2.6 电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律(Word学生用书)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理必修第三册（教科版)

该高中物理导学案聚焦电源电动势、内阻及闭合电路欧姆定律，通过手电筒电池用久灯泡变暗、闭合开关观察电压表示数变化等情境导入，衔接电路基础，搭建从外电路到电源内部的知识支架。 资料以科学探究为核心，通过类比加深电动势理解，结合理论分析推导路端电压与外电阻关系，利用U-I图像培养科学思维，区分电动势与电压强化物理观念，典例与分层训练助力学生构建完整知识体系，提升问题解决能力。

6.电源的电动势和内阻　闭合电路欧姆定律 物理观念：了解闭合电路的构造，知道电动势的概念。 科学思维：1.理解闭合电路中的电势变化。2.理解闭合电路欧姆定律并能进行简单计算。 科学探究：通过类比方法，加深对电动势的理解，通过理论分析，得出路端电压与外电阻之间的关系。 科学态度与责任：培养严谨态度与节能意识。 知识点一　电源　电动势和内电阻 1.电源：提供　　　　的装置。 2.闭合电路 （1）外电路：导线、用电器及开关组成。 （2）内电路：电源内部。 3.路端电压：外电路两端的电压，即电源　　　的电压。 4.电动势 （1）定义：非静电力在电源内部将正电荷从电源　　　　移到　　　　所做的功W非与　　　　的比称为电源的电动势。 （2）表达式：E=　　　　。 （3）单位：伏特，简称，符号为。 （4）物理意义：电动势是表征电源内非静电力做功本领的物理量。 5.内阻：电源内部也存在　　　　，我们称之为内电阻，简称内阻。 知识点二　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与　　　　　　成正比，跟　　　　　　　成反比。 2.表达式：I=　　　　① U=　　　　　② 3.适用条件：①式适用于外电路只接电阻元件的情况。②式适用于一切电路。 4.断路时路端电压　　　　　　　　　　。 　如图甲所示，手电筒中的电池用久了，小灯泡就不怎么亮了，该过程电源电动势几乎不变。如图乙所示，依次闭合自左至右的四个开关，观察该过程中电压表的示数变化情况。并判断下列问题。 （1）手电筒的电路中，没有外电阻，只有内电阻。（　　） （2）灯泡变暗，是由于内电阻变大，电流减小。（　　） （3）图乙所示的电路中，闭合的开关越多，外电阻越大。（　　） （4）图乙所示的电路中，闭合的开关越多，电路中总电流越大。（　　） 要点一　对电动势的理解 （1）对于不同型号的干电池，其电动势一般都为1.5 V，这说明了什么？ （2）在实验课上，小明同学用电压表去测量1节新干电池的电动势约为1.5 V，1节旧干电池的电动势约为1.45 V，现在他把这样的两节旧干电池串联后接在一个标有“3 V　2 W”的小灯泡两端，结果发现小灯泡不发光，检查电路的连接，各处均无故障。电池虽然旧了，但电动势并没有减小多少，那么小灯泡为什么不亮呢？ 1.电动势的理解 （1）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。 （2）电动势的大小由电源本身性质决定，与外电路无关。 2.电动势与电压的区别与联系 比较项目 电动势 电压 物理意 义不同 表示非静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领 表示静电力做功将电能转化为其他形式的能的本领 数值大小 意义不同 数值上等于将单位电荷量的正电荷从电源内由负极移到正极非静电力所做的功 数值上等于将单位电荷量的正电荷从导体一端移到另一端静电力所做的功 决定因 素不同 由电源本身决定 由电源及导体的电阻、导体的连接方式决定 测量方法 将电压表并联于电源两端 将电压表并联于被测电路两端 联系 电路闭合：E=U内＋U外；电路断开：E=U外 〔多选〕铅蓄电池的电动势为2 V，这表示（　　） A．电路中每通过1 C电荷量，电源把2 J的化学能转变为电能 B．铅蓄电池断开时两极间的电压为2 V C．铅蓄电池能在1 s内将2 J的化学能转变成电能 D．铅蓄电池将化学能转变成电能的本领比一节干电池（电动势为1.5 V）的大 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.下面对电源电动势概念的认识正确的是（　　） A．电源电动势等于电源两极间的电压 B．在闭合电路中，电动势等于内、外电压之和 C．电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领，电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势越大 D．电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同 2.锂离子电池被广泛地用于智能手机、智能机器人、电动自行车、电动汽车等领域，锂离子电池主要依靠锂离子（Li＋）在电池内部正极和负极之间移动来工作。某款手机充电锂离子电池的标识如图所示，下列说法正确的是（　　） 锂离子电池：BLP500 标准电压：4 V 电池容量：2 000 mA•h 执行标准：GB/T 18287－2013 A．该电池放电时，电池内部锂离子从正极运动到负极 B．该锂离子电池把化学能转化为电能的本领比电动势为1.5 V的干电池弱 C．该锂离子电池充满电后可储存约2.88×104 J的电能 D．若该锂离子电池的待机电流为40 mA，则其最长待机时间约为4天 要点二　闭合电路欧姆定律 1.闭合电路的组成 2.闭合电路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 ①④式适用于纯电阻电路； ②③⑤式普遍适用 EIt=I2Rt＋I2rt　④ 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 如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表（均为理想电表）的示数各为1.6 V和0.4 A。当S断开时，它们的示数各改变0.1 V和0.1 A，求电源的电动势及内电阻。 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.一电池外电路断开时的路端电压为3 V，接上8 Ω的负载电阻后路端电压降为2.4 V，则可以判定电池的电动势E和内电阻r为（　　） A．E=2.4 V，r=1 Ω　 B．E=3 V，r=2 Ω C．E=2.4 V，r=2 Ω　 D．E=3 V，r=1 Ω 2.（2026•四川广安期中）如图所示的电路中，电阻R=2 Ω。断开S后，电压表的读数为3 V（电压表为理想电压表）；闭合S后，电压表的读数为2 V，则电源的内阻r为（　　） A.1 Ω　 B．2 Ω C.3 Ω　 D．4 Ω 要点三　路端电压与外电阻的关系 　（1）在如图所示的电路中，电源的电动势E=10 V，内阻r=1 Ω，试求当外电阻分别是3 Ω、4 Ω、9 Ω时所对应的路端电压。通过数据计算，你发现了怎样的规律？ （2）根据闭合电路欧姆定律写出路端电压U与干路电流I之间的关系式，并画出U－I图像。 1.路端电压和外电阻的关系 （1）当外电阻R增大时，根据I=可知，总电流I减小，内电压Ir减小，根据U外=E－Ir可知，路端电压U外增大。当外电路断开时，路端电压U外=E。 （2）当外电阻R减小时，总电流I增大，内电压Ir增大，路端电压U外减小。外电路短路即R=0时，电路中的电流I=，U外=0。 2.电源的U－I图像 由U=E－Ir可知，U－I图像是一条倾斜向下的直线，如图所示。 （1）图像中U轴截距E表示电源电动势。 （2）I轴截距I0等于短路电流。 （3）图线斜率的绝对值表示电源的内阻，即r=。 特别提醒 　　图像的纵坐标不从零开始时，图线与纵轴的交点仍表示电源电动势E，但图线与横轴的交点不表示短路电流。 3.电阻的U－I图像与电源的U－I图像的比较 电阻 电源 U－I 图像 研究 对象 对某一固定电阻而言，两端电压与通过的电流成正比关系 对电源进行研究，路端电压随干路电流的变化关系 图像的 物理 意义 表示导体的性质，R=，R不随U与I的变化而变化 表示电源的性质，图线与纵轴的交点表示电源电动势，图线斜率的绝对值表示电源的内阻 联系 电源的电动势和内阻是不变的，正是由于外电阻R的变化才会引起外电压U外和总电流I的变化 〔多选〕用如图甲所示的电路来测量电池电动势和内电阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的U－I图像，由图可知（　　） A．电池电动势的测量值是1.4 V B．电池内阻的测量值是3.5 Ω C．外电路发生短路时的电流为0.4 A D．电压表的示数为1.2 V时，电流表的示数I′=0.2 A 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1. 〔多选〕如图所示，图线1、2分别为闭合电路中两个不同电源的U－I图像，则下列说法正确的是（　　） A．电动势E1=E2，短路电流I1＞I2 B．电动势E1=E2，内阻r1＞r2 C．电动势E1＞E2，内阻r1＞r2 D．当工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大 2.〔多选〕（2026•四川泸州段考）如图所示，将某一电源的路端电压随干路电流的变化关系和某一定值电阻R两端的电压与通过该电阻的电流关系画在同一个U－I图像中。若将该电源与两个定值电阻R串联构成闭合回路，下列分析中正确的是（　　） A．甲反映定值电阻R的U－I关系，R=1.0 Ω B．乙反映电源的U－I关系，其电动势E=6.0 V C．通过定值电阻R的电流大小一定为1.2 A D．电源内阻r=2 Ω 要点回眸 1.〔多选〕电源电动势反映了电源把其它形式的能量转化为电势能的能力，因此电动势（　　） A．由电源中非静电力的特性决定 B．越大，表明电源储存的电能越多 C．在数值上等于未接入电路时电源两端的电压 D．等于非静电力把1 C的正电荷在电源内部从负极移到正极做的功 2.在如图所示的电路中，当开关S1断开、开关S2闭合时，电压表的读数为3 V；当开关S1、S2均闭合时，电压表的读数为1.8 V，已知电压表为理想电压表，外接电阻为R、电源内阻为r。由以上数据可知为（　　） A．　　 B．　　　 C．　　 D． 3.〔多选〕如图所示，当可变电阻R=2 Ω时，理想电压表的示数U=4 V，已知电源的电动势E=6 V，则（　　） A．此时理想电流表的示数是2 A B．此时理想电流表的示数是3 A C．电源的内阻是1 Ω D．电源的内阻是2 Ω 4.〔多选〕（2026•四川南充阆中中学段考）某同学在测量电源的电动势和内阻时，由实验数据画出U－I图像，如图所示，下列说法正确的是（　　） A．电源的电动势为3.0 V B．电源的内阻为5 Ω C．短路电流为0.6 A　 D．短路电流为3.0 A 完成课后作业　第二章　6. 答案 6.电源的电动势和内阻　闭合电路欧姆定律 【基础知识落实】 知识点一 1.电能　3.两极间 4.（1）负极　正极　电荷量　（2）　（3）伏　V　5.电阻 知识点二 1.电源电动势　内外电阻之和　2.　E－Ir 4.等于电源的电动势 情境思辨 （1）×　（2）√　（3）×　（4）√ 【核心要点突破】 要点一　 知识精研 【探究】　提示：（1）说明对于不同型号的干电池，在电池内非静电力把1 C的正电荷从干电池的负极移到正极所做的功都是1.5 J。 （2）电池变旧后，电动势并不明显减小，但内阻明显变大，因而使电路中的电流很小，小灯泡不发光。 【典例 1】　ABD　根据电动势的定义和表达式E=可知，非静电力移动1 C电荷量所做的功W=qE=1×2 J=2 J，由功能关系可知有2 J的化学能转化为电能，故A正确，C错误；根据闭合电路欧姆定律知，电动势的数值等于内、外电压之和，当电源没有接入电路时，电路中没有电流，电源的内电压为零，外电压即电源两极间的电压等于电动势，故B正确；电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量，因E蓄电池=2 V＞E干电池=1.5 V，故D正确。 素养训练 1.B　电源电动势在数值上等于电路开路时电源正、负极间的电压，电路闭合时由于存在内电压，此时电源两极间的电压小于电源电动势，故A错误；由闭合电路欧姆定律E=U外＋U内知，闭合电路中电动势等于内、外电路电压之和，故B正确；电源电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，即在电路中通过一定电荷量时，电源提供的电能越多，电动势越大，并不是电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势越大，因为转化的能量除与电动势有关外，还与所经历的时间、用电情况有关，故C错误；电动势和电势差意义不同，电势差是表示电能转化为其他形式的能的本领的物理量，故D错误。 2.C　锂离子电池放电时，在电池外部电流由正极流向负极，在电池内部，电流由负极流向正极，锂离子带正电，在电池内部锂离子从负极运动到正极，故A错误；电动势表示电池把其他能转化为电能本领大小的物理量，电动势越大，该项本领越大，所以4 V锂离子电池把化学能转化为电能的本领比电动势为1.5 V的干电池强，故B错误；该锂离子电池充满电后可储存的电能为E=4 V×2 000 mA•h=4×2 000×10－34×43 600 J=2.88×104 J，故C正确；若该锂离子电池的待机电流为40 mA，则其最长待机时间为t==50 h≈2.1天，故D错误。 要点二　 【典例 2】　2 V　1 Ω 解析：当S闭合时，R1、R2并联接入电路，当S断开时，只有R1接入电路，此时路端电压增大、干路电流减小。 当S闭合时，由闭合电路欧姆定律得 U=E－Ir，即1.6 V=E－0.4 A×r　① 当S断开时，只有R1接入电路，由闭合电路欧姆定律得 U′=E－I′r，即（1.6＋0.1）V=E－（0.4－0.1）A×r　② 由①②得E=2 V，r=1 Ω。 素养训练 1.B　电池外电路断开时的路端电压为3 V，则电池的电动势E=3 V，当电源接上8 Ω的负载电阻后路端电压降为2.4 V，电路中的电流为I== A=0.3 A，电源的内阻r==2 Ω，故B正确。 2.A　开关S断开时有：E=3 V，开关S闭合时有：2=R，其中R=2 Ω，解得r=1 Ω，故A正确。 要点三　 知识精研 【探究】　提示：（1）外电压分别为7.5 V、8 V、9 V。随着外电阻的增大，路端电压逐渐增大。 （2）由E=U＋U内及U内=Ir得U=E－Ir，U－I图像如图所示。 【典例 3】　AD　根据闭合电路欧姆定律有U=E－Ir，由U－I图像中图线斜率的绝对值表示电池的内阻，纵坐标的截距表示电池的电动势，则有r=|k|=Ω=1 Ω，E=1.4 V，故A正确，B错误；外电路发生短路时的电流为I短== A=1.4 A，故C错误；电压表的示数为1.2 V时，代入公式可解得电流表的示数为I′== A=0.2 A，故D正确。 素养训练 1.AD　由闭合电路欧姆定律知E=U＋Ir。当I=0时U=E，即U－I图线中U轴截距表示电源电动势，两电源的电动势相等。当U=0时I=，由题图知，I轴截距表示短路电流，则短路电流I1＞I2，A正确；内阻r=，即U－I图线的斜率的绝对值表示电源的内阻，由题图知内阻r1＜r2，B、C错误；当工作电流变化量相同时，因为r1＜r2，则电源2的路端电压变化较大，D正确。 2.BC　结合图像可知，甲反映定值电阻R的U－I关系，则R= Ω=2 Ω，故A错误；乙反映电源的U－I关系，根据图像可得，电源内阻为r== Ω=1 Ω，当U=4 V时I=2 A，则电源电动势为E=4.0 V＋1×2.0 V=6.0 V，故B正确，D错误；电源与两个定值电阻R串联构成闭合回路，则根据闭合电路欧姆定律可得，通过定值电阻R的电流大小为I== A=1.2 A，故C正确。 【教学效果检测】 1.ACD　电动势是描述电源把其他形式的能量转化为电能本领的物理量，是非静电力做功能力的反映，由非静电力的性质决定，电动势越大，表明电源将其他形式的能转化为电能的本领越大，但不表明电源储存的电能越多，故A正确，B错误；电源未接入电路时，电流I=0，由闭合电路欧姆定律U=E－Ir，可知U=E，所以电动势在数值上等于未接入电路时电源两端的电压，故C正确；电动势等于非静电力把1 C的正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功，故D正确。 2.D　当开关S1断开、开关S2闭合时，理想电压表的读数等于电源的电动势，即E=3 V。当开关S1、S2均闭合时，U外=1.8 V，所以U内=E－U外=1.2 V，因U外=IR，U内=Ir，所以==，故选D。 3.AC　题图所示的电压表测量的是路端电压，电流表测量的是通过可变电阻R的电流，由部分电路欧姆定律得U=IR，解得I=2 A，再由闭合电路欧姆定律有E=U＋Ir，可得r=1 Ω，故A、C正确，B、D错误。 4.AD　根据闭合电路欧姆定律可得U=E－Ir，可知U－I图像的纵轴截距等于电源电动势，则有E=3.0 V，U－I图像的斜率绝对值等于电源内阻，则有r= Ω=1 Ω，短路电流为 I短== A=3.0 A，故A、D正确，B、C错误。 8 / 8 学科网（北京）股份有限公司 $