中,开关S原来是闭合的,现将S断开,则灯泡L亮度的变化情况和电容器C所带电荷量的变化情况是(　　) A.灯泡L变亮、电容器C所带电荷量增加 B.灯泡L变亮、电容器C所带电荷量减少 C.灯泡L变暗、电容器C所带电荷量增加 D.灯泡L变暗、电容器C所带电荷量减少 6 A 解析 由题图可知,当开关S闭合时,R2与L串联后与R3并联,再与R1串联;当开关S断开时,R3断开,总电阻增大,总电流减小,R1分压及内电压减小,灯泡L两端电压增大,故灯泡变亮;电容器并联在电源两端,因内电压减小,路端电压增大,故电容器两端电压增大,由Q=UC可知,电容器所带电荷量增加,故选A. 1 2 3 4 5 5.(对电动势的理解和应用)在炎热的夏天我们可以看到,有些小朋友的太阳帽前有一个小风扇.如图所示,该小风扇与一小型的太阳能电池板相接,被其供电.经测量,该电池的电动势为E=0.6 V,则关于该电池的描述正确的是(　　) A.把该电池接入闭合电路后,电动势减小 B.该电源比电动势为1.5 V的干电池做功少 C.单位时间内可把0.6 J的太阳能转化为电能 D.该电池每通过1 C的电荷能把0.6 J的太阳能转化为电能 6 D 1 2 3 4 5 6 解析 电源电动势大小跟是否接入外电路无关,A错误;电动势表示电源做功的能力的大小,不表示做功的多少,B错误;由于不知道1 s内流过电池的电荷量,所以不能求出1 s内有多少太阳能转化为电能,C错误;电路中每通过1 C的电荷,根据电动势的定义式 ,解得W=qE=1×0.6 J=0.6 J,即非静电力对电荷做功为0.6 J,则太阳能电池把0.6 J的太阳能转化为电能,D正确. 6.(对电动势的理解和应用)如图所示是常用在电子手表和小型仪表中的锌汞电池,它的电动势约为1.2 V,把1节该电池接入电路中,下列说法错误的是(　　) A.电路通过1 C的电荷,电池把1.2 J其他形式的能转化为电能 B.电池每秒把1.2 J其他形式的能转化为电能 C.把该电池接入不同闭合电路中,电池正负极间的电压都小于1.2 V D.该电池与电动势为1.5 V的干电池相比,通过1 C的电荷时其他形式的能转化为电能的量少 6 1 2 3 4 5 B 6 1 2 3 4 5 解析 电动势在数值上等于将1 C的正电荷从电源的负极移到正极过程中非静电力做的功,即一节干电池的电动势为1.2 V,表示该电池在将1 C的正电荷由负极移送到正极的过程中,非静电力做了1.2 J的功,电池把1.2 J其他形式的能转化为电能,A正确;电池的电动势是1.2 V,不表示电池在每秒内把1.2 J其他形式的能转化为电能,B错误;接入电路后,两极电压为路端电压,若外电路正常工作,则路端电压小于电动势,C正确;电动势表示电源做功的能力的大小,电动势为1.2 V的该电池与电动势为1.5 V的干电池相比,通过1 C的电荷时转化为电能的其他形式的能更少,D正确. E=. E-r. UAB= E= E= E= 关系式 说明 E=U外+U内 I= U=E I=和U=E只适用于外电路为纯电阻的闭合电路 U=E-Ir 由于电源的电动势E和内阻r是一定的,从U=E-Ir不难看出,随着I的增大,电路中路端电压U逐渐减小;U=E-Ir既适用于外电路为纯电阻的闭合电路,也适用于外电路为非纯电阻的闭合电路 E-r 解析 由闭合电路欧姆定律U=E-Ir知,当I=0时,U=E,由题图读出电源的电动势E=2 V,故A正确;电源的内阻等于图线斜率的绝对值,则r= Ω=0.2 Ω,故B错误;电源短路时R=0,电流I短= A=10 A,故C错误;当路端电压U=1 V时,由E=U+Ir可得,I= A=5 A,故D正确. E= $