高中物理人教必修三第12章第1节5欧姆表的原理学案
人教版{）高中物理必修3第12章第2节闭合电路的欧姆定律 教案
闭合电路的欧姆定律教学设计电源、用电器连成闭合电路，那么电路中的电流大小与哪些因素有关？为什么多接几个小灯泡之后，会比之前要暗呢？今天我们就学习这方面的知识学生观察图片并思考为什么多接几个小灯泡之后，会比之前要暗呢？引起学生学习的兴趣讲授新课一、认识闭合电路闭合电路1.闭合电路：由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路。
2.外电路：用电器和导线组成的电路是外电路。
3.内电路：电源内部是内电路。
二、电动势思考：你能说出闭合电路中外电路和内电路中电流的方向吗?在外电路中，电流方向由正极流向负极；在内电路中，电流方向为负极流向正极。
观察“闭合电路”图片，说出闭合电路、内电路和外电路学生思考回答锻炼学生的观察能力和语言表达能力温故而知新为下面的问题做铺垫在金属导体中，能够自由移动的电荷是自由电子。
但电流的方向为正电荷移动的方向，下面按正电荷的移动进行讨论。
思考与讨论1:在外电路中，正电荷由电源正极流向负极。
如果电路中只存在静电力的作用，会发生什么情况？参考答案：电源正极的正电荷与负极的负电荷很快就会中和，电路中不能维持稳定的电流。
思考与讨论2:为什么电源能让外电路中能维持稳定的电流？这是因为电源能把负极的正电荷经过电源内部不断地搬运至正极。
所以能让外电路中能维持稳定的电流。
思考与讨论3:电源的这种能力是怎么来的呢？在电源内部，存在着由正极指向负极的电场。
在这个电场中，静电力阻碍正电荷向正极移动。
因此，在电源内部要使正电荷向正极移动，就一定要有一种与静电力方向相反的力作用于电荷，我们把这种力叫作非静电力。
即电源把正电荷从负极搬运到正极的过程中，非静电力做功，电荷的电势能增加。
1.从能量转化的角度看，电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
学生阅读课文并回答问题锻炼学生的自主学习的能力和理解问题解决问题的能力在化学电池中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能；在发电机中，非静电力是电磁作用，它使机械能转化为电势能思考与讨论：想一想，不同电源把其他形式的能转化为电势能的本领相同吗？参考答案：不同电源把其他形式的能转化为电势能的本领一般不同，电动势就是反映电源把其他形式的能转化为电势能本领强弱的物理量。
一轮复习-导学案51-欧姆表的原理和使用-教师版
“东师学辅” 导学练·高三物理（51）欧姆表的原理和使用【考情分析】见学案45知识整理1.请将本节课所涉及的知识点整理于此。
（概念，规律，公式，注意事项）欧姆表电路图：测量原理：I=Er+R0+R g+R x，R x和I一一对应，I和指针偏角一一对应。
电源内置，电流红进黑出。
编制口诀：欧姆表，真奇特，零刻线，在右侧；刻度线，不均匀，阻值越大越密集，换档位，要调零，莫嫌麻烦记心中。
2.本节课还有哪些概念不理解？哪些地方没听懂？哪些方法还不会使用？例题精析【典例1】如图所示，为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流I g = 300uA，内阻R g = 100Ω，滑动变阻器R的最大阻值为10KΩ，电池的电动势E = 1.5V，内阻r = 0.5Ω，图中与接线柱A相连的表笔颜色是色，若按正确使用方法测量电阻R x时，指针指在刻度盘的正中央，则R x = kΩ.【典例2】如图所示，为一正在测量中的多用电表表盘。
（1）如果是用直流10V档测量电压，则读数为V。
（2）如果是用100Ω档测电阻，则读数是Ω（3）如果是用直流5mA档测量电流，则读数为 mA。
2014-2015学年上学期巩固练习1.2.【1. BC 2.BD】3.【答案】4.（05北京，22）“黑盒子”表面有a、b、c三个接线柱，盒内总共有两个电学元件，每两个接线柱之间只可能连接一个元件。
为了探名盒内元件的种类及连接方式，某位同学用多用电表进行了如下探测：第一步：用电压挡，对任意两个接线柱正、反向测量，指针均不发生偏转；第二步：用电阻×100Ω挡，对任意两个接线柱正、反向测量，指针偏转情况如图1所示。
⑴第一步测量结果表明盒内___________。
⑵图2示出了图1[1]和图1[2]中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值，_______Ω；图3示出了图1[3]中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是_______Ω。
⑶请在涂的接线柱间，用电路符号画出盒内的元件及连接情况。
12.2 闭合电路的欧姆定律 教案-【新教材】人教版(2019)高中物理必修三
《多用电表的原理》教学设计【教材分析】“多用电表”是人教版高中物理必修3第十一章第五节的内容，它是电流表、电压表改装学完后，研究欧姆表的改装问题，又是闭合电路欧姆定律的深化和实际应用，因此，把本节内容放在《闭合电路的欧姆定律》之后。
学生通过本节课的学习，既能巩固电学问题的分析思路，加深对闭合电路欧姆定律的理解，激发学生的学习兴趣，培养学生合作、探究、交流能力，具有很重要的实际意义。
【学情分析】学生在初中已经学过电磁感应现象，知道产生感应电流的条件是闭合电路的一部分切割磁感线；知道电流的磁效应（奥斯特实验）；了解条形磁铁、马蹄形磁铁、通电直导线、通电螺线管等都能产生磁场；知道改变磁通量的方法（文科要求掌握改变B和改变S两种方法），包括改变通电螺线管的磁场的方法，会连接简单电路。
在实验操作方面，为了提高课堂效率，教师提前把表格设计好，并在导学单上给与适当提示。
【素养目标】1、能画出欧姆表的内部电路图，能写出被测电阻Rx与电流表示数I的关系。
2、能说出利用闭合电路欧姆定律测量导体电阻的方法，能说出如何把电流表表盘改装成欧姆表的表盘。
3、能够判断多量程多用电表简化电路中开关扳到不同位置测量的物理量和量程。
【教学重难点】教学重点：欧姆表测电阻的原理和多用电表的原理教学难点：多用电表的制作原理，欧姆表表盘刻度的特点。
【教学方法】演示实验法、类比法、启发讨论、探究法等教学环节教学设计过程师生互动过程设计意图一、情境引入创设问题情境：教师提问，初中时学生会想到伏安法。
幻灯片展示表头图片，通过回忆复述表头改装成电压表和量程较大的电流表的原理，提问，能利用这个表头改装成直接测电阻的仪表吗?给学生提供我们如何测量电阻？一个合理的思维空间，便于课堂的生成。
一．欧姆表的原理幻灯片展示课本例题，学生练习，教师巡视，找两名同学黑板上展示。
例1.如图1电源的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,电流表满偏电流Ig=10 mA,电流表电阻7.5Ω,A、B为接线柱.(1)用导线把A、B直接连起来,此时应把可变电阻R1调节为多少才能使电流表恰好达到满偏电流？(2)调到满偏后保持R1的值不变,在A、B间接一个150Ω的电阻R2,电流表指针指着多少刻度的位置?(3)如果把任意电阻R接在A、B间, R的值与电流表读数有什么关系？2.订正答案。
高中物理人教必修三第12章第1节闭合电路的欧姆定律 讲义
2 闭合电路的欧姆定律1.知道电源的作用，了解电路中静电力和非静电力做功与能量转化的关系，知道电动势的概念.2.能够根据能量守恒定律推导闭合电路的欧姆定律.3.掌握闭合电路的欧姆定律并会分析路端电压与负载的关系．一、电动势1．非静电力的作用：把正电荷从负极搬运到正极，同时在该过程中非静电力做功，使电荷的电势能增加．2．电源(1)定义：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置．(2)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，静电力做正功，电势能转化为其他形式的能．3．电动势(1)电动势：在电源内部，非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功W 与被移送电荷量q 的比值．(2)定义式：E ＝W q.单位：伏特(V)． (3)物理意义：反映电源非静电力做功本领大小的物理量．(4)决定因素：由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路无关．二、闭合电路欧姆定律及其能量分析1．闭合电路中的能量转化(1)时间t 内电源输出的电能(等于非静电力做功的大小)为W ＝Eq ＝EIt .(2)时间t 内外电路产生的内能为Q 外＝I 2Rt .内电路产生的内能为Q 内＝I 2rt .(3)根据能量守恒定律，在纯电阻电路中应有W ＝Q 外＋Q 内，即EIt ＝I 2Rt ＋I 2rt .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 ＝E R ＋r. (3)另一种表达形式：E ＝U 外＋U 内．即：电源的电动势等于内、外电路电势降落之和．三、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 .一、电动势1．静电力和非静电力(1)静电力是带电体之间通过电场相互作用的力，非静电力是指除静电力外能对电荷移动起作用的力 .(2)非静电力的来源①在化学电池(干电池、蓄电池)中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能．①在发电机中，非静电力是电磁作用，它使机械能转化为电势能．2．静电力与非静电力做功的比较(1)非静电力只存在于电源内部，因此非静电力只在电源内部对电荷做功．通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能．(2)静电力存在于整个闭合电路上，所以在电路中任何部位静电力都要做功．静电力做功将电能转化为其他形式的能．3．电动势(1)电源的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，即非静电力移送相同电荷量的电荷做功越多，则电动势越大．(2)公式E ＝W q是电动势的定义式而不是决定式，E 的大小与W 和q 无关，是由电源自身的性质决定的，不同种类的电源电动势大小不同．(3)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．二、闭合电路的欧姆定律1.内、外电路中的电势变化如图所示，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．2．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．三、路端电压与负载的关系1．路端电压与负载的关系：U＝E－U内＝E－ER＋rr，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图像：如图所示是一条倾斜的直线，图像中U轴截距E表示电源电动势，I轴截距I0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．1．如图所示电路中，R、0R为定值电阻，C为电容器，0t=时闭合开关S，在t t=0时刻断开S，下列关于流过电阻R的电流i随时间t变化的图象中，可能正确的是()A．B．C．D．2．将三个不同的电源1、2、3的U-I图线画在同一坐标轴上，如图所示，其中1和2平行，它们的内阻分别是r1、r2、r3，电动势分别是E1、E2、E3，则它们间的关系是（）A．r1=r2＜r3，E1﹥E2=E3B．r1﹥r2﹥r3，E1=E2＜E3C．r1﹥r2=r3，E1＜E2=E3D．r1=r2﹥r3，E1=E2﹥E3R的滑片向下滑动的过程中，下列3．如图所示电路，电源内阻不可忽略，开关S闭合后，在滑动变阻器说法正确的是（）A．电压表的示数增大，电流表的示数减小B．电压表的示数减小，电流表的示数增大C．电压表与电流表的示数都增大D．电压表与电流表的示数都减小4．在如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下移动时，下列选项正确的是（）A．A1的示数增大，A2的示数减小B ．A 1、A 2的示数均增大C ．电源的输出功率减小D ．电源的效率增大5．如图所示，接通电键S ，灯泡L 1、L 2都正常发光。
高中物理人教必修三第12章第1节 闭合电路欧姆定律(三)欧姆表的原理练习题(解析版)
第十二章 电能 能量守恒定律 12.2 闭合电路欧姆定律（三）欧姆表的原理一、单选题：1.欧姆表的内部电路如图所示，已知电流计的电阻为R g ，滑动变阻器接入电路的阻值为R 0，电源的电动势和内阻分别为E 、r .下列说法正确的是( )A ．欧姆表的工作原理是闭合电路的欧姆定律B ．电路图中左侧的表笔为黑表笔C ．欧姆表表盘的最左端为欧姆“0”刻度D ．欧姆表表盘的中间刻度值为R 中＝r ＋R g 答案 A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；“∞”刻度在刻度盘的最左端，C 错误；当欧姆表指针指在中间位置时，I g 2＝E R 0＋R g ＋r ＋R x ，I g ＝ER 0＋r ＋R g ，所以R x＝R g ＋R 0＋r ，即中间刻度值为R 中＝r ＋R g ＋R 0，D 错误． 2．关于多用电表刻度盘上的刻度，下列说法正确的是( ) A ．测量电压、电流和电阻时，所用的刻度都是均匀的B ．测量电阻时，各挡位的测量范围都是0～∞，所以测量不需要选择挡位C ．电阻挡的零刻线与电压挡的零刻线重合D ．电阻挡的零刻线与电流挡的满刻线重合 答案 D3．一个用满偏电流为3 mA 的电流表改装成的欧姆表，调零后用它测量500 Ω的标准电阻时，指针恰好指在刻度盘的正中间．如用它测量一个未知电阻时，指针指在1 mA处，则被测电阻的阻值为() A．1 000 Ω B．5 000 Ω C．1 500 Ω D．2 000 Ω答案A解析设欧姆表的内阻为R内，由闭合电路欧姆定律知：3×10－3 A＝ER内，1.5×10－3 A＝ER内＋500 Ω，所以R内＝500 Ω，E＝1.5 V，又1×10－3 A＝ER内＋R x，所以R x＝1 000 Ω，故选A.4.多用电表的下半部分如图甲所示，标有“2.2 V0.25 A”字样的小灯泡已接入电路，当多用电表的两表笔分别与小灯泡两端的接线柱a、b相接(如图乙所示)，下列想法合理的是()A．若选择开关拨到“Ω”挡的“×1”处，可测量小灯泡的电阻B．若选择开关拨到“V”挡的2.5处，可测量小灯泡的电阻C．若选择开关拨到“V”挡的2.5处，可测量小灯泡两端的电压D．若选择开关拨到“mA”挡的250处，可测量小灯泡中的电流答案C5.某个多用电表的面板如图2所示，若表头满偏电流为1 mA，内阻为1 kΩ，所用电池的电动势为1.5 V，内阻为0.5 Ω，使用欧姆“×1”挡，若把多用电表的红、黑表笔短接时，表针恰好指在电流满刻度处．若B、C、D平分表示刻度的那段圆弧AE，则测电阻时，刻度D处对应的电阻阻值是()A．1 500 Ω B．1 000 Ω C．500 Ω D．0答案C解析 欧姆表内阻：r ＝E I ＝ 1.51×10－3 Ω＝1 500 Ω，当指针指在D 时，34I ＝ER ＋r ，得R ＝500 Ω，故选C. 6.如图所示为欧姆表的原理示意图．其中，电流表的满偏电流为300 μA ，内阻r g ＝100 Ω，调零电阻最大值R ＝50 kΩ，串联的定值电阻R 0＝50 Ω，电池电动势E ＝1.5 V ．用它测量电阻R x ，能准确测量的阻值范围是( )A ．30～80 kΩB ．3～8 kΩC ．300～800 ΩD ．30～80 Ω答案 B解析 用欧姆表测量电阻，指针指在表盘中央附近时测量结果比较准确．当电流最大时，I g ＝ER 内，其中R 内为欧姆表的内阻，得R 内＝E I g ＝ 1.5300×10－6 Ω＝5 000 Ω，用它测量电阻R x ，当指针指在表盘中央时12I g ＝ER 内＋R x ，得R x ＝2EI g －R 内＝5 000 Ω，故能准确测量的阻值范围是5 kΩ附近，选项B 正确．二、多选题7.下列关于多用电表欧姆挡的说法中，正确的是( )A ．表盘刻度是不均匀的，从零刻度处开始，刻度值越大处，刻度越疏B ．红表笔是与表内的电源正极相连的C ．测电阻时，首先要把红、黑表笔短接进行调零，然后再去测电阻D ．为了减小误差，应尽量使指针指在中间刻度附近 答案 CD8.下列说法中正确的是( )A ．欧姆表的每一档测量范围都是0到∞B．欧姆表只能用来粗略地测量电阻C．用欧姆表测电阻，指针越接近刻度中央误差越大D．用欧姆表测电阻，指针越靠近刻度右边误差越小【解析】根据改装原理，电阻为零对应电流的最大值即满偏值，电阻为∞对应电流为零，因指针表示的电流可从零到最大变化，则电阻可测量的范围为零到∞，且每一档均可，A正确；使用欧姆表时，指针指中央附近误差较小，故C、D错误；用欧姆表测量电阻，读数误差较大，故是一种粗测法，B正确．【答案】AB9.关于多用电表表面上的刻度线，下列说法中正确的是()A．直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的，可以共用一个刻度B．电阻刻度是不均匀的C．电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线相对应D．电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线不对应【解析】电流表和电压表零刻度线在左侧，最大值在右侧，刻度均匀．欧姆表零刻度线在右侧，最大值在左侧，不均匀．【答案】ABC三、非选择题10.把一量程6 mA、内阻100 Ω的电流表改装成欧姆表，电路如图6所示，现备有如下器材：A.电源E＝3 V(内阻不计)；B.变阻器0～100 Ω；C.变阻器0～500 Ω；D.红表笔；E.黑表笔．(1)变阻器选用________．(2)红表笔接________端，黑表笔接________端．(填“M”或“N”)(3)按正确方法测量R x，指针指在电流表2 mA刻度处，则电阻值应为________；若指在电流表3 mA刻度处，则电阻值应为________．答案(1)C(2)N M(3)1 000 Ω500 Ω解析(1)两表笔直接接触时，调节变阻器的阻值使电流达到满偏I g＝ER g＋R0，解得R0＝400 Ω，故变阻器应选C.(2)红表笔接内部电源的负极，黑表笔接内部电源的正极，所以红表笔接N端，黑表笔接M端．(3)电流I＝2 mA时，有I＝ER g＋R0＋R x，解得R x＝1 000 Ω.电流I′＝3 mA时，I′＝ER g＋R0＋R x′，解得R x′＝500 Ω.11.如图所示是把量程为3 mA的电流表改装成欧姆表的示意图，其中电源电动势E＝1.5 V．改装后若将原电流表3 mA刻度处定为零阻值位置，则2 mA刻度处应标________ Ω，1 mA刻度处应标________ Ω.答案250 1 000解析欧姆表内阻：R内＝EI m＝1.53×10－3Ω＝500 Ω，电流为2 mA时，R＝EI1－R内＝250 Ω；电流为1 mA时，R′＝EI2－R内＝1 000 Ω.12.如图所示是欧姆表的工作原理图．(1)若表头的满偏电流为I g＝500 μA，干电池的电动势为1.5 V，求灵敏电流表的电流刻度值为50 μA、250 μA 时对应的欧姆表的电阻值．(2)这个欧姆表的总内阻为______ Ω，表针偏转到满刻度的13时，待测电阻为______ Ω.答案 (1)2.7×104 Ω 3×103 Ω (2)3 000 6 000解析 (1)对应电流“0”刻度和满偏电流“500 μA”的电阻刻度分别为“∞”和“0”．由闭合电路的欧姆定律得，调零时：I g ＝E R g ＋r ＋R 0，所以欧姆表的总内阻R 内＝R g ＋r ＋R 0＝E I g ＝3 000 Ω.测量电阻R x 时：I ＝ER 内＋R x ，R x＝E I －R 内，当I ＝50 μA 时，R x ＝ 1.550×10－6 Ω－3 000 Ω＝3×104 Ω－3×103 Ω＝2.7×104Ω.同理可求出电流为250 μA 时，对应的电阻为3×103 Ω.(2)由(1)知，欧姆表的总内阻R 内＝3 000 Ω，当表针偏转到满刻度的13处时，I ′＝13I g .R x ′＝E I ′－R 内＝ 1.5500×10－63Ω－3 000 Ω＝6 000 Ω. 13.如图所示为J0411多用电表示意图．其中A 、B 、C 为三个可调节的部件．某同学在实验室中用它测量一阻值约为1～3 kΩ的电阻．他测量的操作步骤如下：(1)调节可动部件________，使电表指针指向________． (2)调节可调部件________，使它的尖端指向________位置．(3)将红黑表笔分别插入正负插孔中，笔尖相互接触，调节可动部件________，使电表指针指向________位置．(4)将两只表笔分别与待测电阻两端相接，进行测量读数．(5)换测另一阻值为20～25 kΩ的电阻时，应调节B ，使它的尖端指向“×1 k”的位置，此时还必须重复步骤________，才能进行测量，若电表读数如上图所示，则该待测电阻的阻值是________． 【答案】 (1)A 左边零刻度处 (2)B “×100”的倍率档 (3)C 右边最大刻度处 (5)(3) 22 kΩ。
欧姆表原理及应用(高中物理实验专题课件)
姆挡的倍率是下列四个选项中的
__B__(填字母代号).
A.×1 C.×100
B.×10 D.×1 k
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如题图丙所示，当表头满偏时有 Ig＝RE内 当表头半偏时有12Ig＝R内＋E Rx 结合题图丁可知此时R内＝Rx＝150 Ω 代入数据可得E＝1.5 V 该图像的函数关系式为 I＝R内＋E Rx＝1501＋.5 Rx (A) 多用电表欧姆挡的内阻为R内＝150 Ω，而表盘中间刻度为15 Ω，故倍 率是“×10”，B正确.
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当电流表满偏时，滑动变阻器接入电路的阻值为 R0＝IEg－r＝(200×1.510－6－5) Ω＝7 495 Ω 电流表的示数I1＝30 μA时，由闭合电路欧姆定律可知， 表盘上30 μA刻度处所对应的阻值为 R1＝IE1－IEg＝30×1.150－6 Ω－7 500 Ω＝42 500 Ω 故对应的刻度值为42.5.
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(2)某实验小组的同学设计了如图乙所示的电路来测量未 知电阻Rx的阻值，电路中接有恒定电压U，实验时，该小 组的同学将多用电表的旋钮扳到直流电流挡后，接在了图 乙中的a、b间，则与a点相连接的应为图甲中的__n__(填 “m”或“n”)端；
由题图乙可知a点连接的为正极，故应与多用电表的红表笔相连接， 由多用电表使用过程中电流总是“红进黑出”，可知n端为红表笔.
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(3)连接好电路后闭合开关，多次调节电阻箱的阻值，同时记录电阻箱的 阻值R和多用电表示数I，根据得到的实验数据描绘出了如图丙所示的图 像，已知多用电表直流电流挡的内阻RA＝5 Ω，则图乙中Rx＝_1_9_5__ Ω， U＝__8__ V.
12.2.2闭合电路的欧姆定律人教版(2019)高中物理必修第三册教案
课时教案第 12 单元第 3 案总第 26 案课题：§12. 2.2 闭合电路的欧姆定律（约2课时）【教学目标与核心素养】1．理解闭合电路中的能量转化关系2．掌握闭合电路欧姆定律，并能解决有关问题3．掌握路端电压与负载的关系，掌握电路结构变化题的一般解法4．掌握闭合电路的U-I图像【教学重点】1．闭合电路欧姆定律及应用2．闭合电路的U-I图像和部分电路的U-I【教学难点】1．闭合电路的U-I图像和部分电路的U-I【教学过程】复习回顾：1．电源：把其它形式的能转化为电能的装置；在电源内部，非静电力做功，将其它形式的能转化为电能，在电源外部，静电力做功，电能转化为其它形式的能，沿电流方向电势降低。
2．电动势：⑴电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领，大小是由电源中非静电力的特性决定的，在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移到正极所做的功。
⑵电动势的符号是 E ，是标量。
但电动势有方向，规定：在内部由负极指向正极。
⑶电动势的大小等于没有接入电路时两极间的电压。
引入：初中我们学习过，导体中的电流I 跟导体两端的电压U 成正比，在闭合电路中，电路中的电流遵循什么规律呢？【新课教学】三、闭合电路欧姆定律1．理论探究电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。
用电流做功的多少可以量度电能转化为其他形式能的多少。
如右图，在时间t 内，电源输出的电能为W qE = q It =联立两式得：W EIt = ①外电路消耗的电能转化为内能： Q I Rt =2外 ② 内电路消耗的电能转化为内能： Q I rt =2内 ③ 根据能量守恒定律：W Q +Q =外内 ④联立以上四式得： E IR Ir =+变式得：E IR r =+2．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。
这个结论叫作闭合电路的欧姆定律。
适用条件：外电路为纯电阻电路，即U外=IR若用U外表示外电压，它是外电路的电势降落，U内表示内电压，它是内电路的电势降落，则闭合电路欧姆定律也可以写为E U+U=外内即：电源电动势等于内外电势降落之和或：E=Ir+U U= E- Ir适用条件：一切电路均适用。
2020-2021学年高中物理人教版必修第三册教案 第12章
电路中的能量转化【教学目标】1．理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，理解电功的公式，能进行有关的计算。
2．理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。
3．知道电功率和热功率的区别和联系。
4．通过推导电功的计算公式和焦耳定律，培养分析、推理能力。
【教学重点】电功和电热的计算。
【教学难点】电流做功的表达式的推导，纯电阻电路和非纯电阻电路在能量转化过程中的区别。
【教学过程】一、创设情景，导入新课教师：用电器通电后，可以将电能转化成其他形式的能量，请同学们列举生活中常用的用电器，并说明其能量的转化情况。
学生举例：1．电灯将电能转化为内能和光能。
2．电炉将电能转化为内能。
3．电动机将电能转化为机械能。
4．电解槽将电能转化为化学能。
教师：用电器把电能转化成其他形式能的过程，就是电流做功的过程。
电流做功的多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢？本节课我们学习关于电功和电功率的知识。
二、新课教学（一）电功和电功率请同学们思考下列问题：（1）电场力的功的定义式是什么？（2）电流的定义式是什么？答：电场力的功的定义式。
电流的定义式如图所示，一段电路两端的电压为 U，由于这段电路两端有电势差，电路中就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流 I。
在时间 t 通过这段电路上任一横截面的电荷量 q 是多少？这相于在时间 t 内将这些电荷 q 由这段电路的一端移到另一端。
在这个过程中，电场力做了多少功？电场力做功的功率是多少？这些公式分别用语言怎么描述？教师讲解：在时间 t 内，通过这段电路上任一横截面的电荷量在这一过程中，电场力做的功电场力做功的功率为电功：电流在这一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压 U、电路中的电流 I 和通电时间 t 三者的乘积。
电流做功的功率等于这段电路两端的电压 U、电路中的电流 I 的乘积。
在国际单位制中，电功的单位是焦耳，简称焦，符号 J。
电功常用单位是千瓦时，俗称“度”，符号是 kW·h.1kW·h 表示功率为 1kW 的用电器正常工作 1h 所消耗的电能。
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欧姆表的原理
【知识梳理】
一、欧姆表的构造及原理(欧姆表的改装)
1．情景：如图电路中电源的电动势E＝1.5V，内阻r＝0.5Ω，电流表满偏电流I g＝10mA，电流表的电阻R g＝7.5Ω，A、B为接线柱。
(1)用一条导线把A、B直接连起来，此时应把R调节为多少，才能使电流表恰好达到满偏电流？
I g＝
E
R g＋R＋r
解得R＝142Ω
(2)调至满偏后保持R不变，在A、B间接接入一个150Ω的定值电阻R0，电流表指针指着多少刻度的位置？
I＝E
R g＋R＋r＋R0
解得I＝5mA
(3)如果把任意电阻R x接在A、B间，电流表读数I与R x的值有什么关系？
I＝E
R g＋R＋r＋R x 解得R x＝
E
I―R g＋R＋r＝
1.5V
I―150Ω
总结分析：当红、黑表笔之间接有未知电阻R x时，有I＝
E
R g＋R＋r＋R x，即R x
＝
E
I―
R g＋R＋r。
故每一个未知电阻R x都对应一个电流值I。
我们将刻度盘上电流的刻度换成所对应的R x的值，这样就改装成一个测量电阻的仪器了。
2．欧姆表改装
(1)构造：欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成。
欧姆表内部电阻R
内
＝R g＋R＋r，外部接被测电阻R x，全电路总电阻R总＝R g＋R＋r＋R x＝R内＋R x。
(2)改装说明：
①红、黑表笔短接(被测电阻R x＝0)时，调节调零电阻R，使电流表指针达到满偏，
有I＝I g＝
E
R g＋R＋r，这一过程叫欧姆调零。
满偏电流I g
处可标电阻大小为“0”。
(图甲)
②红、黑表笔断开(R x→∞)时，指针不偏转，有I＝0。
可以在I＝0处标电阻大小为“∞”。
(图乙)
③当R x＝R g＋R＋r时，指针偏转到表盘中间，有I＝I g
2，此时R x等于欧姆表的内阻
值R
，称为中值电阻。
内
④但是由于I与R是非线性关系，虽然表盘上电流刻度是均匀的，但对应的电阻刻度却是不均匀的，且越靠近“∞”越密。
二、多用电表档位电路示意图
如图所示，多用电表是由一只小量程的电流表与若干元件组成的，每进行一种测量时，只使用其中一部分电路，其他部分不起作用。
(1)当S接通1或2时，表头与电阻并联，所以1、2为电流挡，由于并联阻值的大小不同，量程也不同，1的量程较大。
(2)当S接通3或4时，接通内部电源，此时为欧姆挡，4的倍率比3的倍率高。
(3)当S接通5或6时，表头与电阻串联，此时为电压挡，由于串联的阻值不同，6的量程比5的量程大。
【巩固训练】
1．如图是一个多用表欧姆挡内部电路示意图。
电流表满偏电流0.5 mA、内阻10 Ω；电池电动势1.5 V、内阻1 Ω；变阻器R0阻值0～5 000 Ω。
(1)该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5 V刻度的，当电池的电动势下降到1.45 V、内阻增大到4 Ω时仍可调零。
调零后R0阻值将变________(选填“大”或“小”)；若测得某电阻阻值为300 Ω，则这个电阻的真实值是________ Ω。
(2)该欧姆表换了一个电动势为1.5 V，内阻为10 Ω的电池，调零后测量某电阻的阻值，其测量结果________(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
[解析](1)由闭合电路欧姆定律：I g＝
E
R g＋r＋R0得：R0
＝
E
I g－R g－r，因为式中E变
小，r变大，故R0将减小；因为该欧姆表的刻度是按电池电动势为E＝1.5 V刻度的。
测得某电阻阻值为300 Ω时，电流表中的电流I＝
E
R＋RΩ，其中RΩ
＝
E
I g，当电池电动势
下降到E′＝1.45 V时，此时欧姆表的内阻R′Ω＝E′
I g，由闭合电路的欧姆定律得I＝
E′
R′＋R′Ω，
解得真实值R′＝290 Ω。
(2)该欧姆表换了一个电动势为1.5 V，内阻为10 Ω的电池，调零后测量某电阻的阻值的测量结果准确，因为电源的内阻的变化，可以通过调零电阻的阻值的变化来抵消。
[答案](1)小290(2)准确
2．某课外兴趣小组利用图甲所示电路测量多用电表内电池的电动势和欧姆挡“×1”挡内部电路的总电阻。
使用的器材有：多用电表；电流表(量程200 mA，内阻为几欧)；滑动变阻器(最大阻值30 Ω)；导线若干。
甲乙
丙
回答下列问题：
(1)将多用电表挡位调到欧姆挡“×1”挡，再将红表笔和黑表笔________，调零点。
(2)将图甲中多用电表的黑表笔和________(填“1”或“2”)端相连，红表笔和另一端相连。
(3)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零。
此时多用电表和电流表的读数分别为5.0 Ω和150.0 mA。
从测量数据可知，电流表的内阻为________ Ω。
(4)将滑动变阻器滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图乙所示，这时电流表的示数如图丙所示。
多用电表和电流表的读数分别为________ Ω和________ mA。
(5)多用电表欧姆挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图所示。
根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为______ V，欧姆挡“×1”挡内部电路的总电阻为________ Ω。
(结果保留2位有效数字)
[解析](1)使用多用电表测电阻前，应首先将红、黑表笔短接进行欧姆调零。
(2)多用电表电流为“红进黑出”，图甲中外电路电流由2到1，所以黑表笔应连2端。
(3)当滑动变阻器接入电路的阻值为零时，多用电表所测电阻为外电路电阻，即电流表内阻，所以电流表内阻为5.0 Ω。
(4)根据表盘上最上面的刻度线读数可知，结果为10×1 Ω＝10 Ω，由图丙知电流表读数为128 mA。
(5)由闭合电路欧姆定律得E＝I1(r A＋R内)，E＝I2(R外＋R内)，代入数据解得E＝4.4 V，R内＝24 Ω。
[答案](1)短接(2)2(3)5.0(4)10128(5)4.424
[练3]如图所示为多量程多用电表的示意图。
(1)当接通1或2时,为______________(选填“电流”“电阻”或“电压”)挡。
1的量程比2的量程______________(选填“大”或“小”)。
(2)测量某电阻时,用欧姆挡“×10”挡时,发现指针偏转角度过大,他应该换用欧姆挡
__________(选填“×1”或“×100”)挡。
换挡后,在测量前要先进行__________。
(3)该同学要测量多用电表直流“2.5 V”挡的内阻R V(约为20 kΩ)。
除此多用电表外,还有以下器材:直流电源一个(电动势E为3 V,内阻可忽略不计)、电阻一个(阻值R为10 kΩ)、开关一个、导线若干。
要求:①在方框中画出实验电路图(多用电表用表示);
②写出R V的表达式__________(用字母表示,并说明所用字母的物理意义)。
【解析】(1)将电流计改装成电流表时要并联电阻分流,所以1、2是电流挡;并联电阻越小,分流越大,则改装的电流表量程越大,故1位置的量程较大。
(2)因偏转角度过大,则电阻小,要用小量程的,选择“×1”挡,换挡后电路改变,要重新进行欧姆调零。
(3)①实验电路图如图所示。
②在设计的电路图中,多用电表与电阻串联,通过它们的电流相等,所以有U
R V =E-U
R
,因此
R V=UR
E-U
,其中U为多用电表直流“2.5 V”挡的读数,R为10 kΩ,E为电源的电动势。
答案:(1)电流大(2)×1欧姆调零(3) ①如图②R V＝UR
E―U。