12.2 闭合电路欧姆定律（第一课时）（导学案）【含答案解析】- 高二物理（人教版2019必修第三册）.docxVIP

第2节闭合电路欧姆定律（第一课时）

导学案

【学习目标】

1、知道电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置，知道电动势的定义式。

2、经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程，理解内、外电路的能量转化，体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用。

【学习重难点】

学习重点：闭合电路欧姆定律的理解和应用。

学习难点：对电动势概念的理解。

【知识回顾】

1、电场力做功与电势差的关系：W＝Uq。

2、欧姆定律的数学表达式是：I=UR

【自主预习】

1、外电路是指电源外部的电路，内电路是指电源内部的电路。

2、电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置。

3、电动势是非静电力把正电荷从负极搬运到正极所做的功跟被搬运的电荷量的比值，在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。定义式是E=W非静电力q。电动势的单位是伏特（V），1V＝1

4、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。

5、外电路电阻称为外电阻，用R表示；内电路电阻称为内电阻，用r表示。

6、全电路欧姆定律的表达式是：I=ER+r或

【课堂探究】

第一部分闭合电路

闭合电路：由导线、电源和用电器连成的电路。结构包括：导线、电源、用电器。外电路是指电源外部的电路，内电路是指电源内部的电路。

思考1：在电源外部，正电荷怎样移动？在电源内部呢？

在电源外部，正电荷从正极运动到负极。在电源内部，正电荷从负极运动到正极。

思考2：电源内部的正电荷受到电场力方向？电场力做正功还是负功？

电场力方向：从正极指向负极。电场力做负功。

思考3：什么力来克服电场力做功？

非静电力。

电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置。

在干电池中，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。

不同的电源非静电力做功的本领不同，使单位正电荷所增加的电势能不同。

第二部分电动势

电动势：非静电力把正电荷从负极搬运到正极所做的功跟被搬运的电荷量的比值，在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。定义式是E=

电动势的单位是伏特（V），1V＝1J/C。

电动势是标量。

电动势的物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电势能本领的大小。

电动势的特点：由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积和外电路均无关。

电源的三个重要参数：

①电动势E。

②内阻r：电源的内部也是由导体组成的，所以也有电阻。

③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）

对比电压和电动势概念

电压U

电动势E

物理意义

电场力做功，电能转化为其他形式的能的本领，表征电场的性质

非静电力做功，其他形式的能转化为电能的本领，表征电源的性质

定义式

U＝W/q，W为电场力做的功

E＝W/q，W为非静电力做的功

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压值

第三部分闭合电路欧姆定律及其能量分析

思考1：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。在外电路中，电流的方向是怎样的？

在内电路中，什么力使得正电荷向哪个方向定向移动？

在外电路中，电流由正极流向负极。

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。

所以，内电路与外电路中的总电流是相同的。

思考2：电路中的电势怎样变化？

在外电路中，沿电流方向电势降低。

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”。

外电路电阻称为外电阻，用R表示；内电路电阻称为内电阻，用r表示。

思考3：合上开关，电路中有电流的同时伴随能量的转化，在时间t内，有多少化学能转化为电能？电流流经外电阻R时转化的内能有多少？电流流经内电阻r时转化的内能有多少？它们之间有何关系？

化学能转化为电能：W

外电阻R上转化的内能：Q

内电阻r上转化的内能：Q

根据能量守恒定律，非静电力做的功应该等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即W=Q外+Q内，即IEt=

闭合电路欧姆定律：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。适用范围：外电路为纯电阻的电路。

思考4：E=IR+Ir中的各项有何含义？

U外=IR是外电路上总的电势降落；U内

闭合电路欧姆定律的几种形式

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

E=U外+

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；

②③式普遍适用

IEt=I2

W=W外

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