第2节 闭合电路的欧姆定律-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义教师用书（粤教版）

本讲义聚焦闭合电路的欧姆定律核心知识点，从电动势概念切入，梳理内电路与外电路的组成及能量转化，推导闭合电路欧姆定律表达式，分析路端电压与负载的关系，通过情境导入、教材梳理、师生互动等学习支架帮助学生构建知识体系。 该资料以物理观念为基础，结合干电池、手机电池等情境导入培养科学探究能力，通过能量守恒推导定律体现科学思维，例题与针对练联系生活实例。课中助力教师引导学生深度探究，课后便于学生自主复习巩固，有效查漏补缺。

第二节　闭合电路的欧姆定律 【素养目标】　1.掌握电动势的概念，了解内电路、外电路，知道电动势等于内、外电路电压之和。2.理解内外电路的能量转化。3.掌握闭合电路欧姆定律并会应用其进行有关计算。 知识点一　电动势　 【情境导入】　电源是给电路提供电能的装置。如图所示，在电源内部，将正电荷从负极搬到正极，静电力做正功还是负功，电势能如何变化？除了静电力，电荷在电源内部移动时，还受到其他作用力吗？ 提示：静电力做负功，电势能增加。电源还需提供电荷移动的动力。 【教材梳理】 (阅读教材P81—P82完成下列填空) 1．电路 (1)闭合电路：用导线把电源、用电器连成的封闭电路叫闭合电路。 (2)外电路和外电阻：电源外部的电路叫作外电路，外电路上的电阻称为外电阻。 (3)内电路和内阻：电源内部的电路叫作内电路，内电路上的电阻称为内阻。 (4)电流方向：在外电路中，电流由电势高的正极流向电势低的负极；在内电路中，电流从电势低的负极流向电势高的正极。 2．非静电力 如图所示，在外电路中正电荷在静电力作用下从正极流向负极，但在电源内部，正电荷要从负极流向正极，必须有一种与静电力方向相反的力作用于电荷才行。我们把这种力叫作非静电力。 3．内、外电路能量转化关系 (1)在外电路中自由电荷在静电力的作用下移动，静电力做正功，正电荷从正极流向负极，电能转化为其他形式的能。 学生用书第90页 (2)在电源内部自由电荷在非静电力的作用下移动，非静电力做正功，把正电荷从负极搬动到正极，将其他形式的能转化为电能。 4．电源 从能量转化的角度看，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。 电源内部由导体组成，因此也有电阻，这个电阻叫作电源的内阻，用符号r表示。 5．电动势 (1)定义：在电源内部，电源移动电荷，增加电荷的电势能。在物理学中，我们用非静电力所做的功与所移动的电荷量之比来表示电源的这种特性，叫作电动势。 (2)定义式：E＝。 (3)单位：伏特，符号为V。 (4)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小。电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功的大小。 【师生互动】　日常生活中我们经常接触到各种各样的电源，如图分别为标有“1.5 V”的干电池和标有“3.7 V”的手机电池。 任务1.如果把5 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极，该电荷的电势能增加了多少？非静电力做了多少功？如果把2 C的正电荷从3.7 V的手机电池的负极移到正极呢？ 任务2.是不是非静电力做功越多，电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大？1.5 V干电池把其他形式的能转化成电能的本领大，还是3.7 V手机电池把其他形式的能转化成电能的本领大？ 提示：任务1.该电荷的电势能增加了7.5 J，非静电力做功7.5 J。该电荷的电势能增加了7.4 J，非静电力做功7.4 J。 任务2.不是。非静电力对电荷做功多少与电荷量有关。若把带相同电荷量的正电荷从电源的负极移到正极，做功越多，电荷获得的电势能越多，表明电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大。3.7 V的手机电池把其他形式的能转化为电能的本领更大。 (多选)(2025·重庆市高二期末)关于电动势E的说法正确的是(　　) A．电动势E的大小，与非静电力所做的功W的大小成正比，与移送电量q的大小成反比 B．电动势E是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关 C．电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量 D．电动势E的单位与电势差的单位相同，故两者在本质上相同 答案：BC 解析：E＝是电动势的定义式，电动势与W、q没有关系，它是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关，是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量；电动势和电势差尽管单位相同，但本质上是不相同的，故A、D错误，B、C正确。 1．对电动势的理解 E＝是电动势的定义式而不是决定式，E的大小与W和q无关，是由电源自身的性质决定的；电动势不同，表示电源将其他形式的能转化为电能的本领不同。 2．U＝与E＝的比较 (1)区别：电势差U＝反映电场力做功将电势能转化为其他形式的能；而电动势E＝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。 (2)联系：电动势等于电源未接入电路时两极间的电势差。 3．电源的容量：电源放电时能输出的总电荷量，其单位是A·h或mA·h。 针对练．(2025·佛山一中高二月考)如图是某智能手机电池上的信息，支持低压大电流充电，则(　　) 3.8 V　3 000 mA·h　11.4 W·h GB/T 18287－2000 锂聚合物电池/Li－Polymer Battery 充电限制电压：4.35 V A.4.35 V表示该电池的电动势 B．该电池充满电后以100 mA的电流工作时，可连续工作30小时 C．11.4 W·h表示该电池能提供的电荷量 D．3 000 mA·h表示该电池能提供的电能 答案：B 解析：4.35 V为充电电压，不是该电池的电动势，故A错误；该电池充满电后以100 mA的电流工作时，可连续工作t＝＝30 h，故B正确；11.4 W·h为电池的充电电能，不是该电池能提供的电荷量，故C错误；mA·h为电荷量的单位，所以3 000 mA·h表示该电池能提供的电荷量，故D错误。 学生用书第91页 知识点二　研究闭合电路欧姆定律 【情境导入】　如图所示，装有稀硫酸的两个烧杯内，分别插有作为电源正、负极的铜片和锌片。U形玻璃管内放入粗棉线，倒插在两个烧杯中，利用粗棉线把两边烧杯中的稀硫酸溶液连成一体。这个装置构成了一个化学电源，只需改变棉线的粗细，就可以改变电源的内阻。电压表V1、V2分别用于测量电源的外电压和内电压。当向右调节滑动变阻器的滑片，电压表示数分别如何变化？两个电表示数之和如何变化？ 提示：电压表V1示数变小；电压表V2示数变大；两电表示数之和不变。 【教材梳理】 (阅读教材P83—P84完成下列填空) 1．闭合电路的欧姆定律：闭合电路中的电流与电源的电动势成正比，与内、外电路的电阻之和成反比。 2．表达式：I＝。 3．另外两种表达形式：(1)E＝U外＋U内；(2)E＝IR＋Ir。 【师生互动】　如图为一闭合电路，闭合开关后 任务1.在外电路和内电路中，沿电流方向的各点的电势如何变化？ 任务2.若电源电动势为E，电路中的电流为I，在t时间内非静电力做功多少？内、外电路中产生的焦耳热分别为多少？根据能量守恒定律，它们之间有怎样的关系？ 任务3.闭合电路的电流I与电动势E、外电阻R和内阻r的关系怎样？ 提示：任务1.在外电路中沿电流方向电势降低；在内电路中沿电流方向电势升高。 任务2.EIt　I2rt　I2Rt　EIt＝I2Rt＋I2rt 任务3.E＝IR＋Ir或I＝。 (2025·广东清远高二期末)如图所示，R3＝0.5 Ω，S断开时，两表读数分别为0.8 A和4.8 V，S闭合时，它们的读数分别变为1.4 A和4.2 V。两表均视为理想电表，求： (1)R1、R2的阻值； (2)电源的电动势和内阻。 答案：(1)6 Ω　6 Ω　(2)5.6 V　0.5 Ω 解析：(1)当S断开时R1＝＝6 Ω 当S闭合时R并＝＝3 Ω 根据并联电阻的特点得R并＝ 解得R2＝6 Ω。 (2)由闭合电路的欧姆定律可知，当S断开时E＝I1(R3＋r)＋U1 当S闭合时E＝I2(R3＋r)＋U2 解得E＝5.6 V，r＝0.5 Ω。 针对练．卫星在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量。有一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA。若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是(　　) A．0.1 V B．0.2 V 　 C．0.3 V 　 D．0.4 V 答案：D 解析：电池板没有接入外电路时，开路电压等于电池板电动势，所以电动势E＝800 mV。由闭合电路欧姆定律得短路电流I短＝，所以电池板内阻r＝＝ Ω＝20 Ω，该电池板与20 Ω的电阻连成闭合电路时，电路中电流I＝＝ A＝0.02 A，所以路端电压U＝IR＝0.02×20 V＝0.4 V，D项正确。 学生用书第92页 知识点三　路端电压与负载的关系 【情境导入】　在如图所示的电路中，电源的电动势E＝10 V，内电阻r＝1 Ω，试求当外电阻分别是3 Ω、4 Ω、9 Ω时所对应的路端电压及电路中的电流。通过数据计算，你发现了怎样的规律？ 提示：路端电压分别为7.5 V、8 V、9 V，电流分别为2.5 A、2 A、1 A。随着外电阻的增大，路端电压逐渐增大，电流逐渐减小。 【教材梳理】 (阅读教材P84—P86完成下列填空) 1．路端电压与外电阻的关系：U外＝E－U内＝E－r。 结论：(1)R增大→U外增大；(2)外电路断路时U外＝E；(3)外电路短路时U外＝0。 2．路端电压与电流的关系 (1)公式：U＝E－Ir。 (2)U-I图像：图线是一条向下倾斜的直线，该直线与纵轴交点的纵坐标表示电源电动势E，斜率的绝对值表示电源内阻r。 【师生互动】　如图为路端电压U与电流I的关系图像，比较图线1和2，说明1和2电动势及内阻大小关系。 提示：由闭合电路欧姆定律知E＝U＋Ir。当I＝0时U＝E，即U-I图线中纵轴截距表示电源电动势，两电源的电动势相等。内阻r＝，即U-I图线斜率的绝对值表示电源的内阻，由题图知内阻r1<r2。 (多选)(2025·广东深圳高二上期中)如图甲是用来测量脂肪积累程度的仪器，其原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例(体液中含有钠离子、钾离子等，而脂肪不容易导电，脂肪含量越高电阻越大)，模拟电路如图乙所示。测量时，闭合开关，测试者分握两手柄。体型相近的两人相比，脂肪含量高者(　　) A．电流表示数小 B．电压表示数大 C．电压表示数小 D．路端电压大 答案：ABD 解析：由于脂肪不容易导电，当脂肪含量较高时，测试时接在电路中的电阻R较大，由闭合电路欧姆定律有I＝，可知，R越大，I越小，电流表的示数越小，故A正确；根据A项分析知，R越大，I越小，故电源内阻的电压Ur＝Ir越小，路端电压U外＝E－Ur越大，电压表的示数U＝E－I越大，故C错误，B、D正确。故选ABD。 针对练．(2025·广东佛山高二期末)测量电池电动势和内电阻，根据测得的数据作出了外电路的 U-I图线，由图可知(　　) A．电流为0.4 A时，外电路电阻为0 B．电池内阻的测量值为3.50 Ω C．外电路发生短路时的电流为0.4 A D．电压表的示数为1.20 V时，电流表的示数I′＝0.2 A 答案：D 解析：根据闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir，可得U＝－Ir＋E，可知U-I图像的纵轴截距等于电动势，则有E＝1.40 V，U-I图像斜率的绝对值等于内阻，则有r＝＝ Ω＝1 Ω，故B错误；当外电路发生短路时，外电阻为0，则有I短＝＝ A＝1.4 A，故A、C错误；电压表的示数为1.20 V时，根据闭合电路欧姆定律，可得I′＝＝ A＝0.2 A，故D正确。 1．干电池的电动势为1.5 V，下列说法正确的是(　　) A．外电路闭合时，在1 s内有1.5 J的化学能转化为电能 B．外电路闭合时，在1 s内有1.5 C的电量通过该电池 C．外电路闭合时，当1 C的电量通过干电池时该电池提供1.5 J的电能 D．用电压表直接连接干电池的两极，测得的电压就是该电池的电动势 答案：C 解析：电动势体现电源内非静电力做功的本领，干电池的电动势为1.5 V，表明外电路闭合时，当1 C的电量通过干电池时该电池提供1.5 J的电能，故A、B错误，C正确；用电压表直接连接干电池的两极，此时通过干电池的电流并不为零，使干电池存在一定的内电压，所以测得的电压比电池电动势偏小，故D错误。 2．(多选)某一电源的电动势为E，内阻为r，外电路(纯电阻电路)的电阻为R，此电路(　　) A．短路电流为 B．短路电流为 C．正常工作时的电流为 D．正常工作时的电流为 答案：BD 解析：短路是指外电路电阻为零，则短路电流为I短＝，选项A错误，B正确；根据闭合电路的欧姆定律可知，此电路正常工作时的电流为I＝，选项C错误，D正确。 学生用书第93页 3．(2025·广东广州高二期末)如图为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图像，下列判断正确的是(　　) A．电动势E1＝E2，发生短路时的电流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的路端电压变化大 答案：D 解析：由闭合电路欧姆定律得E＝U＋Ir，变形得U＝E－Ir，对应题图可知，电源的U-I图像与纵轴的截距为电源的电动势E，斜率的绝对值为内阻r，与横轴的截距为电路中的短路电流，所以由题图可得E1＝E2，r1＜r2，I1＞I2，所以A、B、C错误；当两电源的工作电流变化量相同时，由于2的斜率比1的斜率大，所以电源2的路端电压变化大，所以D正确。 4．(沪科版P76T2改编)如图，测得汽车蓄电池的电源电动势为14.01 V。该汽车启动时，电源正、负极间的电压为11.20 V，电流为360 A，则该汽车电源的内阻为________ Ω(保留2位有效数字)。 答案：7.8×10-3 解析：根据题意，由闭合回路欧姆定律U＝E－Ir，解得r＝≈7.8×10-3 Ω。 学科网（北京）股份有限公司 $