第4章 第1节 闭合电路欧姆定律（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二物理必修第三册学习笔记（鲁科版）

本讲义聚焦闭合电路欧姆定律核心知识点，以电动势概念为起点，通过内电路与外电路的区分，构建“电动势等于内、外电路电势降落之和”的认知支架，系统梳理定律表达式及纯电阻电路适用条件，形成从电源特性到电路规律的完整知识脉络。 资料以问题驱动（如“电源在电路中的作用是什么”）引导科学探究，结合例题分析与判断题强化科学推理，渗透能量观念（电动势反映电能转化本领）。课中通过互动提问提升教学效果，课后课时对点练助力学生查漏补缺，兼具教学实用性与学习指导性。

第1节　闭合电路欧姆定律 [学习目标]　1.理解电动势的概念。2.了解外电路、内电路，知道电动势等于内、外电路电势降落之和。3.理解闭合电路欧姆定律的内容，掌握其表达式并会进行有关计算(重难点)。 一、电动势 　如图，一个完整的电路由哪些部分组成？电源在电路中的作用是什么？ 答案　一个完整的电路由电源、用电器、开关、导线等组成，电源在电路中的作用是使电路保持一定的电压并形成电流。 1.内、外电路 电源内部的电路叫作内电路；电源外部的电路叫作外电路。外电路的电阻称为外电阻；内电路的电阻称为内电阻。 2.定义：电动势在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压，常用E来表示。 3.单位：与电压的单位相同，也是伏特(V)。 4.物理意义：电动势在数值上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。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。它是电源的特征量。不同的电源，产生电能的机制是不同的。 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。 (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？ (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？ 答案　(1)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7.5 J，非静电力做功7.5 J。把2 C的正电荷从3.7 V手机电池的负极移到正极，该电荷的电势能增加了7.4 J，非静电力做功7.4 J。 (2)不是。非静电力对电荷做功多少与电荷的电荷量有关。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。可以用非静电力做的功与电荷量的比值来反映电源把其他形式的能转化为电能的本领。 (1)电源是通过静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置。 (　×　) (2)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。 (　√　) (3)一节1.5 V的5号干电池和一节1.5 V的7号干电池把其他形式的能转化为电能的本领一样大。 (　√　) (4)电动势定义式E＝中的W与电压U＝中的W是同种性质力所做的功。 (　×　) (5)电动势跟电源的体积无关，外电路变化时，电动势也变化。 (　×　) 例1　铅蓄电池的电动势为2 V，这表示(　　) A.电源将1 C的正电荷从正极移至负极的过程中，2 J的化学能转化为电能 B.电源将1 C的正电荷从负极移至正极的过程中，2 J的化学能转化为电能 C.铅蓄电池在1 s内将2 J的化学能转化为电能 D.铅蓄电池比一节干电池(电动势为1.5 V)的体积大，故电动势大 答案　B 解析　铅蓄电池的电动势为2 V，表示非静电力将1 C的正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功为2 J，即2 J的化学能转化为电能，与时间无关，故A、C错误，B正确；电源的电动势表示电源将其他形式的能转化为电能的本领，铅蓄电池的电动势比一节干电池的电动势大，与二者的体积大小无关，故D错误。 二、闭合电路欧姆定律 如图为闭合电路的组成 (1)在内、外电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化？ (2)内、外电路电势的降落与电源电动势有何关系？ (3)闭合电路的电流I与电动势E、外电阻R和内电阻r有何关系？ 答案　(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)E＝U外＋U内 (3)E＝IR＋Ir或I＝ 1.特点 在外电路中，电流由高电势流向低电势，在外电阻上沿电流方向电势降落；电源内部由负极到正极电势升高。 2.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电动势成正比，跟电路中内、外电阻之和成反比。 (2)表达式：E＝U外＋U内或I＝。 闭合电路欧姆定律的两个表达式E＝U外＋U内、I＝的适用条件相同吗？ 答案　不相同。E＝U外＋U内适用于所有电路，而I＝适用于纯电阻电路。 例2　(2024·厦门市杏南中学月考)在如图所示的电路中，R1＝19 Ω，R2＝12 Ω。当闭合开关S接位置“1”时，电流表的示数I1＝0.2 A；当开关S切换到位置“2”时，电流表的示数I2＝0.25 A。不考虑电流表内阻，求电源的电动势E和内阻r。 答案　7 V　16 Ω 解析　根据闭合电路欧姆定律可得 E＝I1(R1＋r) E＝I2(R2＋r) 代入数据解得E＝7 V，r＝16 Ω。 例3　如图所示电路中，R1＝9 Ω，R2＝30 Ω，开关S闭合时电压表示数为11.4 V，电流表示数为0.2 A，开关S断开时电流表示数为0.3 A，求：(不考虑电表内阻) (1)电阻R3的值； (2)电源电动势和内电阻。 答案　(1)15 Ω　(2)12 V　1 Ω 解析　(1)由题图可知，当开关S闭合时，电阻R2、R3并联，根据欧姆定律则有 U＝(I1＋)R1＋I1R2，解得R3＝15 Ω。 (2)由题图可知，当开关S闭合时，电阻R2、R3并联，根据闭合电路欧姆定律有 E＝U＋(I1＋)r＝11.4＋0.6r S断开时，根据闭合电路欧姆定律有 E＝I2(R1＋R2＋r)＝0.3×(39＋r) 解得E＝12 V，r＝1 Ω。 闭合电路问题的求解方法 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，电流表测量通过哪个用电器的电流。 2.干路中的电流：若各电阻阻值和电动势都已知，可用闭合电路的欧姆定律直接求出，也可以利用各支路的电流之和来求。 3.应用闭合电路的欧姆定律解决问题时，应根据部分电路的欧姆定律和电路的串、并联特点求出部分电路的电压和电流。 例4　(2023·泉州市高二期末)由电源、电动机M、灯泡L连接而成的电路如图所示。已知电源电动势E＝10.5 V，内阻r＝0.05 Ω，开关S断开时，电流表示数为10 A；开关S闭合时，电流表示数为50 A。不考虑电流表内阻，不考虑灯泡的电阻变化，求： (1)灯泡电阻的阻值R； (2)开关S闭合时，灯泡的功率P。 答案　(1)1 Ω　(2)64 W 解析　(1)开关S断开时， 根据闭合电路欧姆定律得E＝I1(R＋r) 解得灯泡电阻的阻值为R＝－r＝ Ω－0.05 Ω＝1 Ω (2)S闭合时，设外电压为U，根据闭合电路欧姆定律得E＝U＋I2r 解得U＝E－I2r＝10.5 V－50×0.05 V＝8 V 灯泡的功率为P＝ W＝64 W。 课时对点练 (分值：100分) [1~6题，每题7分] 考点一　电动势 1.(多选)(2023·三明市高二期中)下列关于电压、电动势说法正确的是(　　) A.电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量 B.在闭合电路中，电动势在数值上等于外电压与电源内部电势降落之和 C.电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法 D.由电动势公式E＝可知，电动势的大小，与非静电力所做功的大小成正比 答案　AB 解析　电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量，A正确；根据闭合电路欧姆定律得，在闭合电路中，电动势等于外电压与内电压之和，B正确；电压与电动势的单位都是伏特，但是电动势与电压有本质的不同，C错误；由电动势公式E＝可知，电动势的大小用非静电力做的功W与移动电荷量q的比值来量度，反映电源本身的特性，但是电源把其他形式的能转化为电能越多，即W越大，电动势不一定就越高，D错误。 2.(2023·福州格致中学期中)某型号的干电池，在其外壳上标注有“9伏”的字样，这表示(　　) A.电池短路时，该电池输出的电流为9 A B.该电池在单位时间内有9 J的化学能转化为电能 C.将该电池接入电路后，电池两端的电压始终为9 V D.1 C正电荷通过该电池的过程中，有9 J的化学能转化为电能 答案　D 解析　由于电池的内阻未知，无法确定电池短路时的输出电流，故A错误；电池的电动势为9 V，表示非静电力将单位正电荷从该电池的负极通过电池内部移送到正极时所做的功为9 J，即电能增加了9 J，与时间无关，故B错误；将该电池接入电路后，电池两端电压为外电压，如果外电路正常工作，则外电压小于电动势，故C错误；电池的电动势为9 V，表示1 C正电荷通过该电池的过程中，非静电力做的功为9 J，即有9 J的化学能转化为电能，故D正确。 考点二　闭合电路欧姆定律 3.在已接电源的闭合电路中，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是(　　) A.如外电压增大，则内电压增大，电动势也随之增大 B.如外电压减小，内电阻不变，内电压就不变，电动势必然减小 C.如外电压增大，则内电压减小，电动势也随内电压减小 D.如外电压增大，则内电压减小，电动势保持恒定 答案　D 解析　根据闭合电路欧姆定律可知，电源的电动势等于内电压与外电压之和，即E＝U内＋U外，如外电压增大，则内电压减小，电源的电动势保持恒定，故D正确。 4.(2024·泉州市阶段练习)如图所示，电路中电源电动势E＝6 V，内阻r＝2 Ω，电阻R＝4 Ω。理想电流表与理想电压表的示数分别为(　　) A.1 A，4 V B.1.5 A，6 V C.1 A，6 V D.1.5 A，4 V 答案　A 解析　根据闭合电路欧姆定律，电流表示数I＝＝1 A，电压表示数U＝IR＝4 V，故选A。 5.(2023·福建福州市高二期中)电源的电动势为8 V、外电阻为4 Ω时，外电压为4 V，如果再串联一个2 Ω的电阻，则内部电阻分得的电压是(　　) A.1.6 V B.3.2 V C.4.8 V D.8 V 答案　B 解析　当外电阻为4 Ω时，电路中的电流I1＝ A＝1 A，电源的内阻r＝ Ω＝4 Ω，当外电路再串联一个2 Ω的电阻时，电路中的电流I2＝ A＝0.8 A，电源内阻上的电压U2＝I2r＝3.2 V，故选B。 6.(多选)在如图所示的电路中，R1＝10 Ω，R2＝8 Ω，当a、b两点间接理想电流表时，其读数为0.5 A，当a、b两点间接理想电压表时，其读数为2.5 V，则该电源的电动势和内电阻分别为(　　) A.E＝2.5 V B.E＝5 V C.r＝1 Ω D.r＝2 Ω 答案　BD 解析　当a、b两点间接理想电流表时，R1被理想电流表短路，根据闭合电路欧姆定律有＝0.5 A，当a、b两点间接理想电压表时，电压表读数即为R1两端电压，可得R1＝2.5 V，联立两式解得E＝5 V，r＝2 Ω，故选B、D。 7.(8分)(2024·漳州市阶段练习)在如图所示的电路中，电源电动势E＝12 V、内阻r＝2 Ω，定值电阻R＝4 Ω，电压表为理想电表。闭合开关S，电压表示数U＝　　　　　 V，电阻R消耗的功率P＝　　　　　 W。  答案　8　16 解析　根据闭合电路欧姆定律，通过定值电阻的电流I＝＝2 A， 电压表示数U＝IR＝8 V， 定值电阻R消耗的功率P＝I2R＝16 W。 [8、9题，每题9分] 8.(多选)有一种手电筒和台式电子钟都使用1节干电池作电源。将新电池装在手电筒中，经过较长时间的使用，当手电筒的小灯泡只能发出微弱的光而不能正常使用时，把电池取出来，用电压表测其两端电压，电压表示数基本等于1.5 V，把这节旧电池装在台式电子钟上却仍能使电子钟正常工作，根据上述现象，可判断下列说法中一定正确的是(　　) A.这节电池的电动势与新电池的电动势相差不大 B.这节电池的内阻与新电池的内阻相差不大 C.台式电子钟的额定电压一定比手电筒小灯泡的额定电压小 D.台式电子钟正常工作时的电流一定比手电筒正常工作时的电流小 答案　AD 解析　这节电池的电动势与新电池的电动势相差不大，A正确；这节电池的内阻比新电池的内阻大很多，B错误；台式电子钟的工作电流小，但是此时电池的内阻很大，因此手电筒的额定电压与小灯泡的额定电压无法比较，C错误；台式电子钟正常工作时的电流一定比手电筒正常工作时的电流小，D正确。 9.如图所示，已知R1＝R2＝R3＝1 Ω。当开关S闭合后，理想电压表的读数为1 V；当开关S断开后，理想电压表的读数为0.8 V，则电源的电动势等于(　　) A.1 V B.1.2 V C.2 V D.4 V 答案　C 解析　当S闭合时，I＝ A＝1 A，故有E＝I(1.5 Ω＋r)；当S断开时，I'＝＝0.8 A，故有E＝I'(2 Ω＋r)，解得E＝2 V，C正确。 10.(15分)(2024·齐齐哈尔市恒昌中学期中)某品牌的小汽车电动机和车灯的实际电路可以简化为如图所示的电路，电源电动势E＝12.5 V，内阻r＝0.05 Ω，电动机的线圈电阻RM＝0.02 Ω，只闭合S1时，电流表示数I1＝10 A，再闭合S2，电动机正常工作，电流表示数I2＝58 A(电流表内阻不计)，不考虑灯丝电阻的变化。求在S1、S2均闭合时： (1)(8分)车灯两端的电压UL和通过电动机的电流IM； (2)(7分)电动机输出功率P出。 答案　(1)9.6 V　50 A　(2)430 W 解析　(1)根据题意，只闭合S1时，由闭合电路欧姆定律可得E＝I1(r＋RL) 得RL＝1.2 Ω，再闭合S2后，设车灯两端的电压为UL，由闭合电路欧姆定律可得UL＝E－I2r＝9.6 V 流过车灯的电流IL＝＝8 A 流过电动机的电流IM＝I2－IL＝50 A (2)根据题意可知，电动机的电功率P电＝UMIM 又有UM＝UL，得P电＝480 W，电动机的热功率为P热＝RM＝50 W，电动机的输出功率为P出＝P电－P热＝430 W。 11.(17分)如图是一个简易风速测量仪的示意图，绝缘弹簧的一端固定，另一端与导电的迎风板相连，弹簧套在水平放置的电阻率较大的均匀金属细杆上。迎风板与金属杆接触良好，并能在金属杆上自由滑 动。电路的一端与迎风板相连，另一端与金属杆相连。已知弹簧的劲度系数k＝1 300 N/m，电阻R＝1.0 Ω，电源的电动势E＝12 V，内阻r＝0.5 Ω。闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长l0＝0.5 m，电压传感器的示数U1＝3.0 V。若不计摩擦和迎风板的电阻，求： (1)(7分)金属杆单位长度的电阻R0； (2)(10分)当电压传感器的示数为U2＝2.0 V时，作用在迎风板上的风力F。 答案　(1)1 Ω　(2)260 N，方向垂直于迎风板向里 解析　(1)设弹簧处于原长时金属杆的电阻为R1 由闭合电路欧姆定律得E＝I(R1＋R＋r) 又U1＝I·R1 解得R1＝0.5 Ω R0＝＝1 Ω (2)当电压传感器的示数为U2＝2.0 V时，设金属杆的电阻为R2 由闭合电路欧姆定律得 E＝I2(R2＋R＋r) 又U2＝I2·R2 解得R2＝0.3 Ω，故此时弹簧长度l为0.3 m 由F＝k(l0－l) 代入数据解得F＝260 N 方向垂直于迎风板向里。 学科网（北京）股份有限公司 $