第4章 闭合电路欧姆定律与科学用电 章末素养提升（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这一核心知识点，系统梳理其内容、表达式及能量观内涵，衔接多用电表使用、电路故障排查等技能，搭建从定律理解到实验探究再到实际应用的学习支架。 该资料以核心素养为导向，突出物理观念中的能量观贯穿，通过动态电路分析、极值问题等培养科学思维，结合电源电动势测量实验强化科学探究。例题联系体温枪等生活场景，课中辅助教师落实素养教学，课后助力学生查漏补缺。

章末素养提升 素养再现 物理 观念 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：I＝。 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。 多用电表 1.了解多用电表的基本结构，知道多用电表的测量功能。 2.会使用多用电表测量电压、电流和电阻。 3.会使用多用电表测量二极管的正、反向电阻，会排查电路故障。 能量观 1.“电动势”概念的提出强化了能量观念，同时关于“能量转移或转化的方向性”的讨论，进一步拓展了能量观。 2.学生必做实验“电源电动势和内阻的测量”，从功能关系角度分析、推导这一思路，采用了从能量守恒定律这一普遍原理进行演绎推导的方式，突出了能量观念的运用。 3.用能量转化与守恒的观点分析解决闭合电路问题，不断巩固和深化能量观。 科学 思维 1.通过学习“电动势”经历从个别到一般，从现象到本质的渐进过程。通过闭合电路中的动态分析、最大功率、效率等问题，体会闭合电路中电动势对整个电路的“制约”，及会用数学方法分析电路中极值问题。 2.解决电动机相关问题不能直接求解时，可以通过整体和个别的关系间接建立联系。 科学 探究 1.会根据闭合电路欧姆定律设计测量电源电动势和内阻的实验方案。 2.会根据要求选择合适的电压表、电流表、滑动变阻器或电阻箱。 3.会设计相关表格并记录实验数据。 4.会利用表达式和图像处理数据并得出结果，能对实验过程和结果进行评估、交流。 科学 态度 与责 任 知道科学研究中实验结论可重复的重要性；能运用所学内容解决生活中与电学有关的一些问题；能体会科技发展对人类生活和社会发展的影响，能将安全用电和节约用电的知识应用于生活实际，知道保护环境、科学用电的重要意义。 提能训练 例1　如图所示的某种体温枪以2节干电池(每节干节池电动势为1.5 V)为电源，工作电流为5 mA。能通过传感器检测人体向外辐射的红外线，根据红外线能量的强弱快速、准确且无接触的测量体温，那么关于该体温枪的说法中正确的是(　　) A.体温枪工作时，电路中每通过1 C电荷，每节电池都能把1.5 J化学能转化为电能 B.体温枪工作时，电池组两极间的电压为3 V C.体温枪工作时，电池组的输出功率为15 mW D.体温枪工作时，电池组的电动势不再是3 V 答案　A 解析　每节干电池的电动势为1.5 V，根据电动势的定义可知电路中每通过1 C电荷，消耗的电能为W＝qE＝1×1.5 J＝1.5 J，则有1.5 J的化学能转化为电能，故A正确；体温枪工作时，电池组两极间的电压为路端电压，小于电源的电动势，故电池组两极间电压小于3 V，故B错误；体温枪工作时电池组消耗的总功率为P＝2EI＝2×1.5 V×5 mA＝15 mW，电池组的输出功率小于电池组消耗的总功率，故C错误；两节干电池的总电动势为3 V，体温枪工作时，电池组的电动势不变，故D错误。 例2　(多选)电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作，设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2，则有(　　) A.U1<U2，Q1＝ Q2 B.U1＝U2，Q1＝ Q2 C.W1＝W2，Q1>Q2 D.W1<W2，Q1＝Q2 答案　AD 解析　电阻与电动机的电流相等，根据Q＝I2Rt可知，Q1＝Q2，电动机为非纯电阻，则W1＝Q1，W2>Q2，则W1<W2，根据W＝UIt可知，U1<U2，故选A、D。 例3　(多选)在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，电流表、电压表为理想电流表和理想电压表。在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是(　　) A.电压表示数变大 B.电流表示数变小 C.电容器C所带电荷量增多 D.a 点的电势降低 答案　AD 解析　在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流I增大，电阻R1两端电压增大，则电压表示数增大，选项A正确；路端电压U路＝E－Ir减小，电阻R1两端电压增大，则并联支路的电压减小，即U2减小，通过R2的电流I2减小，通过电流表的电流IA＝I－I2，I增大，I2减小，则IA增大，即电流表示数增大，选项B错误；电容器C的电压等于电阻R2两端的电压，则电容器板间电压变小，由Q＝CU知电容器C所带电荷量减少，选项C错误；根据外电路中顺着电流方向，电势降低，可知a的电势大于零，且a点的电势等于R2两端的电压。电阻R2两端的电压U2减小，则a点的电势降低，选项D正确。 例4　(多选)在如图所示电路中，电压表为理想电压表，两电流表由相同的表头改装而成，电流表A1量程为1 A，电流表A2量程为0.6 A，闭合开关S，滑动变阻器的滑片位于a点时，电压表的读数为U1、两电流表示数和为I1，滑动变阻器的滑片位于b点时，电压表的读数为U2、两电流表示数和为I2，下列判断正确的是(　　) A.U1>U2，I2>I1 B.两电流表A1与A2指针偏角相同 C.滑片由a滑到b，不会变化 D.两电流表A1与A2示数相同 答案　BC 解析　让滑动变阻器的滑片从a点移动到b点，滑动变阻器的阻值增大，由“串反并同”规律，与滑动变阻器并联的电压表的读数增大，U2>U1，故A错误； 两电流表由相同的表头与不同的分流电阻并联改装而成，并联时所加电压相同，故通过电流表的电流相同，两电流表指针偏角一定相同，但两电流表的量程不同，表示的电流的示数不同，故B正确，D错误； 由闭合电路欧姆定律可知U＝E－I(r＋R1＋RA)，RA为两电流表内阻的并联值，＝r＋R1＋RA，保持不变，故C正确。 例5　(2023·漳州市高二期末)如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝9 Ω，R3为滑动变阻器。当其滑片P从最左端滑至最右端时，测得电源的路端电压随干路电流变化图线如图乙所示，求： (1)定值电阻R2的阻值； (2)电源的内阻； (3)电源输出的功率最大时，R3接入电路的阻值。 答案　(1)0.5 Ω　(2)2 Ω　(3)1.8 Ω 解析　(1)当P滑到R3的右端时，对应题图乙中的B点，此时等效于R2直接接在电源两端，则R2＝＝0.5 Ω (2)此U－I图像的斜率的绝对值表示内阻，即r＝＝2 Ω (3)设电路外电阻为R，电源电动势为E，则电源的输出功率为P＝I2R＝ 可知当R＝r时，P最大，则此时 ＋R2＝r 解得R3＝1.8 Ω。 学科网（北京）股份有限公司 $