第12章 12.2 闭合电路的欧姆定律（正文）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中物理必修第三册关键能力提升同步学案（人教版）

该高中物理导学案聚焦闭合电路的欧姆定律，涵盖电动势概念、闭合电路结构及能量转化等核心知识点。通过问题导入（如电源内部电荷受力分析）和思考讨论（如太阳能电池板开路与短路电压问题），衔接静电力与非静电力、部分电路与闭合电路的知识脉络，搭建递进式学习支架。 以核心素养为导向，通过探究问题、典例分析（区分纯电阻与非纯电阻电路）、对标训练及易错提醒，培养学生物理观念（能量转化认知）和科学思维（模型建构、分析推理）。表格对比电动势与电压概念，结合电路结构示意图等图像资源，助力概念辨析与问题解决，提升学习效率，适合师生教学使用。

2 闭合电路的欧姆定律 【定标—核心素养】 关键能力与核心素养 考情揭秘 直击能力 定标素养 基本考查点 电动势的概念理解； 闭合电路的结构； 闭合电路中的能量转化； 1. 有提取信息并加工判断的能力，在特定实际情境中，明确能量是如何转化的，具备信息获取能力； 2. 能运用建构物理模型的思维方式，具备思维建模能力； 3. 知道电动势的意义以及电源的作用，能尝试应用能量守恒定律解释闭合电路欧姆定律，具备必要的分析推理能力； 4. 能准确表达自己对电动势、内电路、外电路以及能量转化的判断和理解，具备语言组织和表达能力。 1. 建立观念，以物理学视角说明电动势的概念； 2. 辩证的理解什么是电动势以及闭合电路欧姆定律； 3. 通过观察体会思考如何内电压、外电压、电动势的关系； 4. 树立具体问题具体分析的科学态度，体会新概念的建立方法，物理模型在物理学研究过程中的意义。 重点及难点 闭合电路欧姆定律； 能量守恒的思想理解闭合电路欧姆定律； 题型及难度 选择题为主， 难度中等； 【本课时主要内容】 电动势 闭合电路欧姆定 律及其能量分析 【答案】正　负极　正极　正　负极　正极　其他形式的能　电势能　电势能　其他形式的能　　伏特　其他形式的能　电能　电能　其他形式的能　Eq　EIt　I2Rt　I2rt　Q外+Q内　I2Rt+I2rt　电阻之和　　U外+U内 探究1　电动势 【问题导入】 电路中若要有持续的电流，电源正、负极需要始终存在电势差，即电源要不断地将正电荷由负极搬运到正极。观察下图分析: 【思考与讨论】 (1)正电荷在电源内部受到的静电力向哪个方向? (2)使正电荷由负极移动到正极的力是不是静电力? 提示　(1)正电荷在电源内部受到的静电力由正极指向负极。(2)不是。 典例1 下列有关电动势的说法正确的是 (　　) A. 电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比,跟通过的电荷量成反比 B. 电动势的单位跟电压的单位一致,所以电动势就是电源两极间的电压 C. 非静电力做的功越多,电动势越大 D. 电动势的大小由电源内非静电力的特性决定 必备知识 电动势概念. 关键能力　 【答案】D 【解题思路】 概念 电动势E 电压(电势差)U 描述的 对象 电动势是对电源而言的 电压是对某一段电路而言的 能量 转化 电动势是指非静电力做功将其他形式的能转化为电势能的本领 电势差、电压、电压升降、电压损失等都表示静电力移送1 C电荷量时电势能转化为其他形式能的多少 决定 因素 由电源本身决定,与其他因素无关 由电源及导体电阻、导体连接方法决定 测量 方法 ① 将内阻很大的电压表并联在电源两端,且外电路断开 ② 用伏安法 将电压表并联在被测电路两端 单位 伏特(V) 伏特(V) 联系 电动势等于电源未接入电路时两极间的电势差 对标训练1 铅蓄电池的电动势为2 V,下列说法正确的是 (　　) A. 电源将1 C的正电荷从正极移至负极的过程中,把2 J的化学能转变为电能 B. 铅蓄电池的电动势为2 V就是铅蓄电池两极间的电压为2 V C. 蓄电池能在1 s内将2 J化学能转化为电能 D. 蓄电池将化学能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的大 【答案】D 【解题思路】 易错提醒 对电动势、电压的概念理解不到位. 探究2　闭合电路欧姆定律及其能量分析 【问题导入】 卫星在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量。有一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA。若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻连成一闭合电路，则该电池板的内阻及电阻两端电压是(　　) A.10 Ω，0.4 V B.15 Ω，0.4 V C.20 Ω，0.2 V D.20 Ω，0.4 V 【思考与讨论】 (1)开路时内阻上的电压是多少? (2)短路时内阻上的电压又是多少？ 提示 电池板没有接入外电路时，开路电压等于电池板电动势，所以电动势E=800 mV。由闭合电路欧姆定律得电池板内阻r== Ω=20 Ω，该电池板与20 Ω的电阻连成闭合电路时，电路中的电流I== A=0.02 A，所以电阻两端电压U=IR=0.02×20 V=0.4 V，故D项正确。 典例2 在如图所示的电路中,R1=9 Ω,R2=30 Ω,S闭合时,电压表V的示数为11.4 V,电流表A的示数为0.2 A,S断开时,电流表A的示数为0.3 A,电压表和电流表均为理想电表.求: (1) 电阻R3的阻值; (2) 电源电动势E和内阻r. 必备知识 闭合电路内、外阻,闭合电路欧姆定律. 关键能力　 【答案】　(1) 15 Ω　(2) 12 V　1 Ω 【解题思路】 (1) S闭合,R2两端电压U2=I2R2=6 V,所以R1两端电压U1=U-U2=5.4 V,则流过R1的电流I1= =0.6 A,流过电阻R3的电流I3=I1-I2=0.6 A-0.2 A=0.4 A,所以电阻R3的阻值R3== Ω=15 Ω.　(2) 由闭合电路欧姆定律E=U+Ir得,当开关闭合时E=11.4 V+0.6 A×r,当开关断开时E=0.3×(9+30) V+0.3 A×r,联立解得E=12 V,r=1 Ω. 1. 闭合电路的组成. 2. 闭合电路的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 ①式适用于纯电阻电路; ②、③式普遍适用 EIt=I2Rt+I2rt④ 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 ④式适用于纯电阻电路; ⑤式普遍适用 对标训练2 　对标训练2 如图所示,电动机M的线圈电阻r1=0.4 Ω,定值电阻R=24 Ω,电源电动势E=40 V,断开开关S,理想电流表的示数I1=1.6 A;闭合开关S,理想电流表的示数为I2=4.0 A.求: (1) 电源内阻r; (2) 闭合开关S后,通过电阻R的电流IR; (3) 闭合开关S后,电动机输入功率PM和输出功率P出. 【答案】(1) 1 Ω　(2) 1.5 A　(3) 90 W　87.5 W　 【解题思路】 (1) 电源电动势E=40 V,当S断开时,理想电流表的示数I1=1.6 A,根据闭合电路欧姆定律可知I1=,解得电源内阻r=1 Ω.　(2) 开关S闭合后,理想电流表的示数I2=4.0 A,则电源内电压U内=I2r=4×1 V=4 V,路端电压U=E-U内=36 V,通过电阻R的电流IR== A=1.5 A.　(3) S闭合后,通过电动机的电流IM=I2-IR=2.5 A,电动机两端的电压U=36 V,电动机的输入功率PM=UIM=90 W,输出功率P出=PM-r1=87.5 W. 易错提醒 对电动机类的非纯电阻不能使用欧姆定律. 学科网（北京）股份有限公司 $