第4章 第1节 闭合电路欧姆定律（课件PPT）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理必修第三册（鲁科版）

该高中物理课件聚焦闭合电路欧姆定律，涵盖电动势、内/外电路电势降落及路端电压与外电阻关系等核心知识点，通过干电池、手机电池等生活实例问题导入，衔接部分电路知识，搭建从部分到闭合电路的学习支架。 其亮点在于以问题驱动科学探究，结合对比表格（电动势与电压）、U-I图像分析等科学思维方法，如通过非静电力做功计算理解电动势意义，用图像斜率分析电源内阻。助力学生深化概念理解，教师可依托系统探究与巩固设计提升教学效率。

第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 第1节　闭合电路欧姆定律 1 学习目标 1．知道电动势的概念，知道电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置。　2.理解闭合电路欧姆定律的理论推导过程。　3.理解内、外电路的电势降落，理解闭合电路的欧姆定律。　4.理解路端电压与外电阻的关系。 返回导航 课前知识梳理 1 课堂深度探究 2 内 容 索 引 随堂巩固落实 3 课前知识梳理 PART 01 第一部分 4 一、电动势 1．闭合电路 (1)定义：由电源、用电器、开关、导线等组成的电路开关闭合后，电路形成了电流的闭合回路，称为闭合电路。 (2)组成：一部分是电源外部的导线和用电器等组成的电路，称为________；另一部分是电源内部的电路，称为________。 外电路 内电路 返回导航 2．电动势 (1)物理意义：反映电源把______________转化为______本领的物理量。 (2)大小：在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压，用________表示；在数值上还等于将单位电荷量的正电荷由负极移动到正极非静电力所做的功。 (3)单位：与电势、电势差的单位______，为______。 其他形式的能 电能 E 相同 伏特 返回导航 二、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________成正比，跟电路中________________成反比。 2．表达式：I＝____，表达式也可以写为E＝U外＋U内，即电源的电动势等于内、外电路电势降落之和。 电动势 内、外电阻之和 返回导航 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，电路中电流I______，路端电压U______。 (2)当外电阻R减小时，电路中电流I______，路端电压U______。 (3)两种特殊情况 ①断路：当外电路断开时，I＝____， U＝____。即外电路断路时的路端电压等于____________。 减小 增大 增大 减小 0 E 电源电动势 返回导航 判断下列说法是否正确。 (1)不同的电源，非静电力做功的本领不同，因而电源的电动势不同。(　　) (2)E＝U＋Ir适用于任何电路。(　　) (3)在闭合电路中，外电阻越大，路端电压越大。(　　) (4)电路断开时，电路中的电流为零，路端电压也为零。(　　) (5)外电路短路时，电路中的电流无穷大。(　　) × √　 √　 ×　 √　 返回导航 课堂深度探究 PART 02 第二部分 10 知识点一　电源和电动势 日常生活中我们经常接触到各种各样的电源，如图所示的干电池、手机电池，它们有的标有“1.5 V”字样，有的标有“3.7 V”字样。 返回导航 (1)如果把5 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极，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？ (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？如何描述电源把其他形式的能转化为电能的本领？ [提示]　(1)电势能增加了7.5 J，非静电力做功7.5 J；电势能增加了7.4 J，非静电力做功7.4 J。 (2)不是，可以用非静电力做的功与移动的电荷量的比值来反映非静电力做功的本领。 返回导航 1．电源的作用 (1)从电荷转移的角度看，电源的作用是使电路中的自由电荷持续地定向移动。 (2)从能量转化的角度看，搬运电荷的过程是非静电力做功的过程，从而将其他形式的能转化为电能。 返回导航 返回导航 3．电动势与电压   返回导航 √ 　　　下列关于电源的说法，正确的是(　　) A．电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差 B．电源的作用是在电源内部把电子由正极不断地搬运到负极，从而保持两极之间有稳定的电势差 C．只要电路中有电源，电路中就一定有电流 D．电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量 返回导航 [解析]　电源的作用是维持正、负极之间有稳定的电势差，外电路中自由电子在电场力的作用下向正极移动，在电源内部，需要将电子由正极不断地搬运到负极，故A错误，B正确； 电路中有电流不仅需要电源，还需要电路是闭合的，两者缺一不可，故C错误； 电源是对电路提供能量的装置，故D错误。 返回导航 √ 　　　下列关于电压、电动势的说法正确的是　(　　) A．电源的电动势与外部电路有关 B．电压与电动势的单位都是伏特，路端电压即为电动势 C.电源的电动势越大意味着电源把其他形式的能转化为电能的本领越强 D．在电源内部非静电力做功越多，电动势越大 返回导航 [解析]　电动势是电源自身的属性，与外电路无关，故A错误； 电压与电动势的单位相同，但物理意义不同，是两个不同的物理量，故B错误； 电源的电动势越大意味着电源把其他形式的能转化为电能的本领越强，故C正确； 电动势的物理意义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，非静电力把单位正电荷从负极移到正极做功越多，则电动势越大，故D错误。 返回导航 知识点二　闭合电路欧姆定律的应用 闭合电路的组成(纯电阻电路)如图所示。 返回导航 (1)在外、内电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化？ (2)若电源电动势为E，电路中的电流为I，那么在t时间内电源非静电力做多少功？内、外电路中产生的焦耳热分别为多少？它们之间有怎样的关系？ (3)闭合电路的电流I、电动势E、外电阻R和内电阻r的关系怎样？ [提示]　(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。 (2)EIt、I2rt、I2Rt、EIt＝I2rt＋I2Rt。 返回导航 1．电路中的电势 外电路中电流由电源正极流向负极，沿电流方向电势降低，内电路中电流由电源负极流向正极，沿电流方向电势升高。 返回导航 2．能量转化关系 如图所示，设电源电动势为E，外电路电阻为R，电源内阻为r，闭合开关后，电路中的电流为I。在时间t内： (1)外电路中电能转化的内能Q外＝I2Rt； (2)内电路中电能转化的内能Q内＝I2rt； (3)非静电力做的功W＝Eq＝EIt。 3．电源的功率：电源的总功率P总＝EI；电源内耗功率P内＝U内I＝I2r；电源输出功率P出＝U外I。 返回导航 返回导航 √ 　　　(多选)如图为一个闭合电路电势高低变化示意图，则下列说法正确的是(　　) A．电源和导线中积累的电荷形成的恒定电场 在电源外部由A指向B，电源内部由B指向A B.C至D电势的降低是由于电源内部存在内阻 C.若AD、CB、AB、CD间电势差分别为UAD、UCB、UAB、UCD，则UAD＋UCB＝UAB D．BC、DA电势跃升越大，表示电源将其他能转化为电势能的本领越强 √ 返回导航 [解析]　电源和导线中积累的电荷形成的恒定电场在电源外部由A指向B，电源内部也是由A指向B，故A错误； C至D电势的降低是由于电源内部存在内阻，电流通过内阻时电势降低，故B正确； A、B两点的高度差类似于路端电压，而题图中A与D，C与B高度差的总和为电动势，保持不变，C、D间高度差相当于内阻上的电压，电动势等于内、外电压之和，则若AD、CB、AB、CD间电势差分别为UAD、UCB、UAB、UCD，则UAD＋UCB＝UAB＋UCD，故C错误； BC、DA电势跃升越大，表示电源将其他能转化为电势能的本领越强，故D正确。 返回导航 　　　一电池外电路断开时的路端电压为3 V，接上8 Ω的负载电阻后路端电压降为2.4 V，则可以判定电池的电动势E和内阻r为(　　) A．E＝2.4 V，r＝1 Ω B．E＝3 V，r＝2 Ω C．E＝2.4 V，r＝2 Ω D．E＝3 V，r＝1 Ω √ 返回导航 　　　如图所示，A为电解槽，N为电炉，当S、S1闭合，S2断开时，电流表示数I1＝5 A；当S、S2闭合，S1断开时，电流表示数I2＝3 A。已知电源电动势E＝15 V，电源内阻r＝1 Ω，电解槽内阻RA＝2 Ω，求： (1)电炉N的电阻RN； [答案]　2 Ω　 返回导航 (2)当S、S2闭合，S1断开时，电能转化为化学能的功率P化。 [答案]　18 W 返回导航 知识点三　路端电压与负载的关系 返回导航 2．路端电压与电流的关系图像：由U外＝E－Ir可知，U外－I图像是一条斜向下的直线，如图所示。 返回导航 返回导航 角度1 　对路端电压的理解 　　　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R增大时，路端电压也增大 C.因为U＝IR，所以当I增大时，路端电压也增大 D．因为U＝E－Ir，所以当I增大时，路端电压减小 [解析]　此电路为闭合电路，应使用闭合电路欧姆定律分析，不能使用部分电路欧姆定律分析。根据U＝E－Ir可知，当I增大时，内电压Ir增大，路端电压减小，所以A、B、C错误，D正确。 √ 返回导航 √ 角度2　U外－I图像的理解和应用 　　(2025·河北唐山市期末)如图所示的U－I图像中，直线a为一电源的路端电压与电流的关系，直线b为电阻R两端电压与电流的关系。若将该电源与电阻R连成闭合回路，闭合开关后，下列说法正确的是(　　) A. 闭合回路路端电压为6 V B. 闭合回路中总电阻为4 Ω C. 电源的输出功率为4 W D. 电源的总功率为4 W 返回导航 [解析]　图线a和图线b的交点表示电阻接入电路时，电路的总电流和路端电压，故闭合回路路端电压为4 V，故A错误； 电源的输出功率P出＝UI＝4 W，电源的总功率P总＝EI＝6 W，故C正确，D错误。 返回导航 随堂巩固落实 PART 03 第三部分 36 1．(电源和电动势)下列关于电源电动势的说法不正确的是(　　) A．电源电动势反映了电源内部非静电力做功的本领 B．电源电动势为1.5 V的意义是1 s内非静电力做的功为1.5 J C．电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置 D．电源电动势在数值上等于外电路断开时电源两端的电压 √ 返回导航 解析：电源电动势反映了电源内部非静电力做功的本领，电动势越大，非静电力做功的本领越强，A正确； 电源电动势为1.5 V的意义是在电源内部，非静电力把单位正电荷从负极移动到正极时做的功为1.5 J，B错误； 电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置，C正确； 根据电动势的定义可知，电动势等于电源没有接入电路中时电源两端的电压，D正确。 返回导航 2．(闭合电路欧姆定律的应用)电源、电阻箱、电压表与开关连接成如图所示的电路，电源内电阻r＝1.0 Ω。闭合开关S后，当电阻箱接入电路的阻值R＝2.0 Ω时，电压表示数U＝2.0 V。闭合开关S后，电阻箱的电功率及电源的电动势分别为(　　) A．2.0 W、2.0 V　　　 B．2.0 W、3.0 V C．4.0 W、2.0 V D．4.0 W、3.0 V √ 返回导航 3．(路端电压与负载的关系)(2025·江苏盐城市期中)某同学在测量电源的电动势和内阻时，根据实验数据画出如图所示的U－I图像，下列说法正确的是(　　) A．待测电源内阻为3.5 Ω B．待测电源的电动势E＝0.40 V C．当U＝1.20 V时，外电路电阻为6 Ω D．由横轴截距得电源的短路电流I短＝0.4 A √ 返回导航 返回导航 物理量 电动势E 电压U 物理意义 非静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领，表征电源的性质 表示电场力做功将电能转化为其他形式能的本领，表征电场的性质 定义式 E＝，W为非静电力做的功 U＝，W为电场力做的功 单位 伏特(V) 伏特(V) 联系 电动势等于电源未接入外电路时两极间的电压 1．路端电压与负载的关系：U外＝IR＝E－Ir＝E－ r(对纯电阻电路)。 (1)当外电路断开时，R→∞，I→0，U内＝0，U外＝E，此为直接测量电源电动势的依据。 (2)当电源短路时，R＝0，I＝(称为短路电流)，U外＝0。由于r很小，电路中电流很大，会烧坏电源，这是严禁把电源两极不经负载直接相接的原因。 $