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人教版（2019）物理必修三
12.2 《闭合电路的欧姆定律》教学设计
课题 12.2 《闭合电路的欧姆定律》
教学目标 1.知识与能力目标（1）理解电源电动势的基本含义（2）理解内、外电压，闭合电路的欧姆定律（3）会用闭合电路的欧姆定律分析路端电压与负载的关系（4）电源和电阻的U-I图像（5）掌握动态电路分析的特殊方法：串反并同2.情感目标理解闭合电路的欧姆定律的推到过程，通过电路能量守恒的教学，使学生树立科学观点。
教学重点 理解电源电动势的基本含义理解内、外电压，闭合电路的欧姆定律会用闭合电路的欧姆定律分析路端电压与负载的关系
教学难点 会用闭合电路的欧姆定律分析路端电压与负载的关系电源和电阻的U-I图像掌握动态电路分析的特殊方法：串反并同
教学过程 1.整体教学思路及注意事项本节课的重点是要学生理解电源电动势的概念及决定因素，内容抽象，学生会在内外电路的能量转化问题上，模糊不清，似懂非懂。会将电动势与电压弄混，进而在分析路端电压与负载的关系时，无法独立分析解决相关问题。因此，让学生能理解基础概念，区分开静电力做功与非静电力做功是根本。2.新课导入学习电源时，我们知道它能把自由电子从正极搬到负极。由图示可见，在电源“搬运”电荷，生成电能过程中，要克服电场力，因此，电源需要将其它形式能量转化为电能。
3.4 路端电压与负载的关系3.5 闭合电路的电源及电阻的U－I图像直线①、②分别为电源和电阻的U-I图像如图所示，直线①与纵轴交点的纵坐标表示电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻。交点坐标：(IP，UP)表示电源E与电阻R串联时的工作电流和电阻R两端的电压(即电源的路端电压)。虚线框和坐标轴所围“面积”表示电源的输出功率P出＝UPIP。电源的效率 。3.6 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的变化。(3)运用判断I的变化。(4)运用U内＝Ir判断U内的变化。(5)运用U外＝E－U内判断U外的变化。(6)运用电学公式定性分析各支路相关量变化。并联电路功率关系串反并同：当外电路任一电阻发生变化时，与该电阻有串联关系的用电器电流、电压、功率的变化与变化电阻的阻值变化相反；与变化电阻有并联关系的用电器电流、电压、功率的变化与变化电阻的阻值变化相同。适用条件：电源内阻r≠0。电路中某一电阻由断路（此时阻值可看成∞大）到通路状态，阻值减小；由通路到断路状态，阻值增大。电源与路端任一电阻均为串联。3.7 闭合电路问题的求解方法(1)分析电路，认清各元件的串、并联关系，必要时画等效电路图，特别注意电压表和电流表对应的电路。(2)求总电流I：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势，可用闭合电路欧姆定律直接求出；若内、外电路上有多个未知电阻，可利用某一部分电路的已知电阻和电压求总电流I；当以上方法都行不通时，可以联立方程求出I。(3)根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流。(4)注意适用条件：外电路含有非纯电阻元件时(如电动机、电解槽等)，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。3.8 闭合电路欧姆定律的表达形式表达式物理意义适用条件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) ①E＝U外＋Ir ②E＝U外＋U内 ③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；②、③式普遍适用EIt＝I2Rt＋I2rt④W＝W外＋W内⑤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式适用于纯电阻电路；⑤式普遍适用
4.随堂、课后巩固练习题根据教学过程中的实际效果，对《12.2 闭合电路的欧姆定律同步分题型练习题》进行选择。
板书设计
教学总结及反思
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闭合电路的欧姆定律
高中物理 / 人教版（2019） / 必修三/第十二章
目 录：
01
学习目标
02
新课导入
03
新课探究
电动势含义
闭合电路的欧姆定律
U-I图像
动态电路分析
串反并同
04
课堂小结
05
课堂练习
06
课后作业
01
02
03
会用闭合电路的欧姆定律分析路端电压与负载的关系
理解电源电动势的基本含义
理解内、外电压，闭合电路的欧姆定律
04
电源和电阻的U-I图像
掌握动态电路分析的特殊方法：串反并同
05
学习目标
-
A
+
+
+
+
+
+
+
+
B
_
_
_
_
_
_
_
_
学习电源时，我们知道它能把自由电子从正极搬到负极。
-
电源
-
由图示可见，在电源“搬运”电荷，生成电能过程中，要克服电场力，因此，电源需要将其它形式能量转化为电能。
新课导入
电动势
物理意义：表征电源把其他形式的能量转化为电能的本领。用E表示。
定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比。
定义式： 。
单位：伏特，符号：V。
决定因素：由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路也无关。
新知探究
闭合电路
闭合电路是指由电源、用电器及导线组成的完整的电路。
如图所示：
电源内部的电路叫内电路，电源的电阻叫内电阻。
电源外部的电路叫外电路，外电路的电阻称为外电阻。
新知探究
如图，电路中电流为I，则在时间t内，非静电力做的功，等于内、外电路中电能的总和，即EIt=I2Rt+I2rt。
闭合电路的欧姆定律
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。
表达式： 。E＝U外＋U内
新知探究
路端电压与负载的关系
新知探究
闭合电路的电源及电阻的U－I图像
直线①、②分别为电源和电阻的U-I图像
如图所示，直线①与纵轴交点的纵坐标表示电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻。
①
②
交点坐标：(IP，UP)表示电源E与电阻R串联时的工作电流和电阻R两端的电压(即电源的路端电压)。
虚线框和坐标轴所围“面积”表示电源的输出功率P出＝UPIP。
电源的效率 。
新知探究
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的变化。
(3)运用 判断I的变化。
(4)运用U内＝Ir判断U内的变化。
(5)运用U外＝E－U内判断U外的变化。
(6)运用电学公式定性分析各支路相关量变化。
新知探究
闭合电路的动态变化
串反并同：
当外电路任一电阻发生变化时，与该电阻有串联关系的用电器电流、电压、功率的变化与变化电阻的阻值变化相反；与变化电阻有并联关系的用电器电流、电压、功率的变化与变化电阻的阻值变化相同。
适用条件：电源内阻r≠0。
电路中某一电阻由断路（此时阻值可看成∞大）到通路状态，阻值减小；由通路到断路状态，阻值增大。
电源与路端任一电阻均为串联。
新知探究
闭合电路问题的求解方法
(1)分析电路，认清各元件的串、并联关系，必要时画等效电路图，特别注意电压表和电流表对应的电路。
(2)求总电流I：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势，可用闭合电路欧姆定律直接求出；若内、外电路上有多个未知电阻，可利用某一部分电路的已知电阻和电压求总电流I；当以上方法都行不通时，可以联立方程求出I。
新知探究
闭合电路问题的求解方法
(3)根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流。
(4)注意适用条件：外电路含有非纯电阻元件时(如电动机、电解槽等)，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。
新知探究
闭合电路欧姆定律的表达形式
表达式 物理意义 适用条件
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＋Ir ② E＝U外＋U内 ③ 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；
②、③式普遍适用
EIt＝I2Rt＋I2rt④ W＝W外＋W内⑤ 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式适用于纯电阻电路；
⑤式普遍适用
新知探究
课堂小结
1.（公式、基础计算）如图所示，已知R1=R2=R3=1Ω，当开关S闭合后，电压表的读数为1V；当开关S断开后，电压表的读数为0.8V，则电池的电动势等于（ ）
A．1V B．1.2V C．2V D．4V
C
课堂练习
【详解】当开关S闭合时，电阻R3与R2并联后与R1串联，外电路总电阻为： ，电路中干路电流为： ，根据闭合电路欧姆定律得： 。当K断开时，R1与R3串联，电路中干路电流为： ，根据闭合电路欧姆定律得： 。联立解得：E=2V、r=0.5 。故C项正确，ABD三项错误。
课堂练习
2．（U-I图像）在如图所示的U-I图像中，直线1为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线2为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路。由图像判断错误的是（ ）
A．电源的电动势为3 V，内阻为0.5Ω
B．电阻R的阻值为1Ω
C．电源的效率为80%
D．电源的输出功率为4 W
C
课堂练习
【详解】根据闭合电路欧姆定律得：U=E-Ir；当I=0时，U=E，由读出电源的电动势E=3V，内阻等于图线的斜率大小，则： ；A正确；根据图像可知电阻： B正确；电源的效率： ；C错误；两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压U=2V，电流I=2A，则电源的输出功率为：P出=UI=4W；D正确。
课堂练习
3．（动态电路分析）如图，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则（ ）
A．V的读数变大，A的读数变小
B．V的读数变大，A的读数变大
C．V的读数变小，A的读数变小
D．V的读数变小，A的读数变大
B
课堂练习
【详解】S断开，相当于电阻变大，根据串反并同，电压表与R2并联，读数变大，电流变与R2并联，读数变大。故B正确。
课堂练习
4．（故障电路分析）用电压表检查如图电路中的故障，测得Uad＝5.0 V，Ucd＝0 V，Ubc＝0 V，Uab＝5.0 V，则此故障可能是( )
A．L断路 B．R断路
C．R′断路 D．S断路
B
课堂练习
【详解】由Ucd＝0 V，Ubc＝0 V可知电路为断路故障(电路中无电流)，由测得Uad＝5.0 V和Uab＝5.0 V可知，b、d两点等电势，电键S、灯泡L、电阻R′均为通路，所以故障可能是R断路，故B正确ACD错误。
课堂练习
5．（含容电路分析）阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E（内阻可忽略）连接成如图所示电路，开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1，闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2，Q1与Q2的比值为（ ）
A． B． C． D．
C
课堂练习
【详解】根据等效电路，开关S断开时，电容器的电压 ，得Q1=CU1；S闭合时， ，Q2=CU2，故 ，故选C
课堂练习
完成《12.2 闭合电路的欧姆定律分题型练习题》
课后作业中小学教育资源及组卷应用平台
12.2 闭合电路的欧姆定律分题型同步练习
TOC \o "1-3" \h \u HYPERLINK \l _Toc19532 公式和基础计算 1
电源的U-I图像 4
动态电路分析（串反并同） 6
故障电路分析 7
含容电路分析 8
12.2《闭合电路的欧姆定律》分题型同步练习答案解析 10
公式和基础计算
1．（多选）若E表示电动势，U表示外电压，U′表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电阻，I表示电流，则下列各式中正确的是( )
A．U′＝IR B．U′＝E－U C．U＝E＋Ir D．
2．如图所示的电路中，电阻R=2Ω。断开S后，电压表的读数为3V；闭合S后，电压表的读数为2V，则电源的内阻r为（ ）
A．1Ω B．2Ω C．3Ω D．4Ω
3．如图所示，小明同学把电流表、干电池和一个可变电阻串联，做成了一个测量电阻的装置。当将A、B两接线柱直接用导线连接时，电流表的读数为5.0mA。已知干电池的电动势1.5V，内阻，电流表的内阻。则可变电阻接入电路的阻值为（ ）
A． B． C． D．
4．如图，电源的内阻不能忽略，当电路中点亮的电灯的数目增多时，下面说法正确的是（ ）
A．外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小
B．外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压不变
C．外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压不变
D．外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小
5．如图所示，已知R1=R2=R3=1Ω，当开关S闭合后，电压表的读数为1V；当开关S断开后，电压表的读数为0.8V，则电池的电动势等于（ ）
A．1V B．1.2V C．2V D．4V
6．（多选）如图所示，I为电流表示数，U为电压表示数，P为定值电阻R2消耗的功率，Q为电容器C所带的电荷量，W为电源通过电荷量q时电源做的功。当变阻器滑动触头向右缓慢滑动过程中，下列图象能正确反映各物理量关系的是（ ）
A． B．
C． D．
7．如图所示电路中，R1=R2=2Ω，R3=1Ω．当K接通时，电压表的读数为1V；K断开时，电压表的读数为0.75V．求电源电动势E和内阻r
8．如图所示，R1=14Ω R2=9Ω，当开关处于位置1时，电流表读数I1=0.2A；当开关处于位置2时，电流表的读数I2=0.3A，求电源的电动势E和内电阻r。
9．如图所示的电路中，电源电动势E=10V，内阻r=0.5Ω，电动机的电阻R0=1.0Ω，电阻R1=1.5Ω．电动机正常工作时，电压表的示数U1=3.0V，求：
（1）电源释放的电功率；
（2）电动机消耗的电功率。将电能转化为机械能的功率；
电源的U-I图像
10．（多选）在如图甲所示电路中，定值电阻，R为滑动变阻器闭合开关后，多次改变滑片的位置，分别记录电压表和电流表的示数由测得数据作出如图乙所示图线下列判断正确的是
A．当滑片向右滑动时，电压表示数增大
B．电源的电动势测量值约为
C．电源的内阻测量值约为
D．当电源短路时，电流表示数为
11．（多选）如图所示为闭合电路中两个不同电源的U-I图像，则下列说法中正确的是( )
A．电动势E1=E2，短路电流I1>I2
B．电动势E1=E2，内阻r1>r2
C．电动势E1>E2，内阻r1>r2
D．当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大
12．在如图所示的图像中，直线为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路。由图像判断错误的是（ ）
A．电源的电动势为3 V，内阻为0.5Ω
B．电阻R的阻值为1Ω
C．电源的效率为80%
D．电源的输出功率为4 W
13．如图所示，直线A为某电源的U－I图线，曲线B为某小灯泡的U–I图线的一部分，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，灯泡恰好能正常发光，则下列说法中正确的是（ ）
A．此电源的内阻为2/3Ω
B．额定状态下，小灯泡阻值为1Ω.
C．灯泡的额定功率为6 W
D．小灯泡的U–I曲线说明电功率越大，灯丝电阻率越小
14．如下图所示，直线A为电源的U－I图线，直线B为电阻R的U－I图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和效率分别是( )
A．2W,33.3% B．4W,33.3% C．2W,66.7% D．4W,66.7%
15．如图甲所示，在滑动变阻器的滑动触头P从一端滑到另一端的过程中，两块理想电压表的示数随电流表示数的变化情况如图乙所示，则滑动变阻器的最大阻值和定值电阻的阻值分别为（ ）
A． B． C． D．
动态电路分析（串反并同）
16．如图，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则（ ）
A．V的读数变大，A的读数变小
B．V的读数变大，A的读数变大
C．V的读数变小，A的读数变小
D．V的读数变小，A的读数变大
17．如图所示，如果滑动变阻器的滑片P向上端移动，则（ ）
A．V表的示数增大，A表的示数变小
B．V、A表的示数都增大
C．V、A表的示数都减小
D．V表的示数减小，A表的示数增大
18．如图所示电路，当R2的滑动片向右移动时，各表的变化情况是（ ）
A．A1、A2读数均变大，V1、V2读数均变小
B．A1读数变大，A2读数变小，V1读数变大，V2读数变小
C．A1读数变大，A2读数变小，V1读数变小，V2读数变大
D．A1、A2读数均变小，V1、V2读数均变大
19．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，R2为滑动变阻器．当R2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I1、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
20．（多选）如图所示，电源电动势为E，内阻为r．当滑动变阻器R2的滑片P向左滑动时，下列说法正确的是
A．电阻R3消耗的功率变大
B．电容器C上的电荷量变大
C．灯L变暗
D．R1两端的电压变化量的绝对值小于R2两端的电压变化量的绝对值
故障电路分析
21．用电压表检查如图电路中的故障，测得Uad＝5.0 V，Ucd＝0 V，Ubc＝0 V，Uab＝5.0 V，则此故障可能是( )
A．L断路 B．R断路
C．R′断路 D．S断路
22．如图所示，两盏相同的灯泡在电路闭合都能正常发光．过一会儿，两盏灯都熄灭了，此时电路中的电流表没有示数，但电压表有示数，那么电路发生故障可能是（ ）
A．灯泡L1灯丝断了
B．灯泡L2灯丝断了
C．灯泡L1短路
D．灯泡L2短路
23．如图所示的电路中，闭合开关S后，灯L1、L2都能发光．后来由于某种故障使灯L2突然变亮（未烧坏），电压表的读数增大，由此可推断，这故障可能是
A．电阻R1断路 B．电阻R2短路
C．灯L1两接线柱间短路 D．电阻R2断路
24．如图所示电路中，由于某处出现了故障，导致电路中的A、B两灯变亮，C、D两灯变暗，故障的原因可能是( )
R1短路
B．R2断路
R2短路
D．R3短路
25．（多选）在如图所示的电路中，由于某一电阻发生短路或断路，使A灯变暗，B灯变亮，则故障可能是
A．R1短路
B．R2断路
C．R3断路
D．R4短路
26．（多选）某同学按如图电路进行实验，电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零．实验中由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为零），若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是:
A．R3短路
B．RP短路
C．R3断开
D．R2断开
含容电路分析
27．阻值相等的四个电阻、电容器C及电池内阻可忽略连接成如图所示电路，开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为，闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为与的比值为
A． B．
C． D．
28．如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略．平行板电容器C的极板水平放置．闭合电键S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动． 如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是( )
A．增大R1的阻值
B．增大R２的阻值
C．增大两板间的距离
D．断开电键S
29．在如图所示的电路中，当开关S闭合后，若将滑动变阻器的滑片P向上调节，下列说法正确的是（ ）
A．灯变亮，电容器的带电荷量增大
B．灯变暗，电压表的示数增大
C．灯变暗，电压表和电流表的示数都增大
D．灯变暗，电流表的示数减小
30．（多选）在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内阻为r，、为定值电阻，为滑动变阻器，C为电容器，A、V分别为理想电流表和电压表．在滑动变阻器的滑片P自a端向b端滑动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数减小
B．电流表示数增大
C．电容器C所带电荷量增多
D．a点的电势降低
12.2《闭合电路的欧姆定律》分题型同步练习答案解析
1 【答案】BD
【详解】根据闭合电路的欧姆定律可知： U′＝Ir，选项A错误；U′＝E－U，选项B正确；U＝E-Ir ，选项C错误；，选项D正确；故选BD
2 【答案】A
【详解】开关s断开时有：，开s闭合时有：，其中，解得：
3 【答案】C
【详解】根据闭合电路的欧姆定律可知；解得；故选C。
4 【答案】D
【详解】由并联电路总电阻小于任意支路电阻可知，并联的路段越多电阻越小，总电阻越小，电流增大，内电阻分压增大，路端电压减小，D对
5 【答案】C
【详解】当开关S闭合时，电阻R3与R2并联后与R1串联，外电路总电阻为：，电路中干路电流为：，根据闭合电路欧姆定律得：．当K断开时，R1与R3串联，电路中干路电流为：，根据闭合电路欧姆定律得：．联立解得：、．故C项正确，ABD三项错误
6 【答案】AB
【详解】变阻器滑动触头向右缓慢滑动过程中，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，消耗的功率为,∝，故A正确；电容器的电压，电荷量，则，保持不变，则图象是向下倾斜的直线，故B正确；电压表示数，图象应是向下倾斜的直线，故C错误；电源通过电荷量时电源做的功，是电源的电动势，则是过原点的直线，故D错误．
7 【答案】E=3V，r=1Ω
【详解】设电源电动势为E，内阻为r，则当K接通，R1、R2并联再与R3串联，R1、R2并联电阻值是1Ω，电压表测R3两端的电压，所以:即：当K断开，R2、R3串联，电压表测R3两端的电压，则：即：联立①②代入数据得：E=3V，r=1Ω
8 【答案】3V；1Ω
【详解】根据闭合电路欧姆定律得；代入数值联立解得E=3V，r=1Ω
9 【答案】（1）20W （2）12W 8W．
【详解】（1）电动机正常工作时，总电流为：I= ； I=A=2 A，电源释放的电功率为：P=EI =10×2 W=20 W；
（2）电动机两端的电压为： U= E﹣Ir﹣U1 则U =（10﹣2×0.5﹣3.0）V=6 V；
电动机消耗的电功率为： P电=UI=6×2 W=12 W；
电动机消耗的热功率为： P热=I2R0 =22×1.0 W=4 W；
电动机将电能转化为机械能的功率，据能量守恒为：P机=P电﹣P热 ；P机=（12﹣4）W=8 W；
10 【答案】AB
【详解】根据图象读出电源电动势为，根据图像斜率得到，故电源内阻为，故B正确，C错误；当滑片向右滑动时，总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律，总电流减小，根据可得出电压表示数增大，故A正确；当电源短路时，根据闭合电路欧姆定律：，故D错误；
11 【答案】AD
【详解】全电路的欧姆定律结合U-I图象可知，图象与U轴的交点表示电源的电动势，斜率表示内阻，则知电动势E1=E2，内阻r1＜r2，U-I图象与I轴的交点表示短路电流，故发生短路时的电流I1＞I2；故A项正确，B项、C项错误。根据U=E-Ir可知，△U=r △I，因内阻r1＜r2，故当电源的工作电流变化相同时，电源2的路端电压变化较大；故D正确
12 【答案】C
【详解】根据闭合电路欧姆定律得：U=E-Ir；当I=0时，U=E，由读出电源的电动势E=3V，内阻等于图线的斜率大小，则：；A正确；根据图像可知电阻：B正确；电源的效率：；C错误；两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压U=2V，电流I=2A，则电源的输出功率为：P出=UI=4W；D正确。
13 【答案】C
【详解】根据电源U-I图可得：U＝4 0.5I，又有U=E-Ir，所以，电源电动势E=4V，内阻r=0.5Ω，故A错误；电源和小灯泡组成闭合电路时，灯泡两端电压为路端电压，故两曲线交点即为灯泡的电压、电流；又有灯泡恰好能正常发光，故灯泡的额定电压U=3V，额定电流I=2A，所以，额定功率为：P=UI=6W，阻值为：R＝U/I＝1.5Ω，故C正确，B错误；由图可得：电功率越大时，U-I曲线越陡，那么电阻越大，故电阻率越大，故D错误；故选C．
14 【答案】D
【详解】由图象A可知电源的电动势E=3V，短路电流为6A，该电源和该电阻组成闭合电路时路端电压为：U=2V，电流为：I=2A；电源的输出功率即为电阻R上消耗的功率，根据P=UI得：P=2×2W=4W，电源的总功率为：P总=EI=3×2W=6W；所以效率为：η=×100%=×100%=66.7%；故选D
15 【答案】C
【详解】由题图可判断为的示数的变化曲线，为的示数的变化曲线．定值电阻；当时滑动变阻器以最大阻值接入电路，此时；；故选项C正确，ABD错误。
16 【答案】B
【详解】S断开，相当于电阻变大，根据串反并同，电压表与R2并联，读数变大，电流变与R2并联，读数变大。故B正确。
17 【答案】A
【详解】滑动变阻器的滑片P向上端移动，其电阻增大，根据串反并同可知，V表的示数增大，A表的示数减小。
18 【答案】C
【详解】根据串反并同，变阻器R2减小，与R2有并联关系的 V1、A2示数变小，与R2有串联关系的 V2、A1示数变大，故选C。
19 【答案】B
【详解】R2的滑动触点向b端移动时，R2减小，A1与R2并联，A2与R2串联，V与R2并联，根据串反并同，A1和V减小，A2增大，故选B
20 【答案】BCD
【详解】当滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电阻变小，根据串反并同，R3与R2并联，功率、电压变小，电容器与R2串联，电压变大，Q=CU，变大。灯L与R2并联，电压变小，变暗。
R1与R2串联，两端的电压变大，两端的电压变小，二者电压之和等于外电压（即等于R3电压 ），由前面分析R3电压变小，故两端增加的电压小于两端减小的电压。
21 【答案】B
【详解】由Ucd＝0 V，Ubc＝0 V可知电路为断路故障(电路中无电流)，由测得Uad＝5.0 V和Uab＝5.0 V可知，b、d两点等电势，电键S、灯泡L、电阻R′均为通路，所以故障可能是R断路，故B正确ACD错误。
22 【答案】B
【详解】灯泡L1的灯丝断了，此时电流表无示数，灯泡不发光，电压表无示数，故A不符合题意；灯泡L2的灯丝断了，此时电流表无示数，此时电压表能和电源相连，故电压表有示数，故B符合题意；灯泡L1发生短路，此时电路中只有L2，故该灯泡会发光，且电流表有示数，故C不符合题意；灯泡L2短路，电流表有示数，电压表无示数，故D不符合题意。故选B．
23 【答案】D
【详解】因为电压表的读数增大，所以路端电压增大，电源内阻上的电压减小，说明总电流减小，电路总电阻增大．若电阻R1断路，会导致总电阻增大，总电流减小，而此时灯L2两端电压会减小，致使灯L2变暗，故A错误；若电阻R2短路，灯L2将不亮，故B错误；若灯L1两接线柱间短路，电路的总电阻减小，总电流增大，电压表的读数减小，不符合题意，故C错误；若电阻R2断路，电路的总电阻增大，总电流减小，电压表的读数增大，符合题意，而总电流减小，导致内电压和灯L1、R1并联部分电压减小，灯L2两端电压增大，灯L2变亮，故D正确。
24 【答案】D
【详解】若R1短路，外电阻减小，路端电压U减小，干路电流I增大，A灯变亮．并联部分的电压减小，通过B的电流减小，则B灯变暗，不符合题意．故A错误．若R2断路，外电阻增大，路端电压U增大，干路电流I减小，A灯变暗，不符合题意．故B错误．若R2短路，D灯不亮，外电阻减小，路端电压U减小，干路电流I增大，A灯变亮．并联部分的电压减小，通过B的电流减小，则B灯变暗，不符合题意．故C错误．若R3短路，外电阻减小，路端电压U减小，干路电流I增大，A灯变亮．并联部分的电压减小，通过C、D的电流都减小，则C、D灯变暗．干路电流增大，通过C灯电流减小，则B灯的电流增大，变亮．符合题意．故D正确．故选D．
25 【答案】BC
【详解】如果R1短路，回路中总电阻变小，干路上的电流会增大，A灯处在干路上，A灯会变亮，所以A项错误；如果R2断路，回路中总电阻变大，干路上电流会减小，A灯变暗，电阻所在并联部分电压变大，电阻上的电流增大，干路电流在减小，流经电阻上的电流会减小，电阻所占电压减小，B灯所占电压变大变亮，B项正确；如果R3断路，回路中总电阻变大，干路上电流会减小，A灯变暗，A灯和所占电压减小，B灯电压变大变亮，所以C项正确；如果R4短路，回路中总电阻变小，干路上的电流会增大，A灯处在干路上，A灯会变亮，所以D项错误．
26 【答案】BD
【详解】若短路则电压表示数为零，若断开则测两端电压，测滑动变阻器和串联总电压，两表示数不同；若Rp短路，两表都测R2电压，电压表示数相同，R2断开，两电压表均测R3电压，电压表示数相同。
27 【答案】C
【详解】根据等效电路，开关S断开时，电容器的电压，得；S闭合时，，，故，故选C
28 【答案】B
【详解】试题分析：以油滴为研究对象进行受力分析可知，油滴静止不动，所受电场力与重力平衡，即，现欲使油滴仍能处于平衡状态，则保证电场强度不发生变化即可，R1的电压不变即可，题中R2没有电流通过，故改变R2时对电路工作状态无影响，所以选项B正确、A错误；而增大两板间距离时，电场强度减小，油滴下落，所以选项C错误；断开电键S时，电容器与可变电阻构成闭合回路，电容器放电，油滴下落，所以选项D错误；
29 【答案】B
【详解】滑动变阻器滑片P向上调节时，R变大，根据串反并同，L1与R串联，电压变小，所以变暗，电压表与R并联，示数增大，电流表与R串联，示数变小，电容器与R并联，电压变大，所带电荷量增大。L2与R并联，电压变大，所以变亮。故选B。
30 【答案】BD
【详解】串反并同法：由于减小，与并联，则、均减小，而，，知电容器所带电荷量Q减少，C错误；降低，D正确；因为间接与串联，故、均增大，电压表V示数增大，A错误；电流表和滑动变阻器串联，滑动变阻器接入电路的阻值减小时，电流表A示数增大，B正确
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12.2 闭合电路的欧姆定律
学习目标：
（1）理解电源电动势的基本含义
（2）理解内、外电压，闭合电路的欧姆定律
（3）会用闭合电路的欧姆定律分析路端电压与负载的关系
（4）电源和电阻的U-I图像
（5）掌握动态电路分析的特殊方法：串反并同
1.新课导入
学习电源时，我们知道它能把自由电子从正极搬到负极。
由图示可见，在电源“搬运”电荷，生成电能过程中，要克服电场力，因此，电源需要将其它形式能量转化为电能。
2.电动势
物理意义：表征电源把其他形式的能量转化为电能的本领。用E表示。
定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比。
定义式：。
单位：伏特，符号：V。
决定因素：由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路也无关。
3.闭合电路
闭合电路是指由电源、用电器及导线组成的完整的电路。
如图所示：
电源内部的电路叫内电路，电源的电阻叫内电阻。
电源外部的电路叫外电路，外电路的电阻称为外电阻。
4.闭合电路的欧姆定律
如图，
电路中电流为I，则在时间t内，非静电力做的功，等于内、外电路中电能的总和，即EIt=I2Rt+I2rt。
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。
表达式： 。E＝U外＋U内
5.路端电压与负载的关系
6.闭合电路的电源及电阻的U－I图像
直线①、②分别为电源和电阻的U-I图像
如图所示，直线①与纵轴交点的纵坐标表示电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻。
交点坐标：(IP，UP)表示电源E与电阻R串联时的工作电流和电阻R两端的电压(即电源的路端电压)。
虚线框和坐标轴所围“面积”表示电源的输出功率P出＝UPIP。
电源的效率 。
7.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的变化。
(3)运用判断I的变化。
(4)运用U内＝Ir判断U内的变化。
(5)运用U外＝E－U内判断U外的变化。
(6)运用电学公式定性分析各支路相关量变化。并联电路功率关系
串反并同：
当外电路任一电阻发生变化时，与该电阻有串联关系的用电器电流、电压、功率的变化与变化电阻的阻值变化相反；与变化电阻有并联关系的用电器电流、电压、功率的变化与变化电阻的阻值变化相同。
适用条件：电源内阻r≠0。
电路中某一电阻由断路（此时阻值可看成∞大）到通路状态，阻值减小；由通路到断路状态，阻值增大。
电源与路端任一电阻均为串联。
8.闭合电路问题的求解方法
(1)分析电路，认清各元件的串、并联关系，必要时画等效电路图，特别注意电压表和电流表对应的电路。
(2)求总电流I：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势，可用闭合电路欧姆定律直接求出；若内、外电路上有多个未知电阻，可利用某一部分电路的已知电阻和电压求总电流I；当以上方法都行不通时，可以联立方程求出I。
(3)根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流。
(4)注意适用条件：外电路含有非纯电阻元件时(如电动机、电解槽等)，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。
9.闭合电路欧姆定律的表达形式
表达式 物理意义 适用条件
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) ①E＝U外＋Ir ②E＝U外＋U内 ③ 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；②、③式普遍适用
EIt＝I2Rt＋I2rt④W＝W外＋W内⑤ 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式适用于纯电阻电路；⑤式普遍适用
10.课堂小结
11.随堂练习
1.（公式、基础计算）如图所示，已知R1=R2=R3=1Ω，当开关S闭合后，电压表的读数为1V；当开关S断开后，电压表的读数为0.8V，则电池的电动势等于（ ）
A．1V B．1.2V C．2V D．4V
【答案】C
【详解】当开关S闭合时，电阻R3与R2并联后与R1串联，外电路总电阻为：，电路中干路电流为：，根据闭合电路欧姆定律得：．当K断开时，R1与R3串联，电路中干路电流为：，根据闭合电路欧姆定律得：．联立解得：、．故C项正确，ABD三项错误
2.（U-I图像）在如图所示的图像中，直线为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路。由图像判断错误的是（ ）
A．电源的电动势为3 V，内阻为0.5Ω
B．电阻R的阻值为1Ω
C．电源的效率为80%
D．电源的输出功率为4 W
【答案】C
【详解】根据闭合电路欧姆定律得：U=E-Ir；当I=0时，U=E，由读出电源的电动势E=3V，内阻等于图线的斜率大小，则：；A正确；根据图像可知电阻：B正确；电源的效率：；C错误；两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压U=2V，电流I=2A，则电源的输出功率为：P出=UI=4W；D正确。
3.（动态电路分析）如图，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则（ ）
A．V的读数变大，A的读数变小
B．V的读数变大，A的读数变大
C．V的读数变小，A的读数变小
D．V的读数变小，A的读数变大
【答案】B
【详解】S断开，相当于电阻变大，根据串反并同，电压表与R2并联，读数变大，电流变与R2并联，读数变大。故B正确。
4.（故障电路分析）用电压表检查如图电路中的故障，测得Uad＝5.0 V，Ucd＝0 V，Ubc＝0 V，Uab＝5.0 V，则此故障可能是( )
A．L断路 B．R断路
C．R′断路 D．S断路
【答案】B
【详解】由Ucd＝0 V，Ubc＝0 V可知电路为断路故障(电路中无电流)，由测得Uad＝5.0 V和Uab＝5.0 V可知，b、d两点等电势，电键S、灯泡L、电阻R′均为通路，所以故障可能是R断路，故B正确ACD错误。
5.阻值相等的四个电阻、电容器C及电池内阻可忽略连接成如图所示电路，开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为，闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为与的比值为
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】根据等效电路，开关S断开时，电容器的电压，得；S闭合时，，，故，故选C
12.课后作业
完成《12.2 闭合电路的欧姆定律同步分题型练习题》
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