2024_2025学年新教材高中物理第12章电能能量守恒定律2闭合电路的欧姆定律学案新人教版必修第三册.docVIP

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闭合电路的欧姆定律

[核心素养·明目标]

核心素养

学习目标

物理观念

(1)知道电源的作用及原理；知道电动势的概念和意义。

(2)理解内、外电路的能量转化。

(3)理解闭合电路欧姆定律。

科学思维

(1)能依据闭合电路欧姆定律说明路端电压与负载的关系。

(2)体会图像法在探讨物理问题中的作用。

(3)知道欧姆表测电阻的原理。

科学探究

(1)经验闭合电路欧姆定律的理论推导过程。

(2)探究电源两端电压与电流的关系。

科学看法与责任

了解电源短路可能会带来的危害，加强平安用电意识。

学问点一电动势

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事，由电源中非静电力的特性确定，跟外电路无关。

(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＝eq\f(W,q)。

(4)单位：伏特，符号是V。

电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电源两极间的电势差。

1：思索辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)在电源外部电路中，负电荷靠静电力由电源的负极流向正极。 (√)

(2)在电源内部电路中，正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极。 (√)

(3)电动势的单位跟电压的单位一样，所以电动势就是电源两极间的电压。 (×)

学问点二闭合电路欧姆定律及其能量分析

1．部分电路欧姆定律

(1)内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比。

(2)公式：I＝eq\f(U,R)。

2．闭合电路中内、外电路的电势变更：外电路中正电荷在恒定电场作用下由正极移到负极，沿电流方向电势降低，内电路中非静电力把正电荷由负极移到正极，沿电流方向电势上升。内阻的电势沿电流方向降低。

3．内电阻：电源内电路中的电阻。

4．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＝I2Rt＋I2rt。

5．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＝eq\f(E,R＋r)。

(3)常见的变形公式：E＝U外＋U内。

2：思索辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)在闭合电路中电流总是从高电势流向低电势。 (×)

(2)在闭合电路中电动势的大小等于外电压与内电压之和。 (√)

(3)电源的电动势等于外电路电阻两端的电压。 (×)

学问点三路端电压与负载的关系

1．负载：外电路中的用电器。

2．路端电压与负载的关系

(1)路端电压：外电路的电势着陆。

(2)负载变更时，电路中的电流就会变更，路端电压也随之变更。

(3)路端电压的表达式：U＝E－Ir。

(4)路端电压随外电阻的变更规律

①当外电阻R减小时，由I＝eq\f(E,R＋r)可知电流I增大，Ir增大，路端电压U＝E－Ir故路端电压U减小。

②两种特殊状况：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的电动势，当电源短路时，外电阻R＝0，此时I＝eq\f(E,r)，电源的内阻r一般都很小，短路时电流很大，会导致温度过高，烧坏电源，甚至引起火灾。

3：思索辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)电源肯定时，负载电阻越大，电流越小。 (√)

(2)电源发生短路时，电流为无穷大。 (×)

考点1对电动势的理解

日常生活中我们常常接触到各种各样的电源，如图所示的干电池、手机电池，它们有的标有“1.5V”字样，有的标有“3.7V”字样。

标有“1.5V”干电池标有“3.7V”手机电池

(1)假如把5C的正电荷从1.5V干电池的负极移到正极，电荷的电势能增加了多少？非静电力做了多少功？假如把2C的正电荷从3.7V的手机电池的负极移到正极呢？

(2)是不是非静电力做功越多电源把其他形式的能转化为电能的本事就越大？如何描述电源把其他形式的能转化为电能的本事？

提示：1．电势能增加了7.5J，非静电力做功7.5J；电势能增加了7.4J，非静电力做功7.4J。

2．不是，可以用非静电力做的功与移动的电荷量的比值来反映非静电力做功的本事。

1．概念理解

(1)电动势是标量，电源内部电流的方向，由电源负极指向正极。

(2)公式E＝eq\f(W,q)是电动势的定义式而不是确定式，E的大小与W和q无关，是由电源自身的性质确定的。电动势不同，表示将其他形式的能转化为电能的本事不同，例如，蓄电池的电动势为