1.导学案 第十二章 电能 能量守恒定律 2. 第1课时 闭合电路的欧姆定律（配套word）-【满分思维】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）教师用书

该高中物理导学案聚焦闭合电路的欧姆定律，涵盖电动势概念、内外电路分析及定律推导与应用。通过情境引领提出电源维持电势差的问题，关联静电力等前序知识，搭建从已知到未知的学习支架。 资料设置学习目标与学后评价，分模块整合情境导学、辨析明理及典例精研，以能量守恒推导定律培养科学推理，结合锂电池、电鳗放电实例深化物理观念，习题设计兼顾基础与应用，助力学生自主学习，提升科学探究与问题解决能力。

2.闭合电路的欧姆定律 第1课时　闭合电路的欧姆定律 学习目标 学后评价 1.理解电动势的概念。 优秀□　　良好□ 2.会根据能量守恒定律推导闭合电路欧姆定律。 优秀□　　良好□ 3.了解内、外电路,理解闭合电路的欧姆定律并会解决有关问题。 优秀□　　良好□ 学习任务一　电动势 【情境引领】 电路中若要有持续的电流,电源正、负极需要始终存在电势差,即电源要不断地将正电荷由负极搬运到正极。 问题1.正电荷在电源内部受到的静电力向指向哪个方向? 提示:正电荷在电源内部受到的静电力由正极指向负极。 问题2.使正电荷由负极移动到正极的力是静电力吗? 提示:不是。 【新知导学】 1.闭合电路 由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路。闭合电路包括外电路和内电路。 (1)外电路:用电器和导线组成外电路。 (2)内电路:电源内部是内电路。内电路中的电阻叫内电阻,简称内阻。 说明:如图所示,电源可以看作一个没有电阻的理想电源与电阻的串联。 2.电源 (1)定义:通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。 说明: 非静电力作用:非静电力只存在于电源内部,因此非静电力只在电源内部对电荷做功。通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能。 (2)能量转化:在电源内部,非静电力做正功,其他形式的能转化为电势能,在电源外部,静电力做正功,电势能转化为其他形式的能。 3.电动势 (1)定义:在电源内部,非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功与被移送电荷量之比。 (2)定义式:E=。 (3)单位:伏特(V)。 (4)物理意义:反映电源非静电力做功本领大小的物理量。 (5)决定因素:由电源中非静电力的特性决定,跟电源的体积无关,跟外电路无关。 【辨析明理】 1.判断下列说法的正误 (1)E=只是电动势的定义式而非决定式,电动势的大小由电源内非静电力的特性决定。 (　　) (2)电动势定义式E=中的W与电压U=中的W不是同种性质力所做的功。 (　　) (3)电动势跟电源的体积无关。 (　　) 提示:(1)√　(2)√　(3)√ 2.电源电动势的大小与哪些因素有关?1号、5号、7号干电池有何不同?电动势大,电池容量一定大吗? 提示:电源电动势的大小由电源中非静电力的特性决定。三种干电池的电动势E均为1.5 V,说明电池内部非静电力做功本领相同,体积大小不同,表示容量不同。电动势大的电池,其容量不一定大。 【典例精研】 [典例1](2025·北京高二检测)关于电源电动势E的下列说法中正确的是 (　　) A.电动势E=,可知电源内部非静电力做功越多,电动势越大 B.电动势E的单位与电势差的单位相同,所以电动势就是电势差 C.电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移到正极,非静电力所做的功 D.电源的电动势与外电路结构有关,外电路变化,电动势也要变化 【解析】选C。电动势E=为比值定义法,电动势是描述电源对外做功本领大小的物理量,电动势的大小与电源内部非静电力做功的多少没有直接关系,A错误;电动势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,电势差是描述电场的能的性质的物理量,二者的本质不同,B错误;根据电动势定义式E=,可知电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移到正极时,非静电力所做的功,C正确;电动势只由电源本身决定,与外电路无关,D错误。 【归纳总结】 对电动势的理解 (1)电源的电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量,即非静电力移送相同电荷量的电荷做功越多,做功本领越强,则电动势越大。 (2)公式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,不同种类的电源电动势大小不同。 (3)电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。 [典例2](2025·广州高二检测)锂离子电池主要依靠锂离子(Li+)在正极和负极之间移动来工作,甲图为锂电池的内部结构,该过程中Li+从负极通过隔膜返回正极,乙图为一块锂电池的背面印有的一些符号。则 (　　) A.该电池充满电后可以释放180 C电荷 B.该电池把其他形式的能转化为电能的本领比一节干电池小 C.该电池单位时间,一定能将3.6 J的其他形式的能转化为电能 D.该电池放电时,电池内部静电力做负功,其他形式的能转化为电能 【解析】选D。由图乙可知该电池的容量为q=500 mA·h=0.5 A×3 600 s=1 800 C,该电池充满电后可以释放1 800 C电荷,A错误;该电池的电动势为3.6 V,其物理意义为每通过1 C的电荷量电池将3.6 J的其他形式的能转化为电能,该电池的电动势比一节干电池的电动势(1.5 V)大,所以把其他形式的能转化为电能的本领比一节干电池大,B、C错误;锂离子电池放电时,电池内部非静电力做正功,静电力做负功,其他形式的能转化为电能,D正确。 学习任务二　闭合电路欧姆定律及其能量分析 【情境引领】 如图所示为闭合电路的组成示意图。 问题1.在内、外电路中,沿电流方向各点电势如何变化? 提示: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。 问题2.在内、外电路中能量转化是怎样的? 提示:在内电路,非静电力做功,把其他形式的能量转化为电能,同时电流通过内阻时电流做功,一部分电能转化为内能;在外电路,电流做功,电能转化为其他形式的能。 【新知导学】 1.闭合电路中的能量转化 (1)时间t内电源输出的电能(等于非静电力做功的大小)为W=Eq=EIt。 (2)在时间t内,外电路转化的内能为Q外=I2Rt。内电路转化的内能为Q内=I2rt。 (3)根据能量守恒定律,非静电力做的功应有W=Q外+Q内,即EIt=I2Rt+I2rt,进一步得:I=。 2.闭合电路的欧姆定律 (1)内容:闭合电路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:I=。 　　　　　适用于外电路为纯电阻的电路 (3)另一种表达形式:E=U外+U内。即:电源的电动势等于内、外电路电势降落之和。 　　　　　　　　适用于所有闭合回路 3.闭合电路的欧姆定律的表达形式 表达式 物理意义 适用条件 I= 电流与电源电动势成正比,与电路总电阻成反比 纯电阻电路 E=I(R+r)① E=U外+Ir② E=U外+U内③ 电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和 ①式适用于纯电阻电路; ②、③式普遍适用 EIt=I2Rt+I2rt④ W=W外+W内⑤ 电源提供的总能量等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和 ④式适用于纯电阻电路; ⑤式普遍适用 【辨析明理】 1.判断下列说法的正误 (1)闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比。 (　　) (2)电源的电动势等于外电路断开时的路端电压。 (　　) (3)当电源接入电路时,电动势将发生变化。 (　　) (4)闭合电路中,电源的内电压与外电压之和始终等于电源电动势。 (　　) 提示:(1)√　(2)√　(3)×　(4)√ 2.在闭合电路中,电源电动势为E,内阻为r,外电路电阻为R。当R增大时,路端电压如何变化?根据闭合电路欧姆定律解释原因。 提示:当R增大时,根据闭合电路欧姆定律I=可知,总电流I减小,由内电压U内=Ir可知内电压U内减小,又根据E=U内+U外可知路端电压U外增大。 【典例精研】 角度1　闭合电路欧姆定律的理解 [典例3](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 【解析】选B、D。短路是指外电路电阻为零,则短路电流为I短=,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=,C错误、D正确。 角度2　闭合电路欧姆定律的应用 [典例4](2025·白银高二检测)如图所示,电动势为4 V的电源跟一个阻值为8 Ω的电阻连接成闭合电路,理想电压表测得电源两端的电压为3.2 V,则电源的内阻为 (　　) A.1 Ω　　B.2 Ω　　C.3 Ω　　D.4 Ω 【解析】选B。根据闭合电路欧姆定律有U=E-Ir,根据欧姆定律有I=,解得r=2 Ω,故选B。 【对点训练】 把电源、电阻、电压表与开关连接成如图所示的电路。已知电阻R=2.0 Ω,电源内阻r=1.0 Ω。闭合开关S后,电压表示数为U=2.0 V。电源的电动势E为 (　　) A.1.0 V　　B.2.0 V　　C.3.0 V　　D.4.0 V 【解析】选C。电路中的电流I== A=1.0 A,由闭合电路欧姆定律得E=I(R+r)=3.0 V,故选C。 课堂小结 情境实践 答案:①电源　②内　③外　④E=　 ⑤伏特(V)　⑥非静电力　⑦　⑧U外+U内 电鳗是一种以能短暂强力放电而闻名的淡水鱼类。体型粗圆而长,能产生足以将人击昏的电流,有水中有"高压线"之称。某电鳗体中的“起电斑”沿着身体从头部到尾部延伸分布,并排成125行,每行串有5 000个。已知每个“起电斑”的内阻为0.25 Ω,并能产生0.16 V的电动势。该“起电斑”阵列与电鳗周围的水形成回路,假设回路中水的等效电阻为790 Ω,则电鳗放电时,放电电流为多大? 课堂检测·自我诊断 1.下列关于电源的说法正确的是 (　　) A.电源的电动势就是电压 B.电源是通过静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置 C.电源的作用是使电源的正、负极始终带一定数量的正、负电荷,维持一定的电势差 D.只要有电源,电路中就能产生持续的电流 【解析】选C。电源的电动势不是电压,当外电路断路时,路端电压等于电源电动势,A错误;电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置,B错误;电源的作用是使电源的正、负极始终带一定数量的正、负电荷,维持一定的电势差,C正确;电路中形成持续的电流的条件是有电源且电路闭合,D错误。 2.电源的电动势E=10 V、内阻r=1 Ω,外接灯泡的电阻R=9 Ω,则灯泡两端的电压为 (　　) A.5 V　　B.7 V　　C.9 V　　D.11 V 【解析】选C。根据闭合电路的欧姆定律有E=I(R+r),解得电流为I=1 A,灯泡两端的电压为U=IR=9 V,故选C。 3.一块多晶硅太阳能电池板的电动势为12 V,若将该太阳能电池板与一阻值为6 Ω的电阻连成闭合电路,通过电阻的电流为1 A,则该太阳能电池板的内阻为 (　　) A.6 Ω　　B.12 Ω　　C.24 Ω　　D.48 Ω 【解析】选A。根据闭合电路欧姆定律有I=,解得r=6 Ω,故选A。 4.在炎热的夏天我们可以经常看到,有的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,对其供电。经测量该电池可以产生的电动势为E=1.0 V,电池内阻不能忽略,则关于该电池的描述正确的是 (　　) A.该电池单位时间内可以把1.0 J的太阳能转化为电能 B.该电池把其他形式能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的本领小 C.如果外电路正常工作,则外电路两端电压等于1.0 V D.把该电池接入闭合电路后,电动势减小 【解析】选B。电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷从电源内部的负极移到正极所做的功,即把太阳能转化为电能的多少,而不是在1 s内转变的电能,A错误;与该电池相比,1.5 V的干电池电动势更大,说明把其他形式的能转化为电能的本领更大,B正确;根据闭合电路欧姆定律可知,外电路正常工作,则外电路两端电压小于电源电动势,即小于1.0 V,C错误;把该电池接入闭合电路后,电动势不变,D错误。 - 9 - 学科网（北京）股份有限公司 $