幻灯片 1

2.7 《闭合电路

欧姆定律》

教学目标

• （一）知识与技能

• 1 、能够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。

• （二）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。

• （三）情感、态度与价值观

• 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。

• 重点

• 1 、推导闭合电路欧姆定律，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

• 教具：

• 滑动变阻器、电压表、电流表、电键、导线若干、投影仪、多 媒体电脑

2.7 闭合电路欧姆定律

（第一课时）

选修 3-1 第二章

E r

S R

A B

闭合电路

外电路

内电路

一、提出问题

部分电路欧姆定律 部分电路欧姆定律 : :

导体中的电流

导体中的电流 I I 跟导体两端的电压 跟导体两端的电压 U U 成正比， 成正比，

跟导体的电阻 跟导体的电阻 R R 成反比 成反比

I

R U

一、提出问题

闭合电路

内电路^{E r}

S R

A B

外电路

I

一、提出问题

二、建立模型

 问 2 ：如图， R 与 r 有 何电路连接关系？流过 二者电流大小有何关系

？

 问 1 ：电源在电路中起 何作用？描述电源性能 有哪些重要参数？有何 物理意义？

I

E r

S R

A B I

• 问 3 ：闭合电路中电势如何变化？

二、建立模型

A D C B

R

E , r

化学反应层

BB DD

AA

CC

A D C B

R

E , r

A B

二、建立模型

• 思考：我们可以选择 从哪个角度入手更方 便研究闭合电路中电 流 I 与哪些因素有关？

三、解决问题

I

E r

S R

A B I

 研究问题切入的角度：

 功与能的关系

• 情景设置：如图，外电路有一 电阻 R ，电源为一节干电池，

内阻为 r ，电动势为 E 。

三、解决问题

 思考与讨论：

 1 ：闭合开关 S 后，电路 电流为 I ，则在 t 时间内

，电源内部非静电力做了 多少功？能量如何转化？

其电势如何变化？

I

E r

S R

A B I

• 情景设置：如图，外电路有一 电阻 R ，电源为一节干电池，

内阻为 r ，电动势为 E 。

三、解决问题

 思考与讨论：

 2 ：那这些电能又在哪些 地方发生了能量转化？

I

E r

S R

A B I

• 情景设置：如图，外电路有一 电阻 R ，电源为一节干电池，

内阻为 r ，电动势为 E 。

三、解决问题

 思考与讨论：

 3 ：在外电路中，正电荷 在恒定电场作用下，从正 极向负极移动的方向就是 电流的方向，那么 t 时间

内静电力对其做了多少功？能量如何转化？

I

E r

S R

A B I

U

• 情景设置：如图，外电路有一 电阻 R ，电源为一节干电池，

内阻为 r ，电动势为 E 。

三、解决问题

 思考与讨论：

 4 ：若外电路为纯电阻电 路，电阻为 R, 则电流在 t ^{时间内做功将全部转化} 为哪种形式的能量？转化 了多少？

I

E r

S R

A B I

• 情景设置：如图，外电路有一 电阻 R ，电源为一节干电池，

内阻为 r ，电动势为 E 。

三、解决问题

 思考与讨论：

 5 ：是否全部的电能都在 外电路发生了能量转化？

为什么？

I

E r

S R

A B I

• 情景设置：如图，外电路有一 电阻 R ，电源为一节干电池，

内阻为 r ，电动势为 E 。

三、解决问题

 思考与讨论：

 6 ：电流在通过内电路时

，由于电源有内阻，电荷 会与离子发生撞击，受到 阻碍作用，所以在此有

电能转化成内能。若在 t 时间内在 电源内部电流做功产生了多少焦耳热

？

I

E r

S R

A B I

• 情景设置：如图，外电路有一 电阻 R ，电源为一节干电池，

内阻为 r ，电动势为 E 。

三、解决问题

 思考与讨论：

 7 ： W _非 ^=EIt ， Q _外和 Q _内三者之间有何关系？

为什么？



W

=EIt=Q

+Q

I

E r

S R

A B I

四、总结规律

 1. W _非 =EIt=Q _外 +Q _内

 2.

EIt=I²Rt+I²rt

 3. EI=I²R+I²r

 4. E=IR+Ir ^ 5. E=U _外 +U _内

 6. I=E/(R+r)

 1 、 2 、 3 三式反应了闭合电路中的什 么规律？

能量守恒

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。

四、总结规律

 1. W _非 =EIt=Q _外 +Q _内

 2.

EIt=I²Rt+I²rt

 3. EI=I²R+I²r

 4. E=IR+Ir ^ 5. E=U _外 +U _内

 6. I=E/(R+r)

 4 、 5 二式反应了闭合电路中的什么规律

？

能量守恒

BB DD

AA

CC

A D C B

R

E , r

（ 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”。

四、总结规律

 1. W _非 =EIt=Q _外 +Q _内

 2.

EIt=I²Rt+I²rt

 3. EI=I²R+I²r

 4. E=IR+Ir ^ 5. E=U _外 +U _内

 6. I=E/(R+r)

 4 、 5 二式反应了闭合电路中的什么规律

？

能量守恒

 外电路电势降低，内电路电势“升中有降”

 电动势等于内外电路电势降落之和

四、总结规律

 1. W _非 =EIt=Q _外 +Q _内

 2.

EIt=I²Rt+I²rt

 3. EI=I²R+I²r

 4. E=IR+Ir ^ 5. E=U _外 +U _内

 6. I=E/(R+r)

 6 式反应了闭合电路中的什么规律？

能量守恒

闭合电路欧姆定律：闭合闭合电路中 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 １、对纯电阻电路 纯电阻电路

r R

I E Ir

IR

E   即  

r R

I E

  闭合电路欧姆定律

说明：

IR U_外 

2 、 是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电 压 .

Ir U_内 

3 、 是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压 .

E=U +U E IR Ir  

1 、

五、课堂练习

1 、一个电源接 8Ω 电阻时，通过电源

的电流为 0.15A, 接 13Ω 电阻时， 通

过电源的电流为 0.10A, 求 电源的电动

势和内阻。

五、课堂练习

2 、小张买了一只袖珍小电筒，用的是两 节小的干电池。他取出电筒中的小灯泡， 看到上面表明“2.2V 0.25A” 字样。小张 认为产品设计人员的意图是使小灯泡在这 两节干电池的供电下正常发光。由此，他 推算了产品设计者设定的每节干电池的内 阻参数。如果小张判断是正确的，那么，

所设定的每节干电池的内阻是多少？

a d c b a b

2

b d

a

c a b

a d c b

3

b d

a

c a b

a d c b

4

a b

a b

d b a c

5 b

d c

a

2.7

2.7 闭合电路欧姆定 闭合电路欧姆定 律 律

（第二课时）

（第二课时）

路端电压跟负载的关系

• 观察 :

• 当外电路电阻增大

（或减少）时，电流 怎样变化？路端电压

如何变化？ ^{E 、 r}

s R₁

A

V R₀

一、实验演示

R I U R I U

负负 载载负 负 载载负 负 载载

• 分析 :

• 明确哪些物理量变化？

哪些物理量不变？

E 、 r s R₁

A

V R₀

一、实验演示

路端电压 :

U  R E  r Ir

I E

 

闭合电路欧姆定 律 :

R 增大，

R 减小，

电流减小， 路端电压增大 电流增大， 路端电压减小

二、路端电压与负载的关系

　外电路两端的电压叫路端电压．

１、如图电路：

R 增大，

R 减小，

路端电压 :

U  E  Ir

电流减小， 路端电压增大 电流增大， 路端电压减小

E 、 r

s

A R

V

二、路端电压与负载的关系

　外电路两端的电压叫路端电压．

路端电压 :

U  E  Ir

２、两个特例：

（ 2 ）外电路短路时

/ 0

0

R  ，， I  E r U



0

R   ，， I  U

 E

（ 1 ）外电路断路时

E 、 r

A

V

E 、 r

A

V

断路时的路端电压等于电源电动势

二、路端电压与负载的关系

• 说一说 :

• 一些同学可能有这样的经验：傍晚用电 多的时候，在插上电炉、电热水壶等用 电多的电器时，灯光会变暗，拔掉后灯 光马上又变亮起来。在一些供电质量不 太好的地区更为严重。尝试去解释一下 这种现象。

二、路端电压与负载的关系

• 设置情景 :

• 设电源的电动势 E=3V

，内阻 r=2Ω 。请根据 路端电压与电流的关 系式 U=E-Ir ，以 U 为 纵坐标， I 为横坐标，

做出 U 与 I 关系的函 数图像。

U/V

I/Ａ O

讨论：讨论 1 、外电路断开的状态对应于图中 的哪一点？怎样看出这时路端电压 与电动势的关系？

E= ３ v

二、路端电压与负载的关系

• 设置情景 :

• 设电源的电动势 E=3V

，内阻 r=2Ω 。请根据 路端电压与电流的关 系式 U=E-Ir ，以 U 为 纵坐标， I 为横坐标，

做出 U 与 I 关系的函 数图像。

U/V

I/Ａ O

E= ３ v

讨论：讨论 2 、电动势 E 的大小对图像有什么 影响？ 在纵轴上的截距表示电源的

电动势 E ．

二、路端电压与负载的关系

• 设置情景 :

• 设电源的电动势 E=3V ，内阻 r=2Ω 。请根据路端电压与电 流的关系式 U=E-Ir ，以 U 为 纵坐标， I 为横坐标，做出 U 与 I 关系的函数图像。

U/V

I/Ａ O

E= ３ v

I _短＝１ . ５ Ａ

讨论：讨论 3 、电源短路的状态对应于图中哪一点？怎么 样读出这时电流大小？

r E

I

 /

在横轴上的截距表示电源 的短路电流

二、路端电压与负载的关系

• 设置情景 :

• 设电源的电动势 E=3V ，内阻 r=2Ω 。请根据路端电压与电 流的关系式 U=E-Ir ，以 U 为 纵坐标， I 为横坐标，做出 U 与 I 关系的函数图像。

U/V

I/Ａ O

E= ３ v

I _短＝１ . ５ Ａ

讨论：讨论 4 、 r 的大小对图像有什么影响

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．

３、电源的外特性曲线

—— 路端电压 U 随电流 I 变化的图象．

(1) 图象的函数表达

Ir E

U  

r E

I

 /

② 在横轴上的截距表示电源的短路 电流

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．

① 在纵轴上的截距表示电源的电 动势 E ．

(2) 图象的物理意义

U

O I E

I _短 θ

二、路端电压与负载的关系

1 、在如图所示电动势为２ V 的电 源跟一个阻值 R=9 Ω 的电阻接成 闭合电路 , 测得电源两端电压为 1.8V , 求电源的内电阻 .

r =1 r =1 Ω Ω

E 、 r R

V

三、课堂练习

2 、如图，Ｒ

=28Ω , Ｒ

=18Ω , 当 开关处于位置 1 时 , 电流表读数 I

=0.4A; 当开关处于位置 2 时 , 电流表读数 I

=0.6A . 求电源的电 动势 E 和内电阻 r.

E = 3V E = 3V

r = 1Ω r = 1Ω

s

E 、 r R₁

A

R₂ 1

2

三、课堂练习

• 3 、如图所示，当 滑动变阻器的滑动 点 P 向右移动时，

电流表、电压表的 示数将如何变化？

E 、 r

R₁

A

V

R₂ R₃

P

三、课堂练习

E=12V E=12V

r =2Ω r =2Ω

4 、如图， R ＝ 0.8Ω 当开关 S 断开时 电压表的读数为 1.5V ；当开关 S 闭合时电压表的读数为 1.2V 则该

电源的电动势和内电阻分别为多少 ?

E 、 r

s

R

V

三、课堂练习

0.5 0.5

5 、如图是某电源的路端电压 U 随干路电 流 I 的变化图象 , 由图象可知 , 该电源 的电动势为 V, 内阻为 Ω

U/V

O I/A 1 2 3

2 4 6

3 3

三、课堂练习

6 、有两节电池 , 它们的电动势分别为 E

和 E

, 内电阻分别为 r

和 r

. 将它们 分别连成闭合电路 , 其外电路的电流 I 和路端电压 U 的关系如图所示 , 可以判 定 ( )

AB AB

U

O I

1

2

A. 图象交点所示状态 , 两电路的外电阻相等 B.E

>E

,r

>r

C. 图象交点所示状态 , 两电路的电阻相等 D.E

>E

,r

<r

三、课堂练习

7.A 灯与 B 灯电阻相同，当变阻器滑片向 下移动时，对两灯明暗程度的变化判断 正确的是 ( )

A 、 A 、 B 灯都变亮 B 、 A 、 B 灯都变暗

C 、 A 灯变亮， B 灯变暗 D 、 A 灯变暗， B 灯变亮

B B

E 、 r s

R B

A

三、课堂练习