高中物理 第二章 恒定电流 第7节 闭合电路的欧姆定律教学案 新人教版选修31(1)
高中物理第二章恒定电流7闭合电路的欧姆定律教案新人教版选修3_1
7 闭合电路的欧姆定律[学科素养与目标要求]物理观念：1.了解内电路、外电路，知道电动势与内、外电压的关系.2.掌握闭合电路欧姆定律并会进行有关计算．科学思维：1.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系，培养逻辑思维能力.2.会从公式和图象两个角度分析路端电压U 与电流I 的关系，培养用图象法表述和分析图象问题的能力．一、闭合电路的欧姆定律1．闭合电路的组成(1)闭合电路是指由电源和用电器及导线组成的完整的电路．图1(2)内电路：如图1所示，电源内部的电路叫内电路，电源的电阻叫内电阻．(3)外电路：电源外部的电路叫外电路，外电路的电阻称为外电阻．2．闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比．(2)表达式：I ＝ER ＋r .(3)适用条件：外电路为纯电阻电路．二、路端电压与负载的关系1．路端电压的表达式：U ＝E －Ir .2．路端电压随外电阻的变化规律(1)当外电阻R 增大时，由I ＝E R ＋r可知电流I 减小，路端电压U ＝E －Ir 增大． (2)当外电阻R 减小时，由I ＝E R ＋r 可知电流I 增大，路端电压U ＝E －Ir 减小．(3)两种特殊情况：当外电路断开时，电流I 变为0，U ＝E .即断路时的路端电压等于电源电动势．当电源短路时，外电阻R ＝0，此时I ＝E r .1．判断下列说法的正误．(1)E＝U＋Ir适用于任何电路．(√)(2)某电源电动势为10 V，内阻为2 Ω，外接一线圈电阻为8 Ω的电动机，则电路中的电流为1 A．(×)(3)在闭合电路中，外电阻越大，路端电压越大．(√)(4)电路断开时，电路中的电流为零，路端电压也为零．(×)(5)外电路短路时，电路中的电流无穷大．(×)2.如图2所示，电动势为2 V的电源跟一个阻值R＝9 Ω的电阻接成闭合电路，理想电压表测得电源两端电压为1.8 V，则电源的内阻为________ Ω.图2答案 1一、闭合电路的欧姆定律如图为闭合电路的组成．(1)在外、内电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化？(2)若电源电动势为E，电路中的电流为I，在t时间内非静电力做功多少？内、外电路中产生的焦耳热分别为多少？它们之间有怎样的关系？(3)闭合电路的电流I与电动势E、外电阻R和内电阻r的关系怎样？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)EIt I2rt I2Rt EIt＝I2Rt＋I2rt(3)E＝IR＋Ir或I＝E R＋r1．内、外电路中的电势变化如图3所示，外电路中电流由电源正极流向负极，沿电流方向电势降低，内电路中电流由电源负极流向正极，沿电流方向电势升高．图32．闭合电路欧姆定律的几种表达形式(1)I＝ER＋r、E＝IR＋Ir只适用于外电路为纯电阻的闭合电路．(2)U外＝E－Ir，E＝U外＋U内适用于任意的闭合电路．例1 (2018·聊城市期末)如图4所示的电路中，当开关S接a点时，标有“4 V,8 W”的小灯泡L 正常发光，当开关S 接b 点时，通过电阻R 的电流为1 A ，这时电阻R 两端的电压为5 V ．求：图4(1)电阻R 的阻值；(2)电源的电动势和内阻．答案 (1)5 Ω (2)6 V 1 Ω解析 (1)当开关S 接b 点时，由欧姆定律得，电阻R 的阻值为R ＝U I ＝51Ω＝5 Ω (2)当开关S 接a 时，U 1＝4 V ，I 1＝P 1U 1＝84A ＝2 A 当开关S 接b 时，U 2＝5 V ，I 2＝1 A根据闭合电路欧姆定律得：E ＝U 1＋I 1r ，E ＝U 2＋I 2r联立得：E ＝6 V ，r ＝1 Ω.[学科素养] 用闭合电路欧姆定律分析电动势、内阻与负载的关系，培养逻辑思维能力，让学生分析综合能力、推理等“科学思维方法”内化，让物理规律在学生头脑中得到了提炼和升华．本题体现了“物理观念”、“科学思维”这两种学科素养．针对训练1 在图5所示的电路中，R 1＝9 Ω，R 2＝5 Ω，当a 、b 两点间接理想的电流表时，其读数为0.5 A ；当a 、b 两点间接理想的电压表时，其读数为1.8 V ．求电源的电动势和内电阻．图5答案 3 V 1 Ω解析 当a 、b 两点间接理想的电流表时，R 1被短路，回路中的电流I 1＝0.5 A ，由闭合电路欧姆定律得：E ＝I 1(R 2＋r )①当a 、b 两点间接理想的电压表时，回路中的电流I 2＝U R 1＝1.89A ＝0.2 A 由闭合电路欧姆定律得：E ＝I 2(R 2＋R 1＋r )②联立①②并代入数据，解得：E ＝3 V ，r ＝1 Ω.二、路端电压与电流、负载的关系1．在如图所示的电路中，电源的电动势E ＝10 V ，内电阻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？答案 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．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 图象． 答案 由E ＝U ＋U 内及U 内＝Ir 得U ＝E －Ir ，U －I 图象为1．路端电压与负载的关系：U ＝E －U 内＝E －ER ＋r r ，随着外电阻增大，路端电压增大；当外电路开路时(外电阻无穷大)，路端电压U ＝E ；这也提供了一种粗测电动势的方法，即用电压表直接测电源电动势．2．路端电压与电流的关系：U ＝E －Ir .3．电源的U －I 图象：如图6所示是一条倾斜的直线，图象中U 轴截距E 表示电源电动势，I 轴截距I 0等于短路电流(纵、横坐标都从零开始)，斜率的绝对值表示电源的内阻．图6例2 (多选)如图7所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论正确的是( )图7A ．电源的电动势为6.0 VB ．电源的内阻为12 ΩC ．电源的短路电流为0.5 AD ．电流为0.3 A 时的外电阻是18 Ω答案 AD解析 因该电源的U －I 图象的纵轴坐标并不是从零开始的，故纵轴上的截距虽为电源的电动势，即E ＝6.0 V ，但横轴上的截距0.5 A 并不是电源的短路电流，且内阻应按斜率的绝对值计算，即r ＝|ΔU ΔI |＝6.0－5.00.5－0Ω＝2 Ω.由闭合电路欧姆定律可得电流I ＝0.3 A 时，外电阻R ＝E I－r ＝18 Ω.故选A 、D. 针对训练2 两个电源的U －I 图象如图8所示，从图象中可以看出( )图8A ．电池a 的电动势较大，内电阻较大B ．电池a 的电动势较小，内电阻较小C ．电池b 的电动势较小，内电阻较大D ．电池b 的电动势较大，内电阻较小答案 A解析 根据闭合电路欧姆定律知U ＝E －Ir ，故U －I 图象中图象与纵轴的交点等于电源的电动势，由题图可知，a 的电动势较大，图象斜率的绝对值表示电源的内阻，a 的斜率的绝对值较大，故a 的内阻较大，故A 正确．例3 如图9所示，电源的内阻不能忽略，当电路中点亮的电灯的数目增多时，下面说法正确的是( )图9A ．外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小B ．外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压不变C ．外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压不变D ．外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小答案 D解析 由题图可知，电灯均为并联；当点亮的电灯数目增多时，并联的支路增多，由并联电路的电阻规律可知，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律知，干路电流增大，则内电压增大，故路端电压减小，电灯两端的电压变小，故D 正确．1．(路端电压与负载的关系)(多选)对于电动势和内阻确定的电源的路端电压，下列说法正确的是(I 、U 、R 分别表示干路电流、路端电压和外电阻)( )A ．U 随R 的增大而减小B ．当R ＝0时，U ＝0C ．当电路断开时，I ＝0，U ＝0D ．当R 增大时，U 也会增大 答案 BD2．(电源的U －I 图象的理解和应用)(多选)如图10所示为测电源电动势和内电阻时，依据测量数据作出的路端电压与电流的关系图线，图中DC 平行于横坐标轴，DE 平行于纵坐标轴，由图可知，以下说法正确的是( )图10A ．比值DE OE 表示外电路电阻B ．比值AC CD 表示电源内电阻C ．比值CO AO表示电源电动势D ．矩形OCDE 的面积表示电源的输出功率答案 ABD解析 由图象可知，D 点对应的路端电压大小可以用DE 表示，电路电流可以用OE 表示，外电路电阻R ＝U D I D ＝DE OE ，故A 正确；AC 段表示电源内电压，CD 表示电路电流，电源内阻r ＝U 内I ＝AC CD，故B 正确；电源的电动势E ＝U 内＋U 外＝AC ＋CO ＝AO ，故C 错误；电源的输出功率P ＝U 外I ＝CO ×OE ＝S OCDE ，故D 正确．3．(闭合电路欧姆定律的应用)如图11所示，电阻R 1＝8 Ω，R 2＝3 Ω，当开关S 接a 点时，理想电流表示数为1 A ；当开关S 接b 点时，理想电流表示数为2 A ．求电源的电动势和内阻．图11答案 10 V 2 Ω解析 开关S 接通a 时，E ＝I 1(R 1＋r )开关S 接通b 时，E ＝I 2(R 2＋r )代入数据：E ＝1×(8＋r )E ＝2×(3＋r )解得：E ＝10 V ，r ＝2 Ω.4．(闭合电路欧姆定律的应用)(2018·烟台市期末)如图12所示的电路中，电源电动势E ＝1.5 V ，内阻r ＝0.6 Ω，电阻R 1＝3 Ω，电阻R 2＝4 Ω，电阻R 3＝6 Ω.电压表为理想电表，闭合开关S ，求：图12(1)通过电源的电流大小；(2)电源的内电压和电压表的示数．答案 (1)0.25 A (2)0.15 V 0.6 V解析 (1)R 2、R 3并联后与R 1串联，则R 2、R 3并联电阻R 23＝R 2R 3R 2＋R 3＝2.4 Ω 干路电流I ＝E r ＋R 1＋R 23＝0.25 A (2)电源的内电压U r ＝Ir ＝0.15 V ，电压表的示数即为R 1、R 2的并联电压，U ＝IR 23＝0.6 V一、选择题考点一 闭合电路欧姆定律的理解与应用1．(多选)纯电阻电路中，若E 表示电动势，U 表示外电压，U ′表示内电压，R 表示外电路的总电阻，r 表示内电阻，I 表示干路电流，则下列各式中正确的是( )A ．U ′＝IRB ．U ′＝E －UC ．U ＝E ＋IrD ．U ＝R R ＋rE 答案 BD2.如图1所示的电路中，把R 由2 Ω改为6 Ω时，电流减小为原来的一半，则电源的内电阻应为( )图1A ．4 ΩB ．8 ΩC ．6 ΩD ．2 Ω 答案 D解析 根据闭合电路欧姆定律E ＝I (R ＋r )，当R ＝2 Ω时，E ＝I (2 Ω＋r )；当R ＝6 Ω时，E ＝I 2(6 Ω＋r )，解得r ＝2 Ω，故选D. 3.在如图2所示的电路中，当开关S 1断开、开关S 2闭合时，电压表的读数为3 V ；当开关S 1、S 2均闭合时，电压表的读数为1.8 V ，已知电压表为理想电表，外接电阻为R 、电源内阻为r .由以上数据可知R r 为( )图2A.53B.35C.23D.32答案 D解析 当开关S 1断开、开关S 2闭合时，电压表的示数等于电源的电动势，即E ＝3 V ．当开关S 1、S 2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R ∶r ＝U 外∶U 内＝1.8∶1.2＝3∶2，故选D.4．(多选)如图3所示电路中，电源电动势E ＝9 V 、内阻r ＝3 Ω，R ＝15 Ω，下列说法中正确的是( )图3A ．当S 断开时，U AC ＝9 VB ．当S 闭合时，U AC ＝9 VC ．当S 闭合时，U AB ＝7.5 V ，U BC ＝0D ．当S 断开时，U AB ＝0，U BC ＝0答案 AC解析 当S 断开时，U AC 与U BC 都等于电源电动势，A 正确，D 错误；当S 闭合时，U AC ＝U AB ＝ER ＋rR ＝7.5 V ，U BC ＝0，B 错误，C 正确．5．(多选)(2018·张家口市期末)如图4所示的电路中，电源的电动势为3.2 V ，电阻R 的阻值为30 Ω，小灯泡L 的额定电压为3.0 V ，额定功率为4.5 W ．当开关S 接位置1时，电压表的读数为3 V ，下列说法正确的是( )图4A ．电源的内电阻为4 ΩB ．小灯泡的电阻为2 ΩC ．当开关S 接到位置2时，小灯泡很暗D ．当开关S 接到位置2时，小灯泡两端的电压为3 V答案 BC解析 灯泡的额定电流I L ＝P L U L ＝4.53 A ＝1.5 A ，电阻R L ＝U L I L ＝31.5Ω＝2 Ω，当开关接1时，通过电阻R 的电流I ＝U R ＝330A ＝0.1 A ，根据闭合电路欧姆定律E ＝U ＋Ir ，代入得3.2＝3＋0.1r ，可得r ＝2 Ω，故A 错误，B 正确；当开关接2时，灯泡电流I L ′＝ER L ＋r ＝3.22＋2 A ＝0.8 A ，小于灯泡的额定电流，实际功率小于其额定功率，则灯泡L 不能正常发光，会很暗，此时灯泡两端的电压为U L ′＝I L ′R L ＝0.8×2 V＝1.6 V ，故C 正确，D 错误．考点二 路端电压与负载的关系6．(多选)电源电动势为E ，内阻为r ，向可变电阻R 供电．关于路端电压，下列说法中正确的是( )A ．因为电源电动势不变，所以路端电压也不变B ．当R 增大时，路端电压也增大C ．当干路电流I 增大时，路端电压也增大D ．因为U ＝E －Ir ，所以当I 增大时，路端电压减小答案 BD7．(2018·北师大附属实验中学期中)在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图5所示，M 是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻R M 发生变化，导致S 两端电压U 增大，装置发出警报，此时( )图5A ．R M 变大，且R 越大，U 增大越明显B ．R M 变大，且R 越小，U 增大越明显C ．R M 变小，且R 越大，U 增大越明显D ．R M 变小，且R 越小，U 增大越明显答案 C考点三 电源的U －I 图象的理解与应用8．(多选)如图6所示为某一电源的U －I 图线，由图可知( )图6A ．电源电动势为2 VB ．电源内电阻为13Ω C ．电源短路时电流为6 AD ．电路路端电压为1 V 时，电路中电流为5 A答案 AD解析 在U －I 图线中，纵轴截距表示电源电动势，A 正确；横轴截距表示短路电流，C 错误；图线斜率的绝对值表示电源的内电阻，则r ＝2－0.86Ω＝0.2 Ω，B 错误；当路端电压为1 V 时，内电阻分得的电压U 内＝E －U 外＝2 V －1 V ＝1 V ，则电路中的电流I ＝U 内r ＝10.2 A ＝5 A ，D 正确．9.(多选)如图7所示为闭合电路中两个不同电源的U －I 图象，则下列说法中正确的是( )图7A ．电动势E 1＝E 2，短路电流I 1>I 2B ．电动势E 1＝E 2，内阻r 1>r 2C ．电动势E 1>E 2，内阻r 1>r 2D ．当工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大答案 AD解析 由闭合电路欧姆定律知E ＝U ＋Ir .当I ＝0时U ＝E ，即U －I 图线和U 轴的交点就是电源电动势，两电源的电动势相等．当U ＝0时I ＝E r，由题图知，U －I 图线和I 轴的交点就是短路电流，则I 1>I 2，A 正确．而r ＝|ΔU ΔI|，即图线的斜率的绝对值表示电源的内阻，由题图知r 1<r 2，B 、C 错误．当工作电流变化量相同时，因为r 1<r 2，则电源2的路端电压变化较大，D 正确．二、非选择题10.(2018·时杨中学高二上期中)如图8所示电路中，电源电动势E ＝12 V ，内电阻r ＝1.0 Ω，电阻R 1＝9.0 Ω，R 2＝15 Ω，理想电流表A 的示数为0.4 A ，求电阻R 3的阻值和它消耗的电功率．图8答案 30 Ω 1.2 W解析 U 2＝I 2R 2＝6 V ，由闭合电路欧姆定律，有E ＝U 2＋I (R 1＋r )解得I ＝0.6 AI 3＝I －I 2＝0.2 A ，R 3＝U 3I 3，U 3＝U 2 解得R 3＝30 Ω，P 3＝I 3U 3＝1.2 W.11.(2018·哈师大附中期中)在如图9所示的电路中，R 1＝2 Ω，R 2＝R 3＝4 Ω，当开关K 接a 时，R 2上消耗的电功率为4 W ，当开关K 接b 时，电压表示数为4.5 V ，试求：图9(1)开关K 接a 时，通过电源的电流和电源两端的电压；(2)开关K 接b 时，电源的电动势和内电阻；(3)开关K 接c 时，通过R 2的电流．答案 (1)1 A 4 V (2)6 V 2 Ω (3)0.5 A解析 (1)开关K 接a 时，R 1被短路，由P 2＝I 2R 2得：通过电源的电流为：I ＝1 A电源两端的电压等于R 2两端的电压为：U ＝IR 2＝1×4 V＝4 V ；(2)由闭合电路欧姆定律得：当开关K 接a 时，有：E ＝U ＋Ir ，代入得：E ＝4＋r当开关K 接b 时，电压表示数为4.5 V ，有：E ＝U ′＋U ′R 1＋R 2r 联立解得：E ＝6 V ，r ＝2 Ω(3)当开关K 接c 时，通过R 2的电流为：I ′＝12·E R 1＋12R 2＋r ＝0.5 A. 12．如图10所示，甲图中变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的AC 、BC 两直线所示．不考虑电表对电路的影响．图10(1)电压表V 1、V 2的示数随电流表示数的变化图象应分别为U —I 图象中的哪一条直线？(2)定值电阻R 0、变阻器的总电阻R 分别为多少？(3)求出电源的电动势和内阻．答案 (1)见解析 (2)3 Ω 12 Ω (3)8 V 1 Ω解析 (1)电流增大，路端电压减小，定值电阻R 0分压增大，V 1指示电阻R 0两端电压，示数变化如AC 直线所示，V 2指示路端电压，示数变化如BC 直线所示．(2)根据欧姆定律，由题图乙可知，R 0＝ΔU AC ΔI AC ＝4.51.5Ω＝3 Ω. 当电流取最小值I 0＝0.5 A 时，变阻器的阻值最大，此时变阻器两端电压U R ＝U B －U A ＝(7.5－1.5)V ＝6 V ，总电阻R ＝U R I 0＝60.5Ω＝12 Ω. (3)根据闭合电路欧姆定律，路端电压与电流的关系是U ＝E －Ir所以BC 直线斜率的绝对值表示电源内阻，即r ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔU BC ΔI BC ＝7.5－62－0.5Ω＝1 Ω， 电动势E ＝U B ＋I 0r ＝(7.5＋0.5×1)V＝8 V ．。
高中物理第二章恒定电流闭合电路的欧姆定律教学设计新人教版选修3_1
四．电源的U—I图像
教学方法
问题探究
教学手段
实验
教
学
流
程
步入情境
演示实验的重要应用引入。
观察、回想、思考、生疑。
揭示本课教学目标，激发学生的学习兴趣。
设问
1
板书
电路的组成部分有哪些？
思考、回答
激发学思考,使学生形成发散性思维.
过渡：
板书
电路中电势的变化情况？
倾听、思考，列表达式
让学生全面复习电场内容
设问2
板书
如何推导出闭合电路的欧姆定律？
教
学
分
析
教材分析
重点
欧姆定律的推导和应用
难点
路端电压与电流（外电阻）关系的公式表示及图象表示。
德育点
激发学生学习物理的兴趣，培养学生严谨、求实的优良品质。
创新点
本节课在教学过程中，以演示实验和学生探究实验为基础，来创设良好的教学情景，激发学生学习的兴趣，引发认知上的冲突，让学生分享成功的快乐，增强学习的信心和动力。充分发挥多媒体课件的优势，变抽象为具体，化难为易，缩短每个教学环节的时间，为教学重点的突出，教学难点的突破，发展学生能力创造条件。
思考、回答。用能量的观点解决问题
培养学生分析能力
设问3
闭合电路的欧姆定律和部分电路的欧姆定律的区别于联系是什么？
学生思考、回答
掌握二者的区别
设问4
路端电压与负载的关系
电源的U —I图象
思考，带问题观看实验演示
学会分析问题、观察思考能力
板书设计
第七节闭合电路的欧姆定律
一．电路的组成部分
二．闭合电路欧姆定律的推导过程
高中物理第二章恒定电流2.7闭合电路欧姆定律学案新人教版选修3-1[1]
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2。
7 闭合电路欧姆定律【学习目标】1。
能够推导出闭合电路欧姆定律及其公式.2。
理解路端电压与负载的关系和功率表达式。
3. 应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题一、闭合电路的欧姆定律1.内、外电路（1) 概念：内电路是电源内部电路,外电路是电源外部电路．(2）特点：外电路中电流由电源______流向_____，沿电流方向电势_____,内电路中电流由电源_____流向_____，沿电流方向电势_____.2．闭合电路的欧姆定律(1) 内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成______，跟内、外电路的电阻之和成______.（2）公式:I＝错误!①或E＝________ ②或E＝_____＋______。
③(3)适用条件：①、②适用于外电路为________电路，③适用于一切电路。
二、路端电压与负载的关系1. 路端电压与电流的关系（1）路端电压的表达式,U＝________．U－I图象是一条斜向下的直线，如图所示(2）图象中U轴截距E表示电源的(3）I轴截距I0等于。
（4）图线斜率的绝对值表示电源的即2．路端电压随外电阻的变化规律(1）当外电阻R增大时，电流I减小，路端电压______．（2）当外电阻R减小时，电流I增大，路端电压______．（3)两个特例:外电路断开时，R→∞，I＝___，U＝____．据此特点可测电源电动势．外电路短路时，R＝0,I＝____，U＝____，据此特点可以理解不允许将电源两端用导线直接连接的原因．答案:一、1。
正极负极降低负极正极升高 2.正比，反比, U+IR，U+Ir 纯电阻电路二、1。
E-Ir，电动势，短路电流，内阻，r=IE短2。
增大，减小, 趋近于零, E，错误!,0知识点一对闭合电路的欧姆定律的理解1．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＝错误!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)①E＝U外＋Ir②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；知识点一对闭合电路的欧姆定律的理解【典例探究】【典例1】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。
2024-2025版高中物理第二章恒定电流7闭合电路的欧姆定律教案新人教版选修3-1
教学方法/手段/资源：
-讲授法：教师通过详细讲解，帮助学生理解闭合电路的欧姆定律知识点。
-实践活动法：教师设计实践活动，让学生在实践中掌握闭合电路的欧姆定律技能。
-合作学习法：学生通过小组讨论等活动，培养团队合作意识和沟通能力。
作用与目的：
-学生可以尝试阅读一些与电路设计相关的书籍，如《电子电路基础》、《电路设计与仿真》等，提升自己的电路设计能力。
-学生可以参与一些在线的科学讨论组，与其他学生或专业人士交流关于闭合电路的欧姆定律的问题，互相学习和进步。
-学生可以利用课余时间，自己设计一些简单的电路实验，如制作一个简单的串联电路或并联电路，观察电流和电压的变化，验证欧姆定律。
-帮助学生深入理解闭合电路的欧姆定律知识点，掌握相关技能。
-通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。
-通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。
3.课后拓展应用
教师活动：
-布置作业：教师根据闭合电路的欧姆定律课题，布置适量的课后作业，巩固学习效果。
-提供拓展资源：教师提供与闭合电路的欧姆定律课题相关的拓展资源，如书籍、网站、视频等，供学生进一步学习。
3.实验法：教师将引导学生参与实验，通过测量电路中的电流、电压、电阻等物理量，让学生亲身感受电流、电压、电阻之间的关系，从而加深对闭合电路的欧姆定律的理解。
教学手段：
1.多媒体设备：教师将利用多媒体设备，如PPT、视频等，展示电路图、实验现象等，让学生更直观的理解闭合电路的欧姆定律，提高学生的学习兴趣。
教师活动：
-发布预习任务：教师通过在线平台或班级微信群，发布预习资料，如PPT、视频、文档等，明确预习目标和要求。
高中物理 第2章 恒定电流 7 闭合电路的欧姆定律课时作业 新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-
7 闭合电路的欧姆定律根底夯实一、选择题(1～4题为单项选择题，5～7题为多项选择题) 1．关于闭合电路，如下说法正确的答案是( ) A ．电源短路时，放电电流为无限大 B ．电源短路时，内电压等于电源电动势 C ．用电器增加时，路端电压一定增大D ．把电压表直接和电源连接时，电压表的示数等于电源电动势 答案：B解析：电源短路时，R ＝0，放电电流I ＝E r，U 内＝E ，A 错误，B 正确；当并联用电器增加时，并联电阻变小，电路中的电流变大，内电压变大，路端电压变小，C 错误；当电压表直接和电源连接时，电压表不视为理想电表时，电路中有微小电流，内电路有一定的电势降落，D 错误。
2．一太阳能电池板，测得它的开路电压(电动势)为800mV ，短路电流为40mA ，假设将该电池板与一阻值为60Ω的电阻器连成一闭合电路，如此它的路端电压是( )A ．0.10VB ．0.20VC ．0.40VD ．0.60V答案：D 解析：r ＝E I 短＝0.80.04Ω＝20Ω，U ＝E R ＋rR ＝0.6V 。
3．一同学将变阻器与一只6V,6～8W 的小灯泡L 与开关S 串联后接在6V 的电源E 上，当S 闭合时，发现灯泡发光。
按此图的接法，当滑片P 向右滑动时，灯泡将( )A ．变暗B ．变亮C ．亮度不变D ．可能烧坏灯泡 答案：B解析：由图可知，变阻器接入电路的是PB 段的电阻丝，当滑片P 向右滑动时，接入电路中的电阻丝变短，电阻减小，灯泡变亮，B选项正确。
由于灯泡的额定电压等于电源电压，所以不可能烧坏灯泡。
4．(福建师大附中2014～2015学年高二上学期期末)在如下列图的电路中，开关S原来是闭合的，现将S断开，如此灯泡L亮度变化和电容器C带电量变化情况是( ) A．灯泡L变亮、电容器C带电量增加B．灯泡L变亮、电容器C带电量减少C．灯泡L变暗、电容器C带电量增加D．灯泡L变暗、电容器C带电量减少答案：A解析：由图可知，当开关闭合时，R2与L串联后与R3并联，再与R1串联；当开关断开时，R3断开，总电阻增大，总电流减小，R1分压与内电压减小，灯泡两端电压增大；故灯泡变亮；电容器并联在电源两端，因内电压减小，路端电压增大，故电容器两端电压增大，由Q＝UC可知，电容器带电量增加。
精选高中物理第二章恒定电流第二章恒定电流2-7闭合电路欧姆定律教案新人教版选修3-1
E I ( R r )即I
E Rr
２、表述：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻 之和成反比． 三、路端电压跟负载的关系 １、 路端电压: 【学生活动】在实验中观察 R 增大，电流减小，路端电压增大； R 减小，电流增大，路端
U E Ir
电压减小
２、两个特例：1）外电路断路时 2）外电路短路时 （四）课堂小结 （五）随堂检测
（一）学生活动，引入新课 学生活动： 动手连接闭合电路，观察路端电压和干路电流的大小变化。 感受电路中的电源电动势和路端电压，带着疑问进入教学。 外电路 （二） 新课教学 一、闭合电路 1、用导线把电源、用电器连成一个闭合电路。 教学过程 外电路:电源外部的用电器和导线构成外电路. 设计 内电路:电源内部是内电路. 2、闭合回路的电流方向
R , I 0 ,U外 E E R 0, I ,U 外 0 r
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1、 电动势 E=2V 的电源跟一个阻值 R=9Ω 的电阻接成闭合电路， 测得电源两端 电压为 1.8V，求电源的内电阻 r. 随堂检测 2、如图，三盏相同的灯泡如图连接。 试分析： 当 K1、K2、K3 逐次闭合时，两个电表的示数如何 变化？灯 L1 的明暗又如何变化？
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A
பைடு நூலகம்
L L L 3
2 1
K
K K 3
V
2 1
1、
闭合回路
外电路 内电路
2、闭合电路欧姆定律 板书设计
I
E Rr
（纯电阻电路）
E U Ir
3、路端电压与负载的关系:
（一切电路）
R , I ,U
本课以学生实验的形式导入，是一个冒险但是较受学生欢迎的方式，让 学生有最真实的体验。 课堂中的电路能量转化关系是闭合电路欧姆定律的推导部分，也是课堂 最核心的部分，让学生通过已有的知识自己动手进行推导，从而更加到位的 理解。 课后反思 在学生两次实验操作的过程中，学生的表现让我捕捉到了一部分生成性 资源，这让自己的课堂教学丰富了不少，同时也使得自己发现了设计中的不 足之处。如实验操作才完成后必须即使切断电源，实验之前必须将滑动变阻 器阻值调至最大保护电路。研究路端电压 U 和干路电流 I 的关系时，极个别 学生将电源短路连接，提醒自己在实验设计上没有加上保护电阻的缺失。
2017-2018学年高中物理第二章恒定电流第7节闭合电路的欧姆定律教学案新人教版选修3_1
第7节 闭合电路的欧姆定律一、闭合电路欧姆定律 1．闭合电路的组成及电流流向2．闭合电路中的能量转化如图271所示，电路中电流为I ，在时间t 内，非静电力做功等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt ＝I 2Rt ＋I 2rt 。
图2713．闭合电路欧姆定律二、路端电压与负载(外电阻)的关系1．闭合电路欧姆定律的表达式为I ＝ER ＋r，此式仅适用于纯电阻电路，其中R 和r 分别指外电阻和内电阻。
2．闭合电路内、外电压的关系为E ＝U 内＋U 外＝Ir ＋U 外，由此式可知，当电流发生变化时，路端电压随着变化。
3．当外电路断开时，路端电压等于电动势，当外电路短路时，路端电压为零。
图2721．路端电压与电流的关系 (1)公式：U ＝E －Ir 。
(2)U I 图像：如图272所示，该直线与纵轴交点的纵坐标表示电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻。
2．路端电压随外电阻的变化规律(1)外电阻R 增大时，电流I 减小，外电压U 增大，当R 增大到无限大(断路)时，I ＝0，U ＝E ，即断路时的路端电压等于电源电动势。
(2)外电阻R 减小时，电流I 增大，路端电压U 减小，当R 减小到零时，I ＝E r，U ＝0。
1．自主思考——判一判(1)如图273甲所示，电压表测量的是外电压，电压表的示数小于电动势。
(√)图273(2)如图乙所示，电压表测量的是内电压，电压表的示数小于电动势。
(×) (3)外电阻变化可以引起内电压的变化，从而引起内电阻的变化。
(×) (4)外电路的电阻越大，路端电压就越大。
(√) (5)路端电压增大时，电源的输出功率一定变大。
(×) (6)电源断路时，电流为零，所以路端电压也为零。
(×) 2．合作探究——议一议(1)假如用发电机直接给教室内的电灯供电，电灯两端的电压等于发电机的电动势吗？ 提示：不等于。
高中物理 第二章 恒定电流 第7节 闭合电路欧姆定律课件 新人教版选修3-1
(2)直线的斜率 E E 由 I0＝ r 得 r＝ ，所以直线斜率的绝对值就等于电源内阻， I0 直线斜率的绝对值越大，内阻 r 越大． (3)图象的面积 图线中某点横、 纵坐标的乘积 UI 为电源的输出功率， 即图中 矩形的“面积”表示电源的输出功率．
考查维度 1
闭合电路欧姆定律的计算
如图所示， 电源电动势为 6 V， 内阻为 1 Ω， R1＝5 Ω， R2＝10 Ω，滑动变阻器 R3 的阻值变化范围为 0～10 Ω，求电 路的总电流的取值范围．
2.对于纯电阻电路，电源的输出功率 P E2 ，当 R＝r 时，电源的输 （R－r）2 ＋4r R 出功率最大， 其最大输出功率为 P＝ E2 .电源输出功率随外电阻的变化曲线如图所示． 4r
出
＝I
2
E 2 R＝R＋r R＝
3．电源的效率：指电源的输出功率与电源的总功率之比，即 P出 IU U I2 R η＝ ＝IE＝ E.对于纯电阻电路，电源的效率 η＝ 2 P总 I （R＋r） R 1 ＝ ＝ ，所以当 R 增大时，效率 η 提高．当 R＝r(电 r R＋r 1＋R 源有最大输出功率)时，效率仅为 50%，效率并不高．
总
r)变大，所以 L3 两端的电压(UL3＝E－
UL1－U 内)变小，通过 L3 的电流 IL3 变小，所以 L3 变暗；由于 I 总变大，IL3 变小，所以通过 L2 的电流(IL2＝I 总－IL3)一定增 大，L2 变亮，选 B.
3.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)的示数分别为 1.6 V 和 0.4 A．当 S 断开时，它们的示 数各变 0.1 V 和 0.1 A，求电源的电动势和内阻．
W＝10.9 W.
(2)当 r＝R＋R0，即 R＝4.5 Ω 时，电源的输出功率最大，最 大值为
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第7节闭合电路的欧姆定律一、闭合电路的欧姆定律┄┄┄┄┄┄┄┄①1．描述闭合电路的几个基本物理量用导线把电源、用电器连接起来就构成了闭合电路，如图所示。
(1)内电路：电源内部的电路叫做内电路，其电阻叫做内电阻，通常用r表示；闭合电路中，通常用U内表示Ir，它是内电路的电势降落，即内电路两端的电压，称为内电压。
(2)外电路：电源两极之间的外部电路叫做外电路，其电阻叫做外电阻；闭合电路中，通常用U外表示IR，它是外电路的电势降落，即外电路两端的电压，称为外电压，也常称为路端电压，简单地记为U。
(3)内、外电路的特点：外电路中电流由电源正极流向负极，沿电流方向电势降低；内电路中电流由电源负极流向正极，沿电流方向电势升高。
2．闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。
(2)公式：I＝ER＋r；适用范围：纯电阻电路。
(3)常用的变形公式及适用范围：E＝U外＋U内或U外＝E－Ir；适用范围：任何闭合电路。
①[判一判]1．电源的两端可以用导线直接连在一起(×)2．外电路断开时，路端电压就是电源的电动势(×)3．用电压表直接与电源两极相连，电压表的示数略小于电源的电动势(√)二、路端电压与负载的关系┄┄┄┄┄┄┄┄②1．路端电压与外电阻的关系U外＝E－U内＝E－ER＋rr结论：(1)R增大→U外增大。
(2)外电路断路时U外＝E。
(3)外电路短路时U外＝0。
2．路端电压与电流关系：U外＝E－Ir。
[注意] 部分电路欧姆定律的UI图象与闭合电路欧姆定律的UI图象比较②[选一选]一个闭合电路，是由电池供电的，外电路是纯电阻时，以下说法正确的是( ) A．当外电阻增大时，路端电压增大B．当外电阻减小时，路端电压增大C．当外电阻减小时，电路中的电流减小D．电池的内阻越小，外电阻变化时，路端电压的变化越大解析：选A 根据U＝E－Ir，当外电阻增大时，I减小，U增大，A正确，B错误；根据I＝ER＋r，C错误；再根据U＝E－Ir，ΔU＝ΔIr，故D错误。
1.解决闭合电路问题的一般步骤(1)认清电路中各元件的连接关系，画出等效电路图。
(2)求总电流I：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势，可用闭合电路的欧姆定律直接求出，若内、外电路上有多个未知电阻，可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流I；当以上方法都行不通时，可以应用联立方程求出I。
(3)根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流。
(4)当外电路含有非纯电阻元件时(如电动机、电解槽等)，不能应用闭合电路的欧姆定律求解干路电流，也不能应用部分电路欧姆定律求解该部分的电流，若需要时只能根据串、并联的特点或能量守恒定律计算得到。
2．闭合电路中的几个关系式[典型例题]例1.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，求电源的电动势及电阻。
[解析] 当S闭合时，由闭合电路欧姆定律得U1＝E－I1r即E＝1.6＋0.4r①当S断开时，由闭合电路欧姆定律得U2＝E－I2r即E＝(1.6＋0.1)＋(0.4－0.1)r②由①②得E＝2 V，r＝1 Ω[答案] 2 V 1 Ω[即时巩固]1．如图所示，当开关S断开时，电压表示数为3 V，当开关S闭合时，电压表示数为1.8 V，则外电阻R与电源内阻r之比为( )A．5∶3B．3∶5 C．2∶3 D．3∶2解析：选D S断开时，电压表的示数等于电源的电动势，即：E＝3 V，S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R∶r＝U外∶U内＝1.8∶1.2＝3∶2。
闭合电路中只要电路的某一部分发生变化，就会影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化。
其分析的一般思路为(1)明确电路结构，即电路各元件的连接方式。
(2)明确局部电阻的变化和外电路总电阻R总的变化。
(3)运用I总＝ER总＋r判断I总的变化。
(4)运用U内＝I总r判断U内的变化。
(5)运用U外＝E－U内判断U外的变化。
(6)运用电学公式实行定性分析各支路相关量变化。
[注意]对于有电压变化的闭合电路问题，由E＝U外＋U内可知：内、外电路电压变化的绝对值相等，即|ΔU外|＝|ΔU内|。
[典型例题]例2.如图所示电路，电源内阻不可忽略。
开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中( )A．电压表与电流表的示数都减小B．电压表与电流表的示数都增大C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．电压表的示数减小，电流表的示数增大[解析] 滑动变阻器R0的滑片向下滑动的过程中，R0接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，总电流变大，电源的内电压变大，外电压变小，电压表的示数变小，R1两端的电压变大，R2两端的电压变小，电流表的示数变小，A正确。
[答案] A[点评] 直流电路动态分析思路基本思路是“部分→整体→部分”，即从阻值变化入手，由串、并联规律判知R总的变化情况，再由欧姆定律判知I总和U端的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判知各部分的变化情况。
[即时巩固]2.如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r。
当滑动变阻器的滑片P向b移动时，电压表的读数U 1与电压表的读数U2的变化情况是( )A．U1变大，U2变小B．U1变大，U2变大C．U1变小，U2变小D．U1变小，U2变大解析：选A 滑片P向b移动时，滑动变阻器连入电路中的有效阻值增大，干路中的总阻值增大，总电流变小，内电压变小，外电压变大，即U1变大，由于总电流变小，所以U2变小，故选项A正确。
1.电源的三种功率2.电源的输出功率如图所示为电阻R 与电源构成的一个闭合电路，电源的电动势为E ，内电阻为r ，则电源的输出功率为P 出＝UI ＝RE 2R ＋r2＝E 2R －r 2R＋4r 由上式可以看出：(1)当R ＝r 时，电源的输出功率最大，P m ＝E 24r。
(2)当R >r 时，随着R 的增大输出功率越来越小。
(3)当R <r 时，随着R 的增大输出功率越来越大。
(4)P 出与R 的关系如图所示。
3．电源的效率(1)定义：输出功率跟电路消耗的总功率的比值，表达式为η＝P 出P 总＝UI EI ＝U E。
(2)若外电路为纯电阻电路，则η＝P 出P 总＝U E ＝IR I R ＋r ＝R R ＋r ＝II ＋rR，外电路电阻越大，电源效率越高。
[注意](1)电源输出功率越大，效率不一定越高，如电源输出功率最大时，效率只有50%。
(2)判断可变电阻功率变化时，可将可变电阻以外的其他电阻看成电源的一部分内阻。
(3)当P 输出<P m 时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R 1、R 2，且R 1·R 2＝r 2。
[典型例题]例3.如图所示，电源的电动势E ＝9.0 V ，内阻r ＝2.0 Ω，固定电阻R 1＝1.0 Ω，R 2为可变电阻，其阻值在0～10 Ω范围内调节。
当R 2＝________时，R 1消耗的电功率最大；当R 2＝________时，R 2消耗的电功率最大。
[解析] 电源的输出功率P ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫E R ＋r 2R ＝E 2R R －r 2＋4Rr ，当R ＝r 时，输出功率最大。
在本题中，因R 1是定值电阻，据P ＝I 2R ，当电流I ＝Er ＋R 1＋R 2最大，即R 2＝0时，R 1消耗的电功率最大，欲使R 2消耗的电功率最大，可将R 1＋r 看作电源的等效内阻，应用上面的结论，当R 2＝R 1＋r ＝3.0 Ω时，R 2消耗的电功率最大。
[答案] 0 3.0 Ω例4.如图所示，线段A 为某电源的U I 图线，线段B 为某电阻的U I图线，当上述电源和电阻组成闭合电路时，求：(1)电源的输出功率P 出多大？(2)电源内部损耗的电功率是多少？ (3)电源的效率η多大？[解析] (1)从A 的图线可读出电源电动势E ＝3 V ，内阻r ＝E I m ＝36Ω＝0.5 Ω从图象的交点可读出路端电压U ＝2 V ， 电路电流I ＝2 A则电源的输出功率为P 出＝UI ＝4 W(2)电源内部损耗的电功率P 内＝I 2r ＝2 W (3)电源的总功率为P 总＝IE ＝6 W 故电源的效率为η＝P 出P 总×100%≈66.7% [答案] (1)4 W (2)2 W (3)66.7% [点评] 利用U I 图线解题的注意点电源的U I 图线与电阻的U I 图线的物理意义不同，前者是路端电压与电路电流的函数关系，后者是加在电阻两端的电压与通过的电流的函数关系。
从图象中能知道哪些物理量及从两个图象能求出哪些物理量是解题的关键。
[即时巩固]3．电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。
在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中U 为路端电压，I 为干路电流，a 、b 为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa 、ηb 。
由图可知ηa 、ηb 的值分别为( )A.34、14B.13、23 C.12、12 D.23、13解析：选D 电源效率η＝U E ，E 为电源的总电压(即电动势)，根据图象可知U a ＝23E ，U b ＝13E ，D 正确。
1．有两个相同的电阻R ，串联起来接在电动势为E 的电源上，通过每个电阻的电流为I ，若将这两个电阻并联起来，仍接在该电源上，此时通过一个电阻R 的电流为2I /3，则该电源的内阻是( )A ．RB ．R /2C ．4RD ．R /8解析：选C 由闭合电路欧姆定律得，两电阻串联时I ＝E 2R ＋r ，两电阻并联时23I ＝12·ER2＋r ，解得r ＝4R ，故选C 。
2．[多选]如图是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论正确的是( )A ．电源的电动势为6.0 VB ．电源的内阻为12 ΩC ．电源的短路电流为0.5 AD ．电流为0.3 A 时的外电阻是18 Ω解析：选AD 由于该电源的U I 图象的纵轴坐标不是从零开始的，纵轴上的截距虽为电源的电动势，即E ＝6.0 V ，但横轴上的截距0.5 A 并不是电源的短路电流，且内阻应按斜率的绝对值计算，即r ＝|ΔU ΔI |＝6.0－5.00.5－0Ω＝2 Ω，由闭合电路欧姆定律可得，电流I＝0.3 A 时外电阻R ＝E I－r ＝18 Ω，故选项A 、D 正确。
3．[多选]如图所示电路中，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 AB ．此时理想电流表的示数是3 AC ．电源的内阻是1 ΩD ．电源的内阻是2 Ω解析：选AC 如题图所示，电压表测量的是路端电压，电流表测的是通过R 的电流，由部分电路欧姆定律可得U ＝IR ，故I ＝2 A ；再由闭合电路欧姆定律得E ＝U ＋Ir ，将I ＝2 A 、U ＝4 V 、E ＝6 V 代入可得r ＝1 Ω，故选项A 、C 正确。