12.2 闭合电路的欧姆定律(二)闭合电路欧姆定律 2021学年新教材高中物理必修三(新人教版)
20-21版：12.2 闭合电路的欧姆定律 第2课时 闭合电路的动态分析 欧姆表的原理（步步高）
图10
123
解析 欧姆表是根据闭合电路的欧姆定律制成的，A正确； 电流从红表笔进，黑表笔出，B错误； “∞”刻度在欧姆表表盘的最左端，C错误； 当欧姆表指针指在中间刻度值时， I2g＝R0＋RgE＋r＋Rx，Ig＝R0＋Er＋Rg， 所以Rx＝Rg＋R0＋r，即中间刻度值为R中＝r＋Rg＋R0，D正确.
随堂演练
1.(闭合电路的动态分析)在如图8所示的电路中，三只相同的灯泡L1、L2、
L3，当滑动变阻器的滑动触头向b端移动时
A.L1变亮，L2、L3变暗
√B.L1、L2变亮，L3变暗
C.L1、L3变暗，L2变亮
D.L1、L3变亮，L2变暗
图8
123
2.(闭合电路的动态分析)(多选)如图9所示，电源电动势为E，内阻为r，
解析 当R2所在位置温度升高时R2阻值减小，外电路总电阻减小，总电 流增大，电流表的示数增大，R1两端的电压U1＝IR1增大，故A、C错误；
总电流增大，内电压增大，则路端电压U＝E－Ir减小，并联部分的电 压减小，所以灯泡L变暗，故B正确； 通过L的电流减小，而总电流增大，则通过R2的电流增大，故D错误.
知识深化 闭合电路动态问题的分析方法 (1)程序法 ①分析电路，明确各部分电路的串、并联关系及电流表或电压表的测量 对象； ②由局部电阻变化判断总电阻的变化； ③由 I＝R＋E r判断总电流的变化； ④据U＝E－Ir判断路端电压的变化； ⑤由欧姆定律及串、并联电路的规律判断各部分的电路电压及电流的变化.
图3
解析 当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，滑 动变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小， 由 I＝R外E＋r知总电流增大，通过 L2 的电流增大，L2 变亮； 由U并＝E－I(RL2＋r)知，滑动变阻器与L1并联部分电压减小，电压表示 数变小，L1变暗，D正确.
12.2 闭合电路欧姆定律第二课时(课件)高二物理(人教版2019必修第三册)
(1)程序法： R局
增大
减小
→ R总
增大
减小
→ I总
减小
增大
→ U总
增大
U分
→
I分
减小
(2)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动
变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论。
02. 一个常用结论——串反并同
高中物理必修第三册
1.“串反”是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流
4r
R
功率最大,但效率
P
Pm
只有百分之五十。
2
E
4r
O
r
R
2
E
当R r时，Pm
4r
（外电阻为纯电阻电路）
第三部分
闭合电路
动态分析
高中物理必修第三册
01. 动态电路的特点与分析方法
1.动态电路的特点
断开或闭合开关、滑动变阻器的滑片移动、电阻
增大或减小，导致电路电压、电流、功率等的变
化。
100%
100%
r
I (R r)
Rr
1
R
r
R增大时电
源效率提高
高中物理必修第三册
02. 电源的最大输出功率
输出功率：P出=P- P内=IE- I2r=I U外= I2 R外
当R=r时,电源输出
5.电源最大输出功率：
2
E R
P出 IU I R
(R r)2
2
E2
(R r)2
功率和效率
高中物理必修第三册
01. 闭合电路的功率和效率
1．电源提供的功率： P总 IE
高中物理：闭合电路的欧姆定律
高中物理：闭合电路的欧姆定律【知识点的认识】1．闭合电路欧姆定律（1）内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比。
（2）公式：①I＝（只适用于纯电阻电路）；②E＝U外+Ir（适用于所有电路）。
2．路端电压与外电阻的关系：一般情况U＝IR＝•R＝，当R增大时，U增大特殊情况（1）当外电路断路时，I＝0，U＝E＝，U＝0（2）当外电路短路时，I短【命题方向】（1）第一类常考题型是对电路的动态分析：如图所示，电源电动势为E，内阻为r，当滑动变阻器的滑片P处于左端时，三盏灯L1、L2、L3均发光良好。
在滑片P从左端逐渐向右端滑动的过程中，下列说法中正确的是（）A．小灯泡L1、L2变暗B．小灯泡L3变暗，L1、L2变亮C．电压表V1、V2示数均变大D．电压表V1、V2示数之和变大分析：在滑片P从左端逐渐向右端滑动的过程中，先分析变阻器接入电路的电阻如何变化，分析外电路总电阻的变化，由闭合电路欧姆定律分析干路电流的变化，即可由欧姆定律判断L2两端电压的变化，从而知道灯泡L2亮度的变化和电压表V2示数的变化。
再根据路端电压的变化，分析灯泡L3亮度的变化和电压表V1示数的变化；根据干路电流与L3电流的变化，分析L1电流的变化，即可判断灯泡L1亮度的变化。
根据路端电压的变化，判断两电压表示数之和的变化。
解：B、滑片P向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，整个闭合回路的总电阻变大，根据闭合欧姆定律可得干路电流I＝变小，灯泡L2变暗，故B错误。
C、灯泡L2两端电压U2＝IR2变小，即电压表V2示数变小，电压表V1的读数为U1＝E﹣I （r+R2），变大，故C错误。
A、小灯泡L3变亮，根据串、并联电路的特点I＝I1+I3，I减小，I3＝变大，则通过小灯泡L1的电流I1减小，小灯泡L1变暗，故A正确。
D、电压表V1、V2示数之和为U＝E﹣Ir，I减小，U增大，故D正确。
故选AD。
点评：本题首先要搞清电路的连接方式，搞懂电压表测量哪部分电路的电压，其次按“局部→整体→局部”的思路进行分析。
12.2闭合电路欧姆定律+教学设计-2022-2023学年高二上学期物理人教版(2019)必修第三册
闭合电路欧姆定律内容：物理必修第三册第十二章第二节《闭合电路欧姆定律》执教：黄景茂一、教学目标：1.会分析区分闭合电路中的外电路和内电路，外电阻和内电阻等。
2.经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程。
体验功能转化和能量守恒定律在电路中的具体应用，理解内、外电路的能量转化。
3.理解内外电路的电势降落，理解闭合电路欧姆定律。
4.学会用闭合电路欧姆定律分析路端电压和负载的关系，能对具体的电路和U-I图像进行分析和计算。
二、教学重点：理解闭合电路中内外电路的电势降落，理解闭合电路欧姆定律。
三、教学难点：U-I图像分析，对具体电路进行分析和计算。
四、教学过程：（一）课堂导入教师活动：复习串并联电流、电压、电阻相关规律和电功率的基本知识。
（PPT展现）教师活动：问题，如电路图，依次闭合开关S1、S2、S3，第一个灯泡L1亮度变花情况。
教师活动：进行演示实验。
学生活动：观察实验现象，得到实验结果与以前学电学理论矛盾，引起疑问。
为什么灯泡的亮度会发生改变呢？教师活动：得出实验结论：灯泡逐渐变暗，进而引出本节课内容《闭合电路欧姆定律》。
二、新课教学1.分析闭合电路的构成、电流、电势等教师活动：简单复习欧姆定律以及其应用范围，强调以前学习的局部电路欧姆定律是有对应范围，突出“局部电路”条件。
学生活动：复习回顾欧姆定律，强化对局部电路欧姆定律应用范围“局部”的理解。
教师活动：提出闭合电路（全电路）的概念和结构组成，并对闭合电路分为内电路和外电路进行分析。
外电路有外电阻，内电路有内电阻（内阻）学生活动：初步建立闭合电路的概念，区分内外电路、内外电阻，负载的概念。
教师活动：通过电路图等分析闭合电路电流方向。
学生活动：跟着老师引导分析闭合电路内外电路的电流方向。
教师活动：通过图像分析闭合电路中电势变化情况。
学生活动：在老师引导下，分析闭合电路中电势变化。
2.推导闭合电路欧姆定律教师活动：引导学生对闭合电路中的内外电路消耗电能和电源非静电力做功进行计算。
2022-2023学年人教版必修三 12-2 闭合电路的欧姆定律 教案
12.2闭合电路的欧姆定律〖教材分析〗本节内容从功能关系认识了电动势的概念，这仅是在内电路中。
然后把它推广到整个电路进而得到闭合电路欧姆定律。
本节内容是整个电路知识的核心，具有承上启下的作用。
通过本课的学习更加强化了能量守恒的普遍性，强化学生能量观念，能用能的转化和守恒的观点分析解决电路问题，充分体会功能关系在物理学中的重要地位。
〖教学目标与核心素养〗物理观念：树立电路能量观念，能够根据能量守恒定律推导出闭合电路的欧姆定律。
科学思维：理解闭合电路的欧姆定律的推导过程，体会它在内外电路的电势降落上的一致性。
科学探究：通过对生活中闭合电路的欧姆定律的应用的分析，增加学生对物理知识喜爱。
领会运用闭合电路的欧姆定律解决问题的优越性。
科学态度与责任：通过电路能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题。
〖教学重点与难点〗重点：1.理解闭合电路的欧姆定律的内容，应用定律进行有关讨论。
2.路端电压与负载的关系。
难点：路端电压与负载的关系。
〖教学准备〗多媒体课件〖教学过程〗一、新课引入图中小灯泡的规格都相同，两个电路中的电池也相同。
多个并联的小灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡暗。
如何解释这一现象呢?(播放动图，我们把小灯泡一个一个的接入电路，然后在一个一个的断开）根据我们前面学习的知识，并联电路，加在灯泡两端的电压较之前相比应该是都一样的，灯泡发光较之前也应该是一样的。
因为电源有内阻，我们学习完这节课就知道了。
二、新课教学（一）电动势1.认识电路①闭合电路：由导线、电源、用电器连成的电路。
②外电路:在电源外部的用电器和导线构成外电路。
③内电路:电源内部是内电路。
所以这个内外电路是相对电源来说的，外电路有电阻导线，内电路是有电阻的，简称内阻。
这是高中和初中认识电源的一个很大的区别。
2.电路中电流的方向在金属导体中，能够自由移动的电荷是自由电子，其他导体中正电荷也是可以移动的，其实正负电荷移动的效果是一样的，为了描述方便我规定电流的方向为正电荷移动的方向。
12.2 闭合电路的欧姆定律 课件-高二上学期物理人教版(2019)必修第三册
，所以也有电阻,用符号r表示。
3.电池的容量:电池放电时能输出的总电荷量。
单位：安·时(A·h)
毫安·时(mA·h)
手机待机时间长短和哪个参数有关?
电动势
【小结】
定义
W
E=
q
符号
E
单位
V
作用
提高电荷的电势能，维持电路两端电压不变
数值
不接用电器时电源两端的电压
1.闭合电路的结构：
外电路
导线、电源、用电器
2.外电路:电源外部的电路
内路
3.内电路:电源内部的电路
闭合电路
【问题探究】我们知道要使灯泡发光，电路得是闭合的.当电路闭合
时，电源外部与内部的正电荷移动方向一样吗？
+
+
+
+
+
+
+
-
+
+
+
+
-
闭合电路
+
+
+
+
非静电力
做功把其
他形式能
量转化为
电能
V
R2
A
课堂小结
一、电动势
1.定义
2.物理意义
3.特点
4.电动势与电势差的比较
二、闭合电路欧姆定律
三、路端电压与负载的关系
1.两种特殊情况
2.电源的外部特性曲线
四、 闭合电路中的动态分析
1.程序法
1.内容
2.串反并同
2.公式
3.特殊值法与极限法
电势升中有降，升高E，并降低Ir
2022年新教材高中物理12-2闭合电路的欧姆定律讲义新人教版必修第三册
2 闭合电路的欧姆定律1．理解闭合电路欧姆定律及其表达式并能熟练地用来解决有关的电路问题； 2．理解路端电压与负载的关系。
1．静电力做功与非静电力做功的区别。
2．电动势的定义及理解。
3．理解闭合电路的欧姆定律。
4．分析闭合电路的动态变化问题。
一、电动势1．闭合电路：由导线、电源和用电器连成的电路。
用电器和导线组成外电路，电源内部是内电路。
2．非静电力：在电源内部把正电荷从负极搬运到正极的力。
3．电源：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
4．电动势(1)物理意义：表征电源把其他形式的能转化为电势能的本领。
(2)定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比。
(3)定义式：E ＝W q。
(4)单位：伏特，符号是V 。
二、闭合电路欧姆定律及其能量分析1．部分电路欧姆定律：I ＝U R。
2．内电阻：电源内电路中的电阻。
3．闭合电路中的能量转化：如图所示，A 为电源正极，B 为电源负极，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 。
4．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)常见的变形公式：E ＝U 外＋U 内。
三、路端电压与负载的关系1．负载：外电路中的用电器。
2．路端电压：外电路的电势降落。
3．路端电压与电流的关系 (1)公式：U ＝E －Ir 。
(2)结论：①外电阻R 减小→I 增大→U 减小。
②外电路断路→I ＝0→U ＝E 。
③外电路短路→I ＝E r→U ＝0。
(3)电源的U I 图像知识点一 对电动势的理解1．概念理解(1)电源的种类不同，电源提供的非静电力性质不同，一般有化学力、磁场力(洛伦兹力)、涡旋电场力等。
(2)不同电源把其他形式的能转化为电能的本领是不同的。
2022年新教材高中物理12-2闭合电路的欧姆定律基础练新人教版必修第三册
112.2 闭合电路的欧姆定律一、单选题1．如图所示，用两节干电池点亮几个小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，以下说法错误的是( )A ．灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗B ．各灯两端电压在灯多时较低C ．通过电池的电流在灯多时较大D ．电池输出功率灯多时较大 【答案】D【解析】由于电灯并联在电路中，所以接入电路的电灯越多，总电阻越小，电路的总电流越大，电源的内电压越大，路端电压越低，流过每个灯的电流越小，每个电灯越暗，由于未知电池的内阻，故无法判断电池何时输出功率最大，选项A 、B 、C 正确，选项D 错。
故选D 。
2．在图所示的电路中，R 1、R 2是定值电阻，当滑动变阻器滑片向上移动时( )A ．电压表示数变大，电流表示数变小B ．电压表示数变小，电流表示数变大C ．电压表示数变大，电流表示数变大D ．电压表示数变小，电流表示数变小 【答案】B【解析】根据题意，由题图可知，电流表与滑动变阻器串联而电压表与滑动变阻器并联，当向上移动滑片时滑动变阻器接入电路的阻值变小，再根据结论“串反并同”，可知电流表示数变大而电压表示数变小，B 选项正确。
故选B 。
3．阻值相等的四个电阻、电容器C 及电池E (内阻可忽略)连接成如图所示电路。
开关S 断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为Q 1；闭合开关S ，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q 2。
Q 1与Q 2的比值为( )A ．25B ．12C ．35D ．23【答案】C【解析】S 断开时等效电路图如图甲所示甲电容器两端电压为U 1＝ER ＋23R ×23R ×12＝15E ； S 闭合时等效电路图如图乙所示乙电容器两端电压为U 2＝ER ＋12R ×12R ＝13E ， 由Q ＝CU 得Q 1Q 2＝U 1U 2＝35，故选项C 正确。
故选C 。
4．如图所示电路中，由于某处出现了故障，导致电路中的A 、B 两灯变亮，C 、D 两灯变暗，故障的原因可能是( )A ．R 1短路B ．R 2断路C ．R 2短路D ．R 3短路3【解析】A 灯在干路上，A 灯变亮，说明电路中总电流变大，由闭合电路欧姆定律可知电路的外电阻减小，这就说明电路中只会出现短路而不会出现断路，选项B 错误；因为短路部分的电阻变小，分压作用减小，与其并联的用电器两端的电压减小，C 、D 两灯变暗，A 、B 两灯变亮，这说明发生短路的电阻与C 、D 两灯是并联的，而与A 、B 两灯是串联的，观察电路中电阻的连接形式，只有R 3短路符合条件，故选项A 、C 错，D 正确。
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（适用范围：纯电阻电路）
⑴
是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压。
⑵
是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压。
电动势与内电压和外电压的关系
电路中的能量转化
三.路端电压与负载的关系
路端电压与负载的关系
由路端电压: U E Ir
I E Rr
【探究结论】 R增大，电流减小，路端电压增大 R减小，电流增大，路端电压减小
那么： E IR Ir
外电路
R
S
内电路
即： I E Rr
Er
——闭合电路的欧姆定律
闭合电路欧姆定律
电路中电势变化情况：
U内 E
U外
E
r
R
S
结论：E = U外+ U内
电++流
电动+ 势
二.闭合电路欧姆定律
1.内容：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。
2.公式： I E Rr
(2)当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大?最大值Pm为多少?
Er 其他形式能
问题2：这些电能在哪些地方转化成其他形式能量？
外电路 W外 UIt
内电路 W内 I 2rt
根据能量守恒定律,有： W非 W外 W 内
能量关系： EIt UIt I 2rt
功率关系： EI UI I 2r
电压关系：
E U Ir
【探究结论】
E U外 U内
如果外电路是纯电阻电路，
外电路
IR
部 分 电 路
闭 合 电 路
U I
A BR
S
Er
内电路 根据欧姆定律可知：
I
U
R
闭合电路中的 电流I与哪些 因素有关呢？
一.闭合电路
1.闭合电路的结构：
用导线把电源、用电器 连成闭合电路.
外电路: 电源外部的电路(用电器和 导线构成). 内电路: 电源内部的电路.
外电路
Rs
Er
内电路
2.闭合回路的电流方向
E U1 U2
【理论探究：闭合电路中电流I大小的决定因素】
情景：电源电动势为E,内阻为r,与一个负载接成闭合电路，设负
载两端电压为U ,电路中电流为I ,通电时间为t。 问题1.电源内部非静电力做了多少功？ I 负载
能量如何转化？ S
W非 Eq EIt
AB
非静电力做功
电流做功
化学能
电能
W非 Eq EIt
实际的电源可分解成不计内阻的理想电源和一个内阻两部分
电路中的电势变化情况
（1）在外电路中，沿电流方向电势降低。 （2）在内电路中，一方面，存在内阻，沿电流方向电势也降低；另一方面，沿电流方 向存在电势“跃升”——BC 和DA化学反应层。
电源电动势：BC＋DA
AB
A C
DC
A
B
D B
内部分析
电源电动势等于内外电路电势降落之
P总
E
对纯电阻电路,电源的效率为:
I 2R 100% R 100% 1 100%
I 2(R r)
Rr
1 r
R
5.电源最大输出功率
P IU I 2R
E2R (R r)2
E2 (R r)2
4r
R
当R
r时，Pm
E2 4r
P Pm
O
r
R
例4.已知如图，E =6V，r =4Ω,R1=2Ω，R2的变化范围是0－10Ω。 求：
O
②在横轴上的截距表示电源的短路电流
短路
θ I短 I
I短
E r
③图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害。
【例1】在下图中，R1＝14Ω，R2＝9Ω，当开关S切换到位置1时，电流 表的示数为I1＝0.2A;当开关S切换到位置2时，电流表的示数为I2＝ 0.3A。求电源的电动势E和r。
(思考：本题其实是测量Βιβλιοθήκη 源电动势和内阻的一种方法，若把安培表换
成电压表，还能测出电源电动势和内阻吗？)
解: 得:
E I1R1 I1r E I2R2 I2r
E 3.0V
r 1
例2.在U-I图象中，由图象做出的下列判断中，正确的是（ACD ）
A.被测电池的电动势为1.5V B.被测电池的内电阻为2.0Ω C.外电路短路时的电流约为3.0A D.从图象的A点变化到B点，外电路电阻变小
断路(R→∞ I=0)
两 短路(R=0)
种
AB
特 殊
AB
A
情
D
B
况
A
C
D
C B
（1）外电路断路时 （2）外电路短路时
R ，I 0，U端 E
R
0，I
E r
，U
端
0
2.电源的外部特性曲线
——路端电压U随电流I变化的图象。
(1)图象的函数表达式
U
断路
U E Ir
E
(2)图象的物理意义
①在纵轴上的截距表示电源的电动势E。
四.闭合电路中的功率关系
由于闭合电路中内、外电路的电流相等，
由 E U内 U外 得 IE IU内 IU 外 1．电源提供的功率（电源功率）： P总 IE
2．电源的输出功率（外电路得到的功率）：P外 IU外
3．电源内阻上的热功率：P内 IU内 I 2r
4. 供电效率: P外 100% U外
U/V
1.5
A
1.0
B
0.5
O 1 2 3 4 I/A
例3.如图所示的电路中,电源电动势为12V,内阻为2Ω,四个电阻的阻
值已在图中标出。闭合开关S,下列说法正确的有 ( AC) A.路端电压为10 V B.电源的总功率为10 W C.a、b间电压的大小为5V D.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1A
新人教版 必修三
第十二章 电能 能量守恒定律
第2节 闭合电路的欧姆定律（一） 闭合电路欧姆定律
问题引入： 图中小灯泡的规格都相同，两个电路中的电池也相同。多个并联的小
灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡暗。如何解释这一现象呢？
由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路（closed circuit）。用电器和导线组成外电路，电源内部是内电路。
在外电路中，电流方向由正极流向负极，沿电流方向电势降低。
在内电路中，通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流
方向由负极流向正极。
+
+
+
+
R
+
+
+ +
+
+
-
+ +
内电路与外电路中的总电流是相同的。
问题探究：闭合电路中电势如何变化？
R
化学反 应层
A D CB
E ,r
电路中的电势变化情况: 不能忽略的一个问题，电源有内阻
①电源的最大输出功率； ②R1上消耗的最大功率； ③R2上消耗的最大功率。
① 2.25W；② 2W；③ 1.5W。
R2 R1
Er
例5.如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表．当电阻箱读数为R1=2Ω时，电压表读数U1=4V；当电阻箱读数为R2=5Ω 时，电压表读数为U2=5V．求： (1)电源的电动势E和内阻r。