第4章第1节　闭合电路欧姆定律—2020-2021学年【新教材】鲁科版（2019）高中物理必修第三册讲义

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第1节　闭合电路欧姆定律

学习目标：1.[物理观念]知道电动势、外电路、内电路，理解闭合电路欧姆定律，

具有与闭合电路欧姆定律相关的能量观念。2.[科学思维]会运用闭合电路欧姆定律分析

路端电压与负载的关系，能从公式和图像两个角度解决与闭合电路欧姆定律相关的物

理问题。3.[科学探究]能用实验探究电源的内阻及路端电压随外电阻变化，学会与他人

交流合作，提高科学探究能力。4.[科学态度与责任]能运用所学内容解决生活中与电学

有关的一些问题，体验闭合电路的能量问题，培养学习科学的兴趣。

一、电动势

1．电源

把其他形式的能转化为电能的装置。

2．电动势

(1)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量。

(2)大小：在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压。电动势符号为 E，

单位为伏特，符号为 V。

说明：电源搬运电荷的过程就是克服静电力做功的过程，是将其他形式的能转化

为电能的过程。

二、闭合电路欧姆定律

1．闭合电路

(1)电路：一部分是电源外部的电路，称为外电路；另一部分是电源内部的电路，

称为内电路。

(2)电压：外电阻上的电势差称为外电压，又叫路端电压，可用 U

外表示；内电阻

上的电势差称为内电压，可用 U

内表示。

(3)电动势与内、外电压的关系：在闭合电路中，内、外电路电势的降落等于电源

的电动势，即 E＝U

外＋ U

内或E＝IR ＋ Ir 。

(4)电流：在外电路中，电流由电势高的一端流向电势低的一端；在内电路中，电

流由电势低的一端流向电势高的一端。

2．闭合电路欧姆定律

(1)内容：流过闭合电路的电流跟电路中电源的电动势成正比，跟电路中内、外电

阻之和成反比。

(2)公式：I＝。

(3)适用的条件为：外电路为纯电阻电路。

说明：外电路与内电路中电流的方向是一致的，外、内电路构成了闭合回路。

三、路端电压与外电阻的关系

1．路端电压与电流的关系公式：U＝E － Ir 。

2．路端电压与外电阻的关系：根据 U＝E－Ir＝E－r。可知，当 R增大时，路端

电压 U增大，当 R减小时，路端电压 U减小。

3．两种特例

(1)当外电路断路(如开关断开)时，外电阻 R为无穷大，I为零，Ir 也为零，可得 U

＝E，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势的大小。

(2)当外电路短路时，外电阻 R＝0，路端电压为零，此时电路中的电流最大，即 Im

＝。

注意：闭合电路欧姆定律可由能量守恒定律推导出来，所以闭合电路欧姆定律体

现了电路中的能量转化与守恒。

1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)电动势越大，电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大。 (√)

(2)电动势的大小等于电源两极间的电压。 (×)

(3)在闭合回路中电流总是从高电势流向低电势。 (×)

(4)闭合电路欧姆定律 I＝的应用是有条件的。 (√)

2．下列说法中正确的是(　　)

A．电源的电动势实质上就是电源两极间的电压

B．电源的电动势在数值上等于电源两极间的电压

C．电源的电动势与电压的单位相同，但与电压有本质的区别

D．电动势越大，电源两极间的电压一定越高

C　[电动势与电压有本质的区别，二者单位相同，只有电源与外电路断开时，电

源两极间的电压在数值上才与电动势相等，C正确。]

3．(多选)在闭合电路中，下列叙述正确的是(　　)

A．闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的总电阻成反比

B．当外电路断开时，路端电压等于零

C．当外电路短路时，电路中的电流无穷大

D．当外电阻增大时，路端电压也增大

AD　[由I＝可知，A正确；当外电路断开时，电源的电流为 0，U＝E，B错误；

当外电路短路时，R＝0，I＝，C错误；由 U＝IR＝可知，R增大，U增大，D正确。]

对电动势的理解

日常生活中我们经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“1.5 V”字样，有的标有“3.7 V”字样。

标有“1.5 V”干电池　　　标有“3.7 V”手机电池

1．如果把 5 C 的正电荷从 1.5 V 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？如果把 2 C 的正电荷从 3.7 V 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领就越大？如

何描述电源把其他形式的能转化为电能的本领？

提示：1.从1.5 V 干电池的负极移到正极，电势能增加了 7.5 J，非静电力做功 7.5

J；从 3.7 V 手机电池的负极移到正极，电势能增加了 7.4 J，非静电力做功 7.4 J。

2．不是。非静电力对电荷做功多少与电荷的数量有关。若把相同数量的正电荷从

电源的负极移到正极，非静电力做功越多，电荷获得的电势能越多，表明电源把其他

形式的能转化为电能的本领就越大。可以用非静电力做的功与电荷量的比值来反映非

静电力做功的本领。

1．对电动势的理解

(1)电动势的物理意义：它反映了电源把其他形式的能转化为电能本领的大小，是

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