人教版高二物理选修3-1课时达标第二章第7节闭合电路的欧姆定律
2019-2020年人教版高中物理选修3-1 第2章 第7节 闭合电路的欧姆定律(教案)
2019-2020年人教版高中物理选修3-1 第2章第7节闭合电路的欧姆定律（教案）【知识与技能】1、能够推导出闭合电路的欧姆定律及其公式，知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。
2、理解路端电压与负载的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题。
3．掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。
知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。
4、熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题。
5、理解闭合电路的功率表达式，知道闭合电路中能量的转化。
【过程与方法】1、通过演示路端电压与负载的关系实验，培养学生利用“实验研究，得出结论”的探究物理规律的科学思路和方法。
2、通过利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
【情感态度与价值观】1、通过本节课教学，加强对学生科学素质的培养，通过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力。
【教学过程】★重难点一、闭合电路的欧姆定律★闭合电路的欧姆定律1．闭合电路组成(1)外电路：电源外部由用电器和导线组成的电路，在外电路中，沿电流方向电势降低．(2)内电路：电源内部的电路，在内电路中，沿电流方向电势升高．2．闭合电路的欧姆定律(1)推导：如图所示，设电源的电动势为E，外电路电阻为R，内电路电阻为r，闭合电路的电流为I.在时间t内：①外电路中电能转化成的内能为E 外＝I 2Rt . ②内电路中电能转化成的内能为E 内＝I 2rt . ③非静电力做的功为W ＝Eq ＝EIt . 根据能量守恒定律有W ＝E 外＋E 内， 所以EIt ＝I 2Rt ＋I 2rt .整理后得到E ＝IR ＋Ir ，即I ＝ER ＋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． (3)表达式：I ＝ER ＋r.(4)常用的变形式：E ＝IR ＋Ir ，E ＝U 外＋U 内，U 外＝E －Ir . 3．对闭合电路欧姆定律的理解(1)I ＝ER ＋r 或E ＝IR ＋Ir ，只适用于外电路为纯电阻电路的情况，对外电路中含有非纯电阻元件(如电动机、电解槽等)的不适用．(2)E ＝U 外＋U 内＝U 外＋Ir ，即电源电动势等于内外电路的电压之和．普遍适用于外电路为任意用电器的情况．(3)将电压表接在电源两极间测得的电压U 外是指路端电压，不是内电路两端的电压，也不是电源电动势，所以U 外＜E .(4)电动势和路端电压虽然是有相同的单位且有时数值也相同，但二者是本质不同的物理量．电动势反映了电源将其他形式的能转化为电能的本领大小，路端电压反映了外电路中电能转化为其他形式的能的本领大小． 【特别提醒】(1)对给定的电源，认为E 、r 不变．(2)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|.(3)外电路含有非纯电阻元件(如电动机、电解槽等)时，不能直接用欧姆定律解决电流问题，可以根据串、并联电路特点或能量守恒定律进行列式计算．4、闭合电路的欧姆定律的表达形式【典型例题】如图所示的电路中，R 1=9Ω，R 2=30Ω，S 闭合时，电压表V 的示数为11.4V ，电流表A 的示数为0.2A ，S 断开时，电流表A 的示数为0.3A ，（各表均为理想表）求： （1）电阻R 3的值； （2）电源电动势E 和内阻r 的值。
高中物理 第2章 第7节 别闭合电路的欧姆定律课件 新人教版选修3-1
D．定值电阻R0上消耗的功率先变大后变小
ppt精选
16
解析：当滑动变阻器的滑片 P 由 a 端向 b 端滑动时，外电路电
阻减小，电路中的电流变大，电源的输出功率变大，选项 A 正确 B 栏
目
错误；把定值电阻 R0 看成电源内阻，当滑动变阻器的滑片 P 由 a 端
链 接
向 b 端滑动时，滑动变阻器消耗的功率变小，定值电阻 R0 上消耗的
25
►变式训练
2．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
栏
状态下电源的效率分别为ηa、ηb.由图可知ηa、ηb的值分别为(D)
目 链
接
A.34、14 C.12、12
B.13、23 D.23、31
亦即整个电路消耗的总功率．计算式为：
栏
P总＝EI＝P出＋P内＝U外I＋U内I.(普遍适用)
目
链
P总＝I2(R＋r)＝RE＋2 r.(仅适用于外电路为纯电阻的电路)
接
2．电源内部消耗的功率：电源内阻的热功率，也称为电源的消
耗功率，电源的消耗功率一定是发热功率．计算式为：
P内＝I2r＝U内I＝P总－P出．
人教版高中物理选修3-1第二章第7节闭合电路的欧姆定律教学课件 (共15张PPT)
２、两个特例：
R （1）外电路断路时 ，I 0，E U端
（2）外电路短路时R 0，I E / r，U端 0
２、两个特例：
（1）外电路断路时 R ，I 0，E U端
（2）外电路短路时 R 0，I E / r，U端 0
３、电源的外特性曲线——路端电压U随电流I变 化的图象．
本节课 的结构 和线索
电池化学反应层
EIt
在图中分清哪是内电路、哪是外电路 在内、外电路电势降落处应用焦耳定律
＝
外电路
I2R t
＋
内电路
I2 r t
根据能量守恒推导出闭合电路欧姆定律
通过路端电压跟负载的关系理解欧姆定律
链4
用断路和短路两种极端情况深化对定律的理解
链6
三、路端电压跟负载的关系
• 外电路两端的电压叫路端电 压． １、按图中的电路进行演示： 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
10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。2021/8/52021/8/52021/8/58/5/2021 12:55:56 AM
11、越是没有本领的就越加自命不凡 。2021/8/52021/8/52021/8/5Aug-215-Aug-21
12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人 的错儿 。2021/8/52021/8/52021/8/5T hursday, August 05, 2021
13、知人者智，自知者明。胜人者有 力，自 胜者强 。2021/8/52021/8/52021/8/52021/8/58/5/2021
14、意志坚强的人能把世界放在手中 像泥块 一样任 意揉捏 。2021年8月5日星期 四2021/8/52021/8/52021/8/5
人教版高中物理选修3-1第二章第7节闭合电路的欧姆定律教案-最新学习文档
闭合电路欧姆定律优质课教学设计一、教材分析课标分析：知道电源的电动势和内阻，理解闭合电路的欧姆定律教材地位：闭合电路欧姆定律是恒定电流一章的核心内容，具有承前启后的作用。
既是本章知识的高度总结，又是本章拓展的重要基础；通过学习，既能使学生从部分电路的认知上升到全电路规律的掌握，又能从静态电路的计算提高到对含电源电路的动态分析及推演。
同时，闭合电路欧姆定律能够充分体现功和能的概念在物理学中的重要性，是功能关系学习的好素材。
二、学情分析学生通过前面的学习，理解了静电力做功与电荷量、电势差的关系、了解了静电力做功与电能转化的知识，认识了如何从非静电力做功的角度描述电动势，并处理了部分电路欧姆定律的相关电路问题，已经具备了通过功能关系分析建立闭合电路欧姆定律，并应用闭合电路欧姆定律分析问题的知识与技能。
三、教学目标（一）知识与技能1、通过探究推导出闭合电路欧姆定律及其公式，知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。
2、理解路端电压与负载的关系，知道这种关系的公式表达，并能用来分析有关问题。
3、掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。
知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。
4、了解路端电压与电流的U-I图像，认识E和r对U-I图像的影响。
5、熟练应用闭合电路欧姆定律进行相关的电路分析和计算（二）过程与方法1、经历闭合电路欧姆定律及其公式的推导过程，体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用，培养学生推理能力。
2、通过路端电压与负载的关系实验，培养学生利用实验探究物理规律的科学思路和方法。
3、了解路端电压与电流的U-I图像，培养学生利用图像方法分析电学问题的能力。
4、利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
（三）情感态度价值观1、通过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力。
2、通过实验探究，加强对学生科学素质的培养。
3、通过实际问题分析，拉近物理与生活的距离，增强学生学习物理的兴趣。
高中人教版物理选修3-1课件：第2章-7-闭合电路的欧姆定律-
[答案] (1)0 10.9 W (2)4.5 Ω 13.3 W
上例中，当R为何值时，R消耗的功率最大？最大值为多少？
提示：把R0看作电源内电阻，则电源的等效内阻为r′＝r＋R0 ＝10.5 Ω
即当R＝r′＝10.5 Ω时，R消耗的功率最大，
[跟进训练] 1.如图所示的电路中，电阻R1＝9 Ω，R2＝15 Ω，电源电动势E ＝12 V，内电阻r＝1 Ω。求当电流表示数为0.4 A时，变阻器R3的阻 值多大？
[解析] 对R2，有U2＝I2R2＝0.4×15 V＝6 V 则R1和r上的电压U＝E－U2＝(12－6) V＝6 V 故总电流I1＝R1U＋r＝9＋6 1 A＝0.6 A 流过R3的电流I3＝I1－I2＝(0.6－0.4) A＝0.2 A 故R3＝UI32＝06.2 Ω＝30 Ω。 [答案] 30 Ω
(2) 由于电源的电动势E和内电阻r不 受R变化的影响，从I＝R＋E r不难看 出，随着R的增加，电路中电流I减 小 (3) U＝E－Ir既适用于外电路为纯电 阻的闭合电路，也适用于外电路为 非纯电阻的闭合电路
2.特别提醒 (1)外电路短路时电路中电流较大，为防止将电源、电路烧坏或 引发火灾事故，一般不允许这种情况发生。 (2)外电路含有非纯电阻元件(如电动机、电解槽等)时，不能直 接用欧姆定律解决电流问题，可以根据串、并联电路特点或能量守 恒定律列式计算。
闭合电路的动态变化
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；
2.7闭合电路欧姆定律 新课标新人教版高中物理选修3-1 第2章第7节 课件(共35张PPT)
根据欧姆定E 律r可知：
思考
电路图如下，当开关打开时，电压 表读数与电源电动势有什么关系？ 当开关闭合时，两者还相等吗？
×
V
1、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、闭合电路的电流特点：
小结
1．闭合电路欧姆定律 （1）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．
（2）表达式
2．路端电压跟负载的关系： （1）路端电压随外电路电阻R增大而增大
断路: 短路:
（2）路端电压U随电流I变化的图象．
课外问题探究：
将两个金属电极插入 任何一个水果中就可以做成 一个水果电池，常见的水果 电池有土豆电池、西红柿电 池、苹果电池、柠檬电池等 等，以小组为单位探究水果 电池的电动势和内阻跟哪些 因素有关？有什么关系？将 你们的研究成果写成小论文 在全班展示。
电流特点：
ab
外电路电流由正极流向负极, 内电路电流由负极流向正极， Ｉ内＝Ｉ外
探究1：闭合电路中的电流I和哪些因素有关
U I
R
部分电路
外电路 R
I S
AB
内电路 E r 闭合电路
分组讨论：设电源电动势为E，内阻为r，外电路
的用电器都是纯电阻为R，闭合电路的电流为I。
1、在时间t内外电路中有多少电能转化为内能？
• 设置情景:
• 设电源的电动势E=3V， U/V 内阻r=2Ω。请根据路
端电压与电流的关系 E=３v
式U=E-Ir，以U为纵
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。
高中物理 第二章 恒定电流 第7节 闭合电路的欧姆定律 新人教版选修3-1
【知识梳理】 1.闭合电路 用导线把电源、用电器连成一个 闭合回路 .
2.内、外电路
(1)外电路:电源 外 方向电势 降低 . (2)内电路:电源 内
部由用电器和导线组成的电路.在外电路中,沿电流 部的电路.在内电路中,沿电流方向电势 升高 .
3.闭合电路的能量转化 非静电力做功等于内、外电路电能转化为其他形式能的总和,即:EIt=I2Rt +I2rt. 4.闭合电路的欧姆定律 (1)内容:闭合电路里的电流,跟电源的电动势成 正比 ,跟内、外电路的 电阻之和成 反比 .
根据闭合电路欧姆定律可得 E= U1+Ir R3 断开后,总电流 I′=2.5 A 根据闭合电路欧姆定律可得 E=U1′+I′r 联立方程解得 E=10 V,r=2 Ω.
答案:(1)2 Ω 1 Ω (2)10 V 2 Ω
方法技巧
闭合电路问题的求解方法 (1)分析电路特点:认清各元件之间的串、并联关系,特别要注意电压表测 量哪一部分的电压,电流表测量哪个用电器的电流. (2)求干路中的电流:若各电阻阻值和电动势都已知,可用闭合电路的欧姆 定律直接求出;也可以利用各支路的电流之和来求. (3)应用闭合电路的欧姆定律解决问题时,应根据部分电路的欧姆定律和 电路的串、并联特点求出部分电路的电压和电流.
〚思路探究〛 (1)R3断路前,两表分别测的什么物理量? (2)R3断路后,两表又分别测的什么物理量? 答案:(1)电流表测通过R1的电流,电压表测R3两端的电压. (2)电流表测通过R1的电流,电压表测R1两端的电压.
解析:(1)R3 断开时,电压表测量 R1 两端的电压,电流表测量通过 R1 中的 电流,
(1)新、旧干电池的内阻哪一个大? (2)亮度差别大的原因是什么?
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第二章 第7节 闭合电路的欧姆定律
能力提升练
1．(多选)据统计，由于用电不慎导致的火灾占火灾总量的比重很大，利用电路安装防
火报警装置，及时发现“火情”，提早报警，是防止火灾发生，保证家庭成员生命安全的重
要措施．图甲是一火警报警电路的示意图．其中R
3
为用半导体热敏材料制成的传感器，这
种半导体热敏材料的电阻随温度变化的情况如图乙所示．显示器为电路中的电流表，电源两
极之间接一报警器，电源的电动势E和内阻r不变，且内阻值小于R
1的阻值．当传感器R3
所在处出现火情时，关于显示器的电流I、报警器两端的电压U、电源的输出功率P的变化
情况，下列判断正确的是 ( )
A．I变大，P变大 B．I变小，U变小
C．I变小，P变大 D．I变大，U变小
2．在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R
2
为滑动变阻器．当R
2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2
和V的示数分
别为I
1、I2和U.现将R2
的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是( )
A．I1增大，I2不变，U增大 B．I1减小，I2增大，U减小
C．I1增大，I2减小，U增大 D．I1减小，I2不变，U减小
3．(多选)如图所示的电路由电源、电阻箱和电流表组成，电源电
动势E＝4 V，内阻r＝2 Ω.电流表内阻忽略不计，闭合开关，调节电
阻箱，当电阻箱读数分别等于R
1和R2
时，电流表对应的读数分别为
I1和I2，这两种情况下电源的输出功率相等．下列说法中正确的是
( )
A．I1＋I2＝2 A B．I1－I2＝2 A
C．R1＝1 Ω2R2 D．R1＝
4 Ω
2
R
2
4．(多选)如图所示的电路，当滑动变阻器滑片P由a滑到b的过程中，三只理想电压
表示数变化的绝对值分别为ΔU
1、ΔU2、ΔU3
，则下列各组数据中可能出现的是( )
A．ΔU1＝0，ΔU2＝1.5 V，ΔU3＝1.5 V
B．ΔU1＝1V，ΔU2＝2 V，ΔU3＝3 V
C．ΔU1＝3V，ΔU2＝1 V，ΔU3＝2 V
D．ΔU1＝1V，ΔU2＝1 V，ΔU3＝2 V
5.如图所示的电路中，电源的内电阻r＝0.6 Ω.电阻R1＝4 Ω，R
3
＝6 Ω，闭合开关后电源消耗的总功率为40 W，输出功率为37.6 W．求：
(1)电源电动势E；
(2)电阻R2的阻值．
答案
1解析：选BC 出现火情时，由图乙可以看出半导体热敏材料的电阻随温度的升高而
减小，R
3的阻值变小，总电阻变小，所以总电流增大，内电压增大，外电压U减小；R1
两
端电压增大，R
2、R3
并联部分的电压减小，显示器的电流I变小；由于电源的内阻值小于外
电路的阻值，所以输出功率P随外电阻的减小而增大，故选项B、C正确．
2解析：选B 由图知电压表测量路端电压，电流表A1测量流过R1的电流，电流表A
2
测量流过R
2的电流．R2的滑动触点向b端移动时，R2
减小，整个电路的总电阻减小，总电
流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小，即电压表示数U减小，R
3电压增大，R1
、
R2并联电压减小，通过R1的电流I1减小，而总电流I增大，则流过R2的电流I2增大．故A、
C、D错误，B正确．
3解析：选AD 根据闭合电路欧姆定律可知，I1＝ER1＋r＝4R1＋2，I2＝
ER2＋r＝4
R2＋2
，
两种情况下电源的输出功率相等，I21R1＝I22R2，联立解得I1＋I2＝2 A，R1＝4 Ω2R2，A、D选项
正确．
4.解析：选BD 滑动变阻器的滑片P从a滑向b的过程中，变阻器接入电路的电阻减
小，电路中电流增大，U
2增大，路端电压U1减小，则变阻器两端电压U3减小．由于U1
＝
U2＋U3，U1减小，则知ΔU2＜ΔU3，ΔU1＜ΔU3，所以B、D是可能的，A、C不可能．故B、
D正确，A、C错误．
5.解析：(1)电源内电路发热功率
Pr＝I2r＝(40－37.6)W＝2.4 W
则电路中电流I＝2 A
电源总功率P＝IE＝40 W，得E＝20 V.
(2)外电路总电阻R满足E＝IR＋Ir，
得R＝9.4 Ω，R＝R1R3R1＋R3＋R
2
解得R
2
＝7 Ω.
答案：(1)20 V (2)7 Ω