第二章 6 第1课时 电源 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（教科版）

本讲义聚焦电源的电动势、内阻及闭合电路欧姆定律核心知识点，承接电路基础，通过电源非静电力做功引入电动势概念，区分内外部电路，推导电流与电动势、内外电阻关系，构建从部分电路到闭合电路的学习支架。 资料以问题驱动（如电容器放电现象设问）引导科学探究，结合手电电路、电阻箱实验等实例，落实能量观念与科学推理，课中辅助教师引导学生理解概念，课后练习题助力学生巩固知识，查漏补缺。

6　电源的电动势和内阻　闭合电路欧姆定律 第1课时　电源　闭合电路欧姆定律 [学习目标]　1.知道电源是将其他形式的能转化为电能的装置，了解闭合电路中电场力和非静电力做功与能量转化的关系。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(重难点)。3.理解闭合电路欧姆定律，并能进行相关的电路分析和计算(重点)。 一、电源　电动势和内电阻 1.(1)如图，两个导体A、B构成一个平行板电容器，充电后二者之间存在一定的电势差。把小灯泡L与两个导体连接起来，闭合开关，会看到什么现象？ (2)如果用一个大容量的电容器做实验，会看到什么现象？ 答案　(1)电容器放电，由于放电电流持续的时间很短，等不到灯丝温度升高电流就停止，所以看不到灯泡发光。(2)可以看到小灯泡发光，但它的亮度会慢慢减弱，直到完全熄灭。 2.如图所示，如果想让导线中有持续的电流，我们需要一个具有怎样作用的装置？ 答案　若要导线中有持续电流，需要一个装置不断地把正电荷从电势较低的负极移到电势较高的正极(或把负电荷从正极移到负极)从而维持两极间恒定的电势差。 1.电源 (1)非静电力：电源把正电荷从负极搬运到正极的力。 在化学电池(干电池、蓄电池)中，非静电力是化学作用。 在发电机中，非静电力是电磁作用。 (2)电源：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能(简称电能)的装置。 (3)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，电场力做正功，电势能转化为其他形式的能。 2.电动势 (1)定义：非静电力在电源内部将正电荷从电源负极移到正极所做的功W非与电荷量q的比。 (2)公式：E=。 (3)单位：伏特(V)。 (4)物理意义：表征电源内非静电力做功的本领的大小。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。 (5)电动势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(均选填“有关”或“无关”)。 3.闭合电路 (1)外电路：电源的正、负极以外的部分，包括导线、用电器及开关在内，称为外电路，外电路两端电压(电源两极间的电压)称为路端电压。 (2)内电路：电源内部称为内电路。电源内部也存在电阻，称为内电阻，简称内阻。 (3)外电路和内电路合起来称为闭合电路。 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)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)以上哪个电池把其他形式的能转化为电能的本领大？ 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)手机电池 (1)电源是通过电场力做功把其他形式的能转化为电能的装置。 (　×　) (2)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。 (　√　) (3)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。 (　√　) (4)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　(2024·乐山市第一中学高二月考)下列关于电动势和电流的说法正确的是(　　) A.电流总是由电源正极流向电源负极 B.无论内电压和外电压如何变化，其电源的电动势一定不变 C.体积大的电池电动势一定大 D.由电动势公式E=可知，非静电力做功越多，电动势就越大 答案　B 解析　在电源的外部，电流总是从电源正极流向电源负极；在电源的内部，电流总是从电源负极流向电源正极，故A错误；电动势与外电路的结构无关，无论内电压和外电压如何变化，其电源的电动势一定不变，故B正确；电源电动势与电源体积大小无关，故C错误；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。 二、闭合电路欧姆定律 如图为闭合电路的组成。电源电动势为E，内阻为r，外电阻为R。 (1)在外、内电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化？ (2)开关断开时，用电压表直接接在A、B两点，测电池两端电压，此时路端电压U　　　　 E(填“大于”“小于”或“近似等于”)。  (3)闭合开关S，路端电压U　　　　　电动势E(填“大于”“小于”或“等于”)。  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)近似等于　(3)小于 闭合电路欧姆定律 1.内容：在外电路只接有电阻元件的情况下，通过闭合电路的电流大小跟电源的电动势成正比，跟内外电阻之和成反比。 2.表达式：I=。 3.常用变形公式 U=E-Ir，E=I(R+r)=IR+Ir。 4.适用范围 (1)I=适用于外电路只接有电阻元件的情况。 (2)U=E-Ir适用于任意的闭合电路。 例2　(来自教材)如图所示是手电筒的电路图。老式的手电筒是把两节1号干电池串联起来作为电源，一节1号干电池的电动势是1.5 V。手电筒内的小灯泡的额定电压为2.5 V，额定电流为0.3 A，按下开关后，小灯泡正常发光。 (1)手电筒不工作时，电源两端电压是多大？为什么小灯泡的额定电压是2.5 V，而不是3 V？ (2)算一算，小灯泡正常工作时的电阻多大？电池组的内电阻多大？ 答案　见解析 解析　(1)断路时电源两极间的电压为电源的电动势即3.0 V。小灯泡工作时电路中有电流通过，由于电源有内阻，内部有电势降落，因此小灯泡的额定电压比电源电动势要小。 (2)根据小灯泡的额定电压、额定电流，我们可以知道小灯泡正常工作时的电阻。根据部分电路欧姆定律R== Ω≈8.3 Ω 由于路端电压U=E-Ir，可计算出电源的内电阻 r== Ω≈1.7 Ω。 例3　(2023·成都市东部新区养马高级中学高二月考)如图所示，R为电阻箱， V为理想电压表。当电阻箱的示数R1=2.0 Ω时，电压表的示数U1=4.0 V；当电阻箱的示数R2=5.0 Ω时，电压表的示数U2=5.0 V。则此电源的电动势、内阻分别是(　　) A.E=6 V，r=1 Ω B.E=3 V，r=2 Ω C.E=3 V，r=1 Ω D.E=6 V，r=2 Ω 答案　A 解析　根据题意，由欧姆定律I=可得，当电阻箱的示数R1=2.0 Ω时，电路中的电流为I1==2 A，当电阻箱的示数R2=5.0 Ω时，电路中的电流为I2==1 A，由闭合电路欧姆定律U=E-Ir有U1=E-I1r，U2=E-I2r，联立代入数据解得E=6 V，r=1 Ω，故选A。 例4　(2024·成都市高二期中)在如图所示的电路中，电阻R1=12 Ω，R2=6 Ω，电压表视为理想电表。当开关S断开时，电压表示数为9 V，当开关S闭合时，电压表示数为6 V。求： (1)开关S断开时，流过R1的电流； (2)开关闭合时，回路的总电流； (3)电源的电动势E和内阻r。 答案　(1)0.75 A　(2)1.5 A　(3)12 V　4 Ω 解析　(1)开关S断开时，流过R1的电流 I1== A=0.75 A (2)开关闭合时R并==4 Ω 回路的总电流I== A=1.5 A (3)根据闭合电路欧姆定律 E=I1r+U1，E=Ir+U2 联立解得E=12 V，r=4 Ω。 1.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，外电路电压即为电动势 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势能的本领越强 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多少成正比 答案　C 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势能的本领越强，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势能本领强弱的物理量，电动势的大小与非静电力做功无关，故D错误。 2.小明同学买了一只手电筒，串联上两节1号干电池(1节干电池的电动势为1.5 V)，小灯泡正常发光。他取出小灯泡看到上面标有“2.5 V　0.25 A”的字样，则可推算出每节干电池的内阻为(　　) A.2.5 Ω B.2.0 Ω C.1.0 Ω D.0.5 Ω 答案　C 解析　设每节干电池的内阻为r，电动势为E，根据闭合电路欧姆定律可得2E=UL+I·2r，其中E=1.5 V，UL=2.5 V，I=0.25 A，代入解得r=1.0 Ω，故选C。 3.如图所示的电路中，电源电动势E=6 V，电源的内阻r=2 Ω，电阻R1=3 Ω，电阻R2=6 Ω，当闭合开关S后，流过R2的电流为(　　) A. A B.1 A C. A D. A 答案　A 解析　外电阻为 R== Ω=2 Ω 总电流I== A=1.5 A R2两端的电压U=E-Ir=3 V 流过R2的电流为I2== A= A。 4.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，电源的电动势为　　　　　。  答案　2 V 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)，联立解得E=2 V。 学科网（北京）股份有限公司 $