閉合電路歐姆定律教案

1、§2.7閉合電路歐姆定律 （2課時(shí)）第1課時(shí)一、教學(xué)目標(biāo)1知道電動(dòng)勢(shì)是表征電源特性的物理量，它在數(shù)值上等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓；從能量轉(zhuǎn)化的角度理解電動(dòng)勢(shì)的物理意義。2明確在閉合回路中電動(dòng)勢(shì)等于電路上內(nèi)、外電壓之和。3熟練掌握閉合電路歐姆定律的兩種表達(dá)式和 及其適用條件。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析:1重點(diǎn)：閉合電路歐姆定律的內(nèi)容；2難點(diǎn)：應(yīng)用閉合電路歐姆定律進(jìn)行簡(jiǎn)單電路的分析計(jì)算。三、教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)演示，啟發(fā)式教學(xué)四、教 具：不同型號(hào)的干電池若干、小燈泡（3.8V）、電容器一個(gè)、紐扣電池若干、手搖發(fā)電機(jī)一臺(tái)、可調(diào)高內(nèi)阻蓄電池一個(gè)、電路示教板一塊、示教電壓表（02.5V）兩臺(tái)、1

2、0定值電阻一個(gè)、滑線變阻器（050）一只、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。五、教學(xué)過(guò)程：（一）新課引入教師：同學(xué)們都知道，電荷的定向移動(dòng)形成電流。那么，導(dǎo)體中形成電流的條件是什么呢？（學(xué)生答：導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差。）演示：將小燈泡接在充電后的電容器兩端，會(huì)看到什么現(xiàn)象？（小燈泡閃亮一下就熄滅。）為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？分析：當(dāng)電容器充完電后，其上下兩極板分別帶上正負(fù)電荷，如圖1所示，兩板間形成電勢(shì)差。當(dāng)用導(dǎo)線把小燈泡和電容器兩極板連通后，電子就在電場(chǎng)力作用下沿導(dǎo)線定向移動(dòng)形成電流，但這是一瞬間的電流。因?yàn)閮蓸O板上正負(fù)電荷逐漸中和而減少，兩極板間電勢(shì)差也逐漸減小為零，所以電流減小為零，因此要得到持續(xù)的電流，就必須有

3、持續(xù)的電勢(shì)差。教師：能夠產(chǎn)生持續(xù)電勢(shì)差的裝置就是電源。那么，如何描述電源的特性？電源接入電路，組成閉合電路，閉合電路中的電流有什么規(guī)律呢？這節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)閉合電路歐姆定律。（二）進(jìn)行新課【板書(shū)】第七節(jié) 閉合電路歐姆定律【板書(shū)】一、閉合電路歐姆定律【板書(shū)】1閉合電路的組成閉合電路由兩部分組成，一部分是電源外部的電路，叫做外電路，包括用電器和導(dǎo)線等。另一部分是電源內(nèi)部的電路，叫內(nèi)電路，如發(fā)電機(jī)的線圈、電池的溶液等。外電路的電阻通常叫做外電阻。內(nèi)電路也有電阻，通常叫做電源的內(nèi)電阻，簡(jiǎn)稱內(nèi)阻?！景鍟?shū)】2電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)、外電壓之間的關(guān)系教師：各種型號(hào)的干電池的電動(dòng)勢(shì)都是1.5V。那么把一節(jié)1號(hào)電池接入電路

4、中，它兩極間的電壓是否還是1.5V呢？用示教板演示，電路如圖2所示，結(jié)論：開(kāi)關(guān)閉合前，電壓表示數(shù)是1.5V，開(kāi)關(guān)閉合后，電壓表示數(shù)變?yōu)?.4V。實(shí)驗(yàn)表明，電路中有了電流后，電源兩極間的電壓減小了。教師：上面的實(shí)驗(yàn)中，開(kāi)關(guān)閉合后，電源兩極間的電壓降為1.4V，那么減少的電壓哪去了呢？用投影儀展示實(shí)驗(yàn)電路，如圖3所示。接在電源外電路兩端的電壓表測(cè)得的電壓叫外電壓。在電源內(nèi)部電極附近的探針A、B上連接的電壓表測(cè)得的電壓叫內(nèi)電壓。我們現(xiàn)在就通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究閉合電路中電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)、外電壓之間的關(guān)系。教師：向?qū)W生介紹實(shí)驗(yàn)裝置及電路連接方法，重點(diǎn)說(shuō)明內(nèi)電壓的測(cè)量。實(shí)驗(yàn)中接通S1、S2，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭使其

5、阻值減小，由兩個(gè)電壓表讀出若干組內(nèi)、外電壓U和U的值。再斷開(kāi)S1，由電壓表測(cè)出電動(dòng)勢(shì)E。分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律呢？學(xué)生：在誤差許可的范圍內(nèi)，內(nèi)、外電壓之和等于電源電動(dòng)勢(shì)?！景鍟?shū)】在閉合電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電壓之和，即E=UU教師：我們把公式 E=UU兩邊同乘以電量q，得到qE=qUqU，這個(gè)式子的物理含義是什么呢？在第一章我們學(xué)習(xí)過(guò)一個(gè)公式W=qU，用來(lái)計(jì)算電場(chǎng)力對(duì)電荷做的功。所以qUqU等于電量q通過(guò)外電路和內(nèi)電路時(shí)消耗的總電能。由能量守恒定律可知，qE就應(yīng)該是電源提供的總電能。當(dāng)q=1C時(shí)電源提供的總電能就是EJ，數(shù)值上等于電動(dòng)勢(shì)。電源提供給電路的總電能是其他非靜電力做功轉(zhuǎn)

6、化而來(lái)的，所以，電動(dòng)勢(shì)的大小也可以反映出電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)。例如干電池的電動(dòng)勢(shì)是1.5V，它的物理含義是什么呢？（1）表示非靜電力把1C正電荷從電源負(fù)極搬到正極所做的功是1.5J；（2）表示電場(chǎng)力搬運(yùn)1C正電荷沿閉合回路走一周所做的功是1.5J?！景鍟?shū)】3、閉合電路歐姆定律問(wèn)題設(shè)計(jì)：如圖4所示電路中電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，外電阻為R，試求電路中的電流I引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)：E=U+U而U=IR U=Ir E=IR+Ir或者寫(xiě)成： 其中，R+r表示整個(gè)電路總電阻，R為外電路總電阻，r為內(nèi)阻，I為閉合電路總電流。上式表明：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟整個(gè)電路的電阻成反比，這就

7、是閉合電路歐姆定律。說(shuō)明：閉合電路歐姆定律的適用條件：純電阻電路?！景鍟?shū)】（1）內(nèi)容：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟整個(gè)電路的電阻成反比（2）公式： 或者（3）適用條件：純電阻電路（三）例題精講【例題1】在如圖5所示的電路中，R1=14.0，R2=9.0，當(dāng)開(kāi)關(guān)S扳到位置1時(shí)，電流表的示數(shù)為I1=0.20A；當(dāng)開(kāi)關(guān)S板到位置2時(shí)，電流表的示數(shù)為I2=0.30A，求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。（E3.0V，r1.0）目的：（1）熟悉閉合電路歐姆定律；（2）介紹一種測(cè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法（四）總結(jié)、拓展1電動(dòng)勢(shì)是描述電源將其它形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量，數(shù)值上等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓

8、，數(shù)值上還等于閉合電路內(nèi)、外電壓之和。2閉合電路歐姆定律的兩種表達(dá)式 和 注意適用條件：純電阻電路第2課時(shí)一、教學(xué)目標(biāo)1通過(guò)復(fù)習(xí)，熟練掌握閉合電路歐姆定律的兩種表達(dá)式和及其適用條件。2熟練掌握路端電壓和負(fù)載的關(guān)系。3掌握電源的總功率P總=IE，電源的輸出功率P輸=IU，電源內(nèi)阻上損耗的功率P內(nèi)=I2r及它們之間的關(guān)系：二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1重點(diǎn)：應(yīng)用閉合電路歐姆定律討論電路中的路端電壓、電流強(qiáng)度隨外電阻變化的關(guān)系。2難點(diǎn)：短路、斷路特征，路端電壓隨外電阻的變化。三、教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)演示，啟發(fā)式教學(xué)四、教 具：電路示教板一塊，示教電壓表（02.5V）、電流表，10定值電阻一個(gè)，滑線變阻器（050

9、）一只，開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干。五、教學(xué)過(guò)程：（一）新課引入教師：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了閉合電路的歐姆定律，請(qǐng)大家寫(xiě)出閉合電路歐姆定律的兩個(gè)表達(dá)式。學(xué)生：； 教師：當(dāng)外電路的電阻變化時(shí)，外電路兩端的電壓、電路中的電流、電功率怎么變化呢？這節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)這些內(nèi)容。（二）進(jìn)行新課【板書(shū)】第七節(jié) 閉合電路歐姆定律【板書(shū)】三、路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系【板書(shū)】1、路端電壓外電路的電勢(shì)降落，也就是外電路兩端的電壓，叫做路端電壓。路端電壓就是電源加在負(fù)載（用電器）上的“有效”電壓，也就是電源兩極之間的電壓。那么路端電壓與負(fù)載之間有何關(guān)系呢？【板書(shū)】2、路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系實(shí)驗(yàn)：如圖所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：當(dāng)負(fù)載電阻R增大時(shí)，電流I

10、將減小，則電源內(nèi)阻上的電勢(shì)降Ir將減小，所以路端電壓U增大，所以路端電壓U隨外電阻的增大而增大。引導(dǎo)學(xué)生分析： 由 得 路端電壓表達(dá)式為：可見(jiàn)，電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻r是一定的，當(dāng)負(fù)載電阻R增大時(shí)，由 知電流I將減小，由知路端電壓增大；相反，當(dāng)負(fù)載電阻R減小時(shí)，電流I增大，路端電壓減小。（培養(yǎng)學(xué)生分析推理能力）兩個(gè)特例：（1）短路 當(dāng)R0時(shí)，IE/r，可以認(rèn)為U=0，路端電壓等于零。這種情況叫電源短路。發(fā)生短路時(shí)，電流強(qiáng)度叫短路電流，一般，電源的內(nèi)阻都比較小，所以短路電流很大。一般情況下，要避免電源短路。（2）斷路 當(dāng)R，也就是當(dāng)電路斷開(kāi)時(shí)，I0則U=E。當(dāng)斷路（亦稱開(kāi)路）時(shí)，路端電壓等于電源的電

11、動(dòng)勢(shì)。 說(shuō)明：在用電壓表測(cè)電源的電壓時(shí)，有電流通過(guò)電源和電壓表，外電路并非斷路，這時(shí)測(cè)得的路端電壓并不等于電源的電動(dòng)勢(shì)。只有當(dāng)電壓表的電阻非常大時(shí)，電流非常小，此時(shí)測(cè)出的路端電壓非常近似地等于電源的電動(dòng)勢(shì)?！景鍟?shū)】3、U-I圖線 如圖所示為 的函數(shù)圖像，是一條傾斜向下的直線。 從圖線可以看出，路端電壓U隨著電流I的增大而減小。圖線還反映出電源的特性：直線的傾斜程度跟內(nèi)阻r有關(guān)，內(nèi)阻越大，傾斜得越厲害；直線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示電源電動(dòng)勢(shì)的大?。↖=0時(shí)，U=E）?！景鍟?shū)】四、閉合電路中的功率在公式E=U外 +U內(nèi)中，兩端乘以電流I得到：式中分別表示外電路和內(nèi)電路上消耗的電功率，表示電源提供的電

12、功率。上式表示，電源提供的電能只有一部分消耗在外電路上，轉(zhuǎn)化為其它形式的能。另一部分消耗在內(nèi)電路上，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。電動(dòng)勢(shì)E越大，電源提供的電功率越大，這表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)越大。如果外電路為純電阻電路，上式可表示為 （三）例題精講電路結(jié)構(gòu)變化問(wèn)題的討論【例1】在如圖所示的電路中，在滑動(dòng)變阻器R2的滑動(dòng)頭向下移動(dòng)的過(guò)程中，電壓表V和電流表A的示數(shù)變化情況如何？目的：熟悉路端電壓隨外電阻變化的關(guān)系及分析方法?！纠?】如圖甲所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r恒定，當(dāng)負(fù)載R變化時(shí)，電路中的電流發(fā)生變化，于是電路中的三個(gè)功率：電源的總功率P總、電源內(nèi)部消耗功率P內(nèi)和電源的輸出功率P外隨電

13、流變化的圖線可分別用圖乙中三條圖線表示，其中圖線的函數(shù)表達(dá)式是_；圖線的函數(shù)表達(dá)式是_；圖線的函數(shù)表達(dá)式是_?！纠?】在如圖所示的電路中，R1=10 ，R2=20 ，滑動(dòng)變阻器R的阻值為050 ，當(dāng)滑動(dòng)觸頭P由I向b滑動(dòng)的過(guò)程中，燈泡L的亮度變化情況是_ A.逐漸變亮 B.逐漸變暗 C.先變亮后變暗 D.先變暗后變亮解析：燈泡的亮度由燈的實(shí)際功率大小決定.電燈燈絲電阻不變，研究通過(guò)燈絲電流的大小可知燈的亮度.電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r不變，通過(guò)燈泡電流由外電路總電阻決定。外電阻是由滑動(dòng)變阻器連入電路部分的電阻決定的，當(dāng)滑動(dòng)觸頭由a向b滑動(dòng)過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器連入電路部分的電阻增大，總電阻增大，總電流

14、減少，燈泡的實(shí)際功率PL=I2RL減小，燈泡變暗。綜上所述，選項(xiàng)B正確。閉合電路歐姆定律的定量應(yīng)用【例4】 如圖所示電路中，R1=0.8，R3=6，滑動(dòng)變阻器的全值電阻R2=12 ，電源電動(dòng)勢(shì)E=6 V，內(nèi)阻r=0.2 ，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在變阻器中央位置時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)S，電路中的電流表和電壓表的讀數(shù)各是多少? 電壓表V1測(cè)量電源的路端電壓，根據(jù)E=U外+U內(nèi)得U1=E-Ir=6 V-1.5×0.2 V=5.7 V即電壓表V1的讀數(shù)為5.7 V.點(diǎn)評(píng)：1.電路中的電流表、電壓表均視為理想電表（題中特別指出的除外），即電流表內(nèi)阻視為零，電壓表內(nèi)阻視為無(wú)窮大。2.解答閉合電路問(wèn)題的一般步驟

15、：（1）首先要認(rèn)清外電路上各元件的串并聯(lián)關(guān)系，必要時(shí)，應(yīng)進(jìn)行電路變換，畫(huà)出等效電路圖。（2）解題關(guān)鍵是求總電流I，求總電流的具體方法是：若已知內(nèi)、外電路上所有電阻的阻值和電源電動(dòng)勢(shì)，可用全電路歐姆定律（ ）直接求出I；若內(nèi)外電路上有多個(gè)電阻值未知，可利用某一部分電路的已知電流和電壓求總電流I；當(dāng)以上兩種方法都行不通時(shí)，可以應(yīng)用聯(lián)立方程求出I。（3）求出總電流后，再根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)或部分電路歐姆定律求各部分電路的電壓和電流。（四）總結(jié)、拓展1電動(dòng)勢(shì)是描述電源將其它形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量，數(shù)值上等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓，數(shù)值上還等于閉合電路內(nèi)、外電壓之和。2閉合電路歐姆定律的

16、兩種表達(dá)式 和注意適用條件：純電阻電路3路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系：當(dāng)負(fù)載電阻R增大時(shí)，電流I減小；路端電壓U增大；相反，當(dāng)負(fù)載電阻R減小時(shí)，電流I增大，路端電壓U減小。4閉合電路中的功率： 或 （五）布課堂練習(xí)： 1在測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻時(shí)得到如圖所示的路端電壓隨電流變化的圖象，由圖象可知 A電源的短路電流為0.6A。 B電源的內(nèi)電阻為5。 C電源電動(dòng)勢(shì)為3.0V。 D上述結(jié)論都不正確。2在右圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)15V，內(nèi)電阻r5，電阻R125，當(dāng)K閉合后，伏特表的讀數(shù)是9V，試求：(1)K斷開(kāi)時(shí)伏特表的讀數(shù)； (2)K閉合后外電路總電流； (3)電阻R2的大小。 3在右圖中，已知R16，R22，R33，電源電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻r1，求在下列各種情形中伏特表的讀數(shù)。 (1)K1、K2、K3都斷開(kāi)； (2)K