12.2 闭合电路的欧姆定律 课件 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理课件聚焦闭合电路的欧姆定律，通过灯泡串联变暗的实验情景引入，引导学生从现象探究电流变化本质，逐步构建外电路、内电路及电动势概念，以能量守恒为逻辑主线推导定律，形成完整知识支架。 其亮点在于以实验探究为起点，结合能量守恒进行科学推理推导定律，通过U-I图像深化对路端电压与负载关系的理解，体现科学探究与科学思维素养。小结部分系统整合电动势及定律公式，帮助学生构建电路模型，既提升学生分析问题能力，也为教师提供逻辑清晰的教学资源。

闭合电路的欧姆定律 人教版高中物理必修第三册 · 第12章第2节 —— 探索电流、电压与电阻的动态平衡，揭示电路运行的底层逻辑 —— 1.7.2013 大家好，欢迎来到今天的物理课堂。今天我们将一起探索一个非常重要的电学规律——闭合电路的欧姆定律。我们将从生活中的现象出发，逐步深入，揭开电路中电流、电压和电阻之间的神秘面纱。 ‹#› 情景引入：灯泡为何变暗？ 实验现象 将一个小灯泡直接连在新干电池两端，亮度正常；若将两个相同的小灯泡串联后接入同一节电池，灯泡亮度会显著变暗。这一直观现象揭示了电路中存在某种影响电流强弱的规律。 问题与思考 本质推导：亮度变暗直接反映出电路中的电流强度变小了。 深度追问：决定电流大小的因素有哪些？仅仅是外电路的电阻吗？ 1.7.2013 同学们请看这个实验。一个灯泡接电池，很亮。两个灯泡串联起来再接同一个电池，却变暗了。这是为什么呢？电源没变，灯泡也没变，唯一变的是电路的连接方式。这说明，决定电流大小的，可能不仅仅是我们之前学的外电阻。 ‹#› 一、闭合电路的组成 外电路： •构成：电源外部的所有电路部件，包含用电器、导线、开关等。 •电阻：所有外部元件的总电阻称为“外电阻 (R)”。 •能量：正电荷在静电力作用下移动，电势能转化为光能、机械能或热能等。 内电路： •构成：电源内部的导电部分，如电池的电解液或发电机的线圈。 •电阻：电源本身存在的电阻，称为“电源内阻 (r)”。 •能量：非静电力做功，将化学能或机械能转化为电势能，内阻会产生一定的热能损耗。 外电路 内电路 闭合电路：由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路。 1.7.2013 要解决刚才的问题，我们必须把电路看作一个整体。一个完整的闭合电路包括两部分：电源外部的外电路和电源内部的内电路。外电路有电阻R，内电路同样有电阻，我们称之为电源的内阻r。电荷在内外电路中移动，都会发生能量的转化。 ‹#› + + + + 电源 _ _ _ _ + + + + + + + 正极 负极 1.电源 （1）保持两极间有电压 （2）通过非静电力做功把其它形式的能转化为电能的装置 二、电动势 2.电动势 （1）物理意义：表征电源把其他形式的能量转化为电能的本领，用E表示。 （2）定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比。 （3）定义式： （4）单位：伏特，符号：V。 （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，跟外电路也无关。 （6）方向：电动势是标量，规定其方向为电源内部电流的方向。 ＋ － 电源内部 电势能 其他能 非静电力做功 静电力做功 电动势与电势差的区别 二、闭合电路欧姆定律 1.在外电路中，电流方向由正极流向负极，沿电流方向电势降低。 2.在内电路中，通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流方向为负极流向正极。内电路一方面，存在内阻，沿电流方向电势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势“跃升”。 化学能 电能 非静电力做功 电流做功 其它形式的能 根据能量守恒定律， + 即 4.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： E＝U外＋U内 3.适用范围：外电路为纯电阻电路 【例1】如图所示，当开关S断开时，电压表示数为3V，当开关S闭合时，电压表示数为1.8V，则外电阻R与电源内阻r之比为（ ） A.5：3 B.3：5 C.2：3 D.3：2 D 【例2】如图所示，R1=8.0Ω，R2=5.0Ω，当单刀双掷开关S扳到位置1时，测得的电流I1=0.2A；当S扳到位置2时，测得电流I2=0.3A。求电源电动势E和内电阻r。 三、路端电压与负载的关系 1.负载和路端电压 我们常常把外电路中的用电器叫作负载，把外电路的电势降落叫作路端电压。 2.路端电压的表达式： 根据闭合电路的欧姆定律 E＝U外 ＋U 内 ，则 U外 = E- U内 即：U ＝ E － Ir 【结论】 R增大，电流减小，路端电压增大 R减小，电流增大，路端电压减小 由路端电压: 外电压 内电压 3.路端电压与负载的关系： （1）图象的函数表达式 ②在横轴上的截距表示电源短路电流 ③图象斜率的绝对值表示电源的内阻 ①在纵轴上的截距表示电源电动势 （2）图象的物理意义 （2）当电源两端短路时， 。 （1）当外电路断开时，。 由于r 很小，电路中电流很大，容易烧坏电源。 绝对不允许将电源两端用导线直接连接在一起。 电源功率 内耗功率 输出功率 普适表达式 纯电阻电路 联　系 输出功率随外电阻的变化关系 或 当时，电源的输出功率最大 【例3】在U-I图象中，由图象做出的下列判断中，正确的是（ ） A.被测电池的电动势为1.5V B.被测电池的内电阻为2.0Ω C.外电路短路时的电流约为3.0A D.从图象的A点变化到B点，外电路电阻变小 ACD U/V I/A O A B 1 2 3 4 0.5 1.0 1.5 小结： 1.在如图所示的电路中，电源的内阻r=1.0Ω，电阻R=9.0Ω，不计电流表的内阻。闭合开关S后，电流表的示数I=0.20A．电源的电动势E为（　） A．2.0V B．3.0V C．4.0V D．5.0V A E r S R A 随堂练习： 2.关于电动势，下面的说法正确的是（　） A．电源的电动势等于电源没有接入电路时，两极间的电压，所以当电源接入电路时，电动势将发生改变 B．闭合电路时，并联在电源两端的电压表的示数就是电源的电动势 C．电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小的物理量 D．在闭合电路中，电源的输出功率随外电路电阻的增大而增大 C 3.如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论不正确的是（　　） A．电源的电动势为6.0 V B．电源的内阻为2Ω C．电源的短路电流为0.5 A D．当外电阻为2Ω时电源的输出功率最大 C U/V I/A 0 5.0 5.4 5.8 6.0 5.6 5.2 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 感谢观看 THANKS 愿你保持好奇，在技术的道路上不断前行 1.7.2013 今天的课程就到这里。希望大家课后能多加练习，巩固所学知识。谢谢大家！ ‹#› $