歐姆定律教案高中
發(fā)表時(shí)間:2020-11-13閉合電路的歐姆定律。
一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)時(shí)都會(huì)提前最好準(zhǔn)備,作為教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生更好的消化課堂內(nèi)容,幫助教師掌握上課時(shí)的教學(xué)節(jié)奏。那么,你知道教案要怎么寫呢?下面是小編為大家整理的“閉合電路的歐姆定律”,歡迎您參考,希望對(duì)您有所助益!
【課題】
閉合電路的歐姆定律學(xué)案課前預(yù)習(xí)學(xué)案編號(hào):
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
理解閉合電路歐姆定律及其表達(dá)式
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
閉合電路歐姆定律
1、電動(dòng)勢(shì)E、外電壓U外與內(nèi)電壓U內(nèi)三者之間的關(guān)系________________
○1、電動(dòng)勢(shì)等于電源___________時(shí)兩極間的電壓
○2、用電壓表接在電源兩極間測(cè)得的電壓U外___E
2、閉合電路歐姆定律
○1、內(nèi)容___________
○2、表達(dá)式
○3常用變形式U外=E-Ir
三、提出疑惑
同學(xué)們,通過(guò)你的自主學(xué)習(xí),你還有哪些疑惑,請(qǐng)把它填在下面的表格中
疑惑點(diǎn)疑惑內(nèi)容
課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、理解閉合電路歐姆定律及其表達(dá)式并能熟練地用來(lái)解決有關(guān)的電路問(wèn)題
2、理解路端電壓與負(fù)載的關(guān)系
二、學(xué)習(xí)過(guò)程
一、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系
1、路端電壓與外電阻的關(guān)系
○1根據(jù)U=E-Ir、I=可知:當(dāng)R_____時(shí),U增大,當(dāng)R_____時(shí),U減小
○2當(dāng)外電路斷開時(shí),R=∞,I=_____,U=_____
當(dāng)外電路短路時(shí),R=0,I=_____,U=_____
2、路端電壓與電流的關(guān)系圖像
由U=E-Ir可知,U-I圖像是一條向下傾斜的直線如圖
說(shuō)出:
○1圖線與縱軸截距的意義_____________________
○2圖線與橫軸截距的意義_____________________
○3圖像斜率的意義___________________________
○4與部分電路歐姆定律U—I曲線的區(qū)別________
_________________________________________
【典型例題】
例1、在圖1中R1=14Ω,R2=9Ω.當(dāng)開關(guān)處于位置1時(shí),電流表讀數(shù)I1=0.2A;當(dāng)開關(guān)處于位置2時(shí),電流表讀數(shù)I2=0.3A.求電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r。
例2、如圖3所示的電路中,店員電動(dòng)勢(shì)為6V,當(dāng)開關(guān)S接通后,燈泡L1和燈泡L2都不亮,用電壓表測(cè)得各部分電壓是Uab=6V,Uad=0,Ucd=6V,由此可斷定()
A、L1和L2的燈絲都燒斷了
B、L1的燈絲都燒斷了
C、L2的燈絲都燒斷了
D、變阻器R斷路JAB88.cOm
(三)當(dāng)堂檢測(cè)
1、如圖4所示的電路中,當(dāng)變阻器R3的滑動(dòng)觸頭P向b端移動(dòng)時(shí)()
A、電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小
B、電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大
C、電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變大
D、電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變小
2、關(guān)于電源的電動(dòng)勢(shì),下面敘述正確的是()
A、電源的電動(dòng)勢(shì)就是接在電源兩極間的電壓表測(cè)得的電壓
B、同一電源接入不同電路,電動(dòng)勢(shì)就會(huì)發(fā)生變化
C、電源的電動(dòng)勢(shì)時(shí)表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量
D、在閉合電路中,黨外電阻變大時(shí),路端電壓變大,電源的電動(dòng)勢(shì)也變大
3、如圖7所示的電路中,電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r恒定不變,電燈L恰能正常發(fā)光,如果變阻器的滑片向b端滑動(dòng),則()
A、電燈L更亮,安培表的示數(shù)減小
B、電燈L更亮,安培表的示數(shù)減大
C、電燈L更暗,安培表的示數(shù)減小
D、電燈L更暗,安培表的示數(shù)減大
4、如圖8所示為兩個(gè)不同閉合電路中兩個(gè)不同電源的圖像,則下屬說(shuō)法中不正確的示()
A、電動(dòng)勢(shì)E1=E2,發(fā)生短路時(shí)的電流I1I2
B、電動(dòng)勢(shì)E1=E2,內(nèi)阻r1r2
C、電動(dòng)勢(shì)E1=E2,內(nèi)阻r1r2
D、當(dāng)電源的工作電流變化相同時(shí),電源2的路端電壓變化較大
5、一個(gè)電源分別接上8Ω和2Ω的電阻時(shí),兩電阻消耗的電功率相等,則電源的內(nèi)阻為()
A、1ΩB、2ΩC、4ΩD、8Ω
6、在如圖9所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)E=3.0V,內(nèi)電阻r=1.0Ω;電阻R1=10Ω,R2=10Ω,R3=35Ω,電容器的電容C=100uF,電容器原來(lái)不帶電。求接通電鍵K后流過(guò)R4的總電荷量。
延伸閱讀
4.1閉合電路歐姆定律
一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)時(shí)都會(huì)提前最好準(zhǔn)備,教師要準(zhǔn)備好教案為之后的教學(xué)做準(zhǔn)備。教案可以讓學(xué)生更好的吸收課堂上所講的知識(shí)點(diǎn),使教師有一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的教學(xué)思路。寫好一份優(yōu)質(zhì)的教案要怎么做呢?考慮到您的需要,小編特地編輯了“4.1閉合電路歐姆定律”,供大家借鑒和使用,希望大家分享!
4.1閉合電路歐姆定律
教學(xué)目標(biāo)
(一)知識(shí)目標(biāo)
1、知道電動(dòng)勢(shì)的定義.
2、理解閉合電路歐姆定律的公式,理解各物理量及公式的物理意義,并能熟練地用來(lái)解決有關(guān)的電路問(wèn)題.
3、知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓,電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和.
4、理解路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系,知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá),并能用來(lái)分析、計(jì)算有關(guān)問(wèn)題.
5、理解閉合電路的功率表達(dá)式.
6、理解閉合電路中能量轉(zhuǎn)化的情況.
(二)能力目標(biāo)
1、培養(yǎng)學(xué)生分析解決問(wèn)題能力,會(huì)用閉合電路歐姆定律分析外電壓隨外電阻變化的規(guī)律
2、理解路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系,知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá),并能用來(lái)分析、計(jì)算有關(guān)問(wèn)題.
3、通過(guò)用公式、圖像分析外電壓隨外電阻改變規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生用多種方式分析問(wèn)題能力.
(三)情感目標(biāo)
1、通過(guò)外電阻改變引起電流、電壓的變化,樹立學(xué)生普遍聯(lián)系觀點(diǎn)
2、通過(guò)分析外電壓變化原因,了解內(nèi)因與外因關(guān)系
3、通過(guò)對(duì)閉合電路的分析計(jì)算,培養(yǎng)學(xué)生能量守恒思想
4、知道用能量的觀點(diǎn)說(shuō)明電動(dòng)勢(shì)的意義
教學(xué)建議
1、電源電動(dòng)勢(shì)的概念在高中是個(gè)難點(diǎn),是掌握閉合電路歐姆定律的關(guān)鍵和基礎(chǔ),在處理電動(dòng)勢(shì)的概念時(shí),可以根據(jù)教材,采用不同的講法.從理論上分析電源中非靜電力做功從電源的負(fù)極將正電荷運(yùn)送到正極,克服電場(chǎng)力做功,非靜電力搬運(yùn)電荷在兩極之間產(chǎn)生電勢(shì)差的大小,反映了電源做功的本領(lǐng),由此引出電動(dòng)勢(shì)的概念;也可以按本書采取討論閉合電路中電勢(shì)升降的方法,給出電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和的結(jié)論.教學(xué)中不要求論證這個(gè)結(jié)論.教材中給出一個(gè)比喻(兒童滑梯),幫助學(xué)生接受這個(gè)結(jié)論.
需要強(qiáng)調(diào)的是電源的電動(dòng)勢(shì)反映的電源做功的能力,它與外電路無(wú)關(guān),是由電源本生的特性決定的.
電動(dòng)勢(shì)是標(biāo)量,沒(méi)有方向,這要給學(xué)生說(shuō)明,如果學(xué)生程度較好,可以向?qū)W生說(shuō)明,做為電源,由正負(fù)極之分,在電源內(nèi)部,電流從負(fù)極流向正極,為了說(shuō)明問(wèn)題方便,也給電動(dòng)勢(shì)一個(gè)方向,人們規(guī)定電源電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)閮?nèi)電路的電流方向,即從負(fù)極指向正極.
2、路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系,是一個(gè)難點(diǎn).希望作好演示實(shí)驗(yàn),使學(xué)生有明確的感性認(rèn)識(shí),然后用公式加以解釋.路端電壓與電流的關(guān)系圖線,可以直觀地表示出路端電壓與電流的關(guān)系,務(wù)必使學(xué)生熟悉這個(gè)圖線.
學(xué)生應(yīng)該知道,斷路時(shí)的路端電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì).因此,用電壓表測(cè)出斷路時(shí)的路端電壓就可以得到電源的電動(dòng)勢(shì).在考慮電壓表的內(nèi)阻時(shí),希望通過(guò)第五節(jié)的“思考與討論”,讓學(xué)生自己解決這個(gè)問(wèn)題.
3、最后講述閉合電路中的功率,得出公式,.要從能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)說(shuō)明,公式左方的表示單位時(shí)間內(nèi)電源提供的電能.理解了這一點(diǎn),就容易理解上式的意義:電源提供的電能,一部分消耗在內(nèi)阻上,其余部分輸出到外電路中.
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
閉合電路的歐姆定律
一、教學(xué)目標(biāo)
1、在物理知識(shí)方面的要求:
(1)鞏固產(chǎn)生恒定電流的條件;
(2)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.
(3)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.
(4)掌握閉合電路的歐姆定律,理解各物理量及公式的物理意義
(5)掌握路端電壓、輸出功率、電源效率隨外電阻變化的規(guī)律.
2、在物理方法上的要求:
(1)通過(guò)電動(dòng)勢(shì)等于電路上內(nèi)、外電壓之和的教學(xué),使學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探索物理規(guī)律的方法.
(2)從能量和能量轉(zhuǎn)化的角度理解電動(dòng)勢(shì)的物理意義.
(3)通過(guò)對(duì)路端電壓、輸出功率、電源效率隨外電阻變化的規(guī)律的討論培養(yǎng)學(xué)生的推理能力.
(4)通過(guò)用公式、圖像分析外電壓隨外電阻改變規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生用多種方式分析
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1、重點(diǎn):
(1)電動(dòng)勢(shì)是表示電源特性的物理量
(2)閉合電路歐姆定律的內(nèi)容;
(3)應(yīng)用定律討論路端電壓、輸出功率、電源效率隨外電阻變化的規(guī)律.
2、難點(diǎn):
(1)閉合回路中電源電動(dòng)勢(shì)等于電路上內(nèi)、外電壓之和.
(2)短路、斷路特征
(3)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
三、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
引入新課:
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:將小燈泡接在充滿電的電容器兩端,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)力的作用下通過(guò)導(dǎo)線產(chǎn)生定向移動(dòng)而形成電流,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)差也逐漸減少為零,所以電流減小為零,因此只有電場(chǎng)力的作用是不能形成持續(xù)電流的.
教師:為了形成持續(xù)的電源,必須有一種本質(zhì)上完全不同于靜電性的力,能夠不斷地分離正負(fù)電荷來(lái)補(bǔ)充兩極板上減少的電荷.這才能使兩極板保持恒定的電勢(shì)差,從而在導(dǎo)線中維持恒定的電流,能夠提供這種非靜電力的裝置叫電源.電源在維持恒定電流時(shí),電源中的非靜電力將不斷做功,從而把已經(jīng)流到低電勢(shì)處的正電荷不斷地送回到高電勢(shì)處.使它的電勢(shì)能增加.
板書:1、電源:電源是一種能夠不斷地把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置.它并不創(chuàng)造能量,也不創(chuàng)造電荷.例如:干電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能、核能等轉(zhuǎn)化為電能的裝置.
教師:電源能夠不斷地把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽⑶夷軌蛱峁┖愣ǖ碾妷海敲床煌碾娫?,兩極間的電壓相同嗎?展示各種干電池(1號(hào)、2號(hào)、5號(hào)、7號(hào)),請(qǐng)幾個(gè)同學(xué)觀察電池上面寫的規(guī)格,發(fā)現(xiàn)盡管電池的型號(hào)不同,但是都標(biāo)有“1.5V”字樣.我們把示教電壓表直接接在干電池的兩端進(jìn)行測(cè)量,發(fā)現(xiàn)結(jié)果確實(shí)是1.5V.講臺(tái)上還擺放有手搖發(fā)電機(jī)、蓄電池、紐扣電池,它們兩端的電壓是否也是1.5V呢?(學(xué)生回答:不是)那么如何知道它們兩端的電壓呢?(學(xué)生:用電壓表直接測(cè)量)
結(jié)論:電源兩極間的電壓完全由電源本身的性質(zhì)(如材料、工作方式等)決定,同種電池用電壓表測(cè)量其兩極間的電壓是相同的,不同種類的電池用電壓表測(cè)量其兩極間的電壓是不同的.為了表示電源本身的這種特性,物理學(xué)中引入了電動(dòng)勢(shì)的概念.
板書:2、電源電動(dòng)勢(shì)
教師:從上面的演示和分析可知,電源的電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源未接入電路時(shí)兩極間的電壓.
板書:電源的電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)其兩極間的電壓.
例如,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,電路如圖所示,結(jié)論:開關(guān)閉合前,電壓表示數(shù)是1.5V,開關(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少了.
教師:上面的實(shí)驗(yàn)中,開關(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,介紹閉合電路可分為內(nèi)、外電路兩部分,電源內(nèi)部的叫內(nèi)電路,電源外部的叫外電路.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.
板書:3、內(nèi)電壓和外電壓
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)中接通電鍵,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭使其阻值減小,由兩個(gè)電壓表讀出若干組內(nèi)、外電壓
和的值.再斷開電鍵,由電壓表測(cè)出電動(dòng)勢(shì).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).
板書:在閉合電路中,電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電壓之和,即.
下面我們來(lái)分析在整個(gè)電路中電壓、電流、電阻之間的關(guān)系.
教師:我們來(lái)做一個(gè)實(shí)驗(yàn),電路圖如圖所示
觀察電鍵S先后接通1和2時(shí)小燈泡的亮度.
結(jié)論:把開關(guān)撥到2后,發(fā)現(xiàn)小燈泡的亮度比剛才接3V的電源時(shí)還稍暗些.怎么解釋這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呢?這就要用到我們將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容——閉合電路的歐姆定律.
板書:閉合電路的歐姆定律
教師:在圖1所示電路圖中,設(shè)電流為,根據(jù)歐姆定律,,,那么,電流強(qiáng)度,這就是閉合電路的歐姆定律.
板書:4、閉合電路的歐姆定律的內(nèi)容:閉合電路中的電流強(qiáng)度和電源電動(dòng)勢(shì)成正比,和電路的內(nèi)外電阻之和成反比.表達(dá)式為.
同學(xué)們從這個(gè)表達(dá)式可以看出,在電源恒定時(shí),電路中的電流強(qiáng)度隨電路的外電阻變化而變化;當(dāng)外電路中的電阻是定值電阻時(shí),電路中的電流強(qiáng)度和電源有關(guān).
教師:同學(xué)們能否用閉合電路的歐姆定律來(lái)解釋上一個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呢?
學(xué)生:9V的電源如果內(nèi)電阻很大,由閉合電路的歐姆定律可知,用它做電源,電路中的電流I可能較??;而電動(dòng)勢(shì)3V的電源內(nèi)阻如果很小,電路中的電流可能比大,用這兩個(gè)電源分別給相同的小燈泡供電,燈泡的亮度取決于,那么就出現(xiàn)了剛才的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象了.
教師:很好.一般電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻在短時(shí)間內(nèi)可以認(rèn)為是不變的.那么外電阻的變化,就會(huì)引起電路中電流的變化,繼而引起路端電壓、輸出功率、電源效率等的變化.
幾個(gè)重要推論
(1)路端電壓隨外電阻變化的規(guī)律
板書:5幾個(gè)重要推論
(l)路端電壓隨外電阻變化的規(guī)律演示實(shí)驗(yàn),圖3所示電路,
4節(jié)1號(hào)電池和1個(gè)10Ω的定值電阻串聯(lián)組成電源(因?yàn)橥ǔk娫磧?nèi)阻很小,的變化也很小,現(xiàn)象不明顯)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片,觀察電流表和電壓表的示數(shù)是如何隨變化?
教師:從實(shí)驗(yàn)出發(fā),隨著電阻的增大,電流逐漸減小,路端電壓逐漸增大.大家能用閉合電路的歐姆定律來(lái)解釋這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象嗎?
學(xué)生:因?yàn)樽兇螅]合電路的總電阻增大,根據(jù)閉合電路的歐姆定律,,電路中的總電流減小,又因?yàn)?,則路端電壓增大.
教師:正確.我們得出結(jié)論,路端電壓隨外電阻增大而增大,隨外電阻減小而減?。话阏J(rèn)為電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻在短時(shí)間內(nèi)是不變的,初中我們認(rèn)為電路兩端電壓是不變的,應(yīng)該是有條件的,當(dāng)→無(wú)窮大時(shí),→0,外電路可視為斷路,→0,根據(jù),則,即當(dāng)外電路斷開時(shí),用電壓表直接測(cè)量電源兩極電壓,數(shù)值等于電源的電動(dòng)勢(shì);當(dāng)減小為0時(shí),電路可視為短路,為短路電流,路端電壓.
板書5:路端電壓隨外電阻增大而增大,隨外電阻減小而減?。?dāng)嗦窌r(shí),→∞,→0,;短路時(shí),,.
電路的路端電壓與電流的關(guān)系可以用圖像表示如下
(2)電源的輸出功率隨外電阻變化的規(guī)律.
教師:在純電阻電路中,當(dāng)用一個(gè)固定的電源(設(shè)、r是定值)向變化的外電阻供電時(shí),輸出的功率,
又因?yàn)椋?br>
所以,
當(dāng)時(shí),電源有最大的輸出功率.我們可以畫出輸出功率隨外電阻變化的圖線,如圖所示.
板書6:在純電阻電路中,當(dāng)用一個(gè)固定的電源(即、是定值)向變化的外電阻供電時(shí),輸出的功率有最大值.
教師:當(dāng)輸出功率最大時(shí),電源的效率是否也最大呢?
板書7:電源的效率隨外電阻變化的規(guī)律
教師:在電路中電源的總功率為,輸出的功率為,內(nèi)電路損耗的功率為,則電源的效率為,當(dāng)變大,也變大.而當(dāng)時(shí),即輸出功率最大時(shí),電源的效率=50%.
板書8:電源的效率隨外電阻的增大而增大.
四、講解例題
五、總結(jié)
探究活動(dòng)
1、調(diào)查各種不同電源的性能特點(diǎn)。
(包括電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻、能量轉(zhuǎn)化情況、工作原理、可否充電)
2、考察目前對(duì)廢舊電池的回收情況。
(1)化學(xué)電池的工作原理;
(2)廢舊電池對(duì)環(huán)境的污染主要表現(xiàn)在哪些方面;
(3)當(dāng)前社會(huì)對(duì)廢舊電池的重視程度;
(4)廢舊電池的回收由哪些主要的途徑和利用方式;
(5)如何更好的變廢為寶或使廢舊電池對(duì)環(huán)境的污染減小到最小。
3、通過(guò)本章節(jié)的學(xué)習(xí),根據(jù)全電路歐姆定律有關(guān)知識(shí),可以得出結(jié)論:電源的輸出功率最大時(shí),內(nèi)外電阻應(yīng)該相等,而此時(shí)電源的效率則只有50%;請(qǐng)你設(shè)計(jì)出一種方案,在實(shí)際應(yīng)用中如何配置電源和負(fù)載之間的關(guān)系,使電源的輸出功率和效率盡可能的達(dá)到較大。
2.7《閉合電路的歐姆定律》學(xué)案
閉合電路的歐姆定律學(xué)案
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
理解閉合電路歐姆定律及其表達(dá)式
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
閉合電路歐姆定律
1、電動(dòng)勢(shì)E、外電壓U外與內(nèi)電壓U內(nèi)三者之間的關(guān)系________________
○1、電動(dòng)勢(shì)等于電源___________時(shí)兩極間的電壓
○2、用電壓表接在電源兩極間測(cè)得的電壓U外___E
2、閉合電路歐姆定律
○1、內(nèi)容___________
○2、表達(dá)式
○3常用變形式U外=E-Ir
三、提出疑惑
同學(xué)們,通過(guò)你的自主學(xué)習(xí),你還有哪些疑惑,請(qǐng)把它填在下面的表格中
疑惑點(diǎn)疑惑內(nèi)容
課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、理解閉合電路歐姆定律及其表達(dá)式并能熟練地用來(lái)解決有關(guān)的電路問(wèn)題
2、理解路端電壓與負(fù)載的關(guān)系
二、學(xué)習(xí)過(guò)程
一、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系
1、路端電壓與外電阻的關(guān)系
○1根據(jù)U=E-Ir、I=可知:當(dāng)R_____時(shí),U增大,當(dāng)R_____時(shí),U減小
○2當(dāng)外電路斷開時(shí),R=∞,I=_____,U=_____
當(dāng)外電路短路時(shí),R=0,I=_____,U=_____
2、路端電壓與電流的關(guān)系圖像
由U=E-Ir可知,U-I圖像是一條向下傾斜的直線如圖
說(shuō)出:
○1圖線與縱軸截距的意義_____________________
○2圖線與橫軸截距的意義_____________________
○3圖像斜率的意義___________________________
○4與部分電路歐姆定律U—I曲線的區(qū)別________
_________________________________________
【典型例題】
例1、在圖1中R1=14Ω,R2=9Ω.當(dāng)開關(guān)處于位置1時(shí),電流表讀數(shù)I1=0.2A;當(dāng)開關(guān)處于位置2時(shí),電流表讀數(shù)I2=0.3A.求電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r。
例2、如圖2所示,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R3的滑片C向B方向移動(dòng)時(shí),電路中各電表示數(shù)如何變化?(電表內(nèi)阻對(duì)電路的影響不計(jì))
例3、如圖3所示的電路中,店員電動(dòng)勢(shì)為6V,當(dāng)開關(guān)S接通后,燈泡L1和燈泡L2都不亮,用電壓表測(cè)得各部分電壓是Uab=6V,Uad=0,Ucd=6V,由此可斷定()
A、L1和L2的燈絲都燒斷了
B、L1的燈絲都燒斷了
C、L2的燈絲都燒斷了
D、變阻器R斷路
[例4]四節(jié)干電池,每節(jié)電動(dòng)勢(shì)為1.5V,內(nèi)阻為0.5Ω,用這四節(jié)干電池組成串聯(lián)電池組對(duì)電阻R=18Ω的用電器供電,試計(jì)算:
(1)用電器上得到的電壓和電功率;
(2)電池組的內(nèi)電壓和在內(nèi)電阻上損失的熱功率.
(三)反思總結(jié)
(四)當(dāng)堂檢測(cè)
1、如圖4所示的電路中,當(dāng)變阻器R3的滑動(dòng)觸頭P向b端移動(dòng)時(shí)()
A、電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小
B、電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大
C、電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變大
D、電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變小
2、如圖5是某電源的路端電壓U隨干路電流I的變化圖像,有圖像可知,該電源的電動(dòng)勢(shì)_____V,內(nèi)阻為____。
3、以太陽(yáng)能電池板,測(cè)得他的開路電壓為800mV,
短路電流40mA.如將該電池板與一阻值為20Ω的電阻器連成一閉合電路,則它的路端電壓是()
A、0.10VB、0.20VC、0.30VD、0.40V
4、某學(xué)生在研究串聯(lián)電路的電壓時(shí),接成如圖6所示電路,接通K后,他將高內(nèi)阻的電壓表并聯(lián)在A、C兩點(diǎn)間時(shí),電壓表讀數(shù)為U,當(dāng)并聯(lián)在A、B兩點(diǎn)間時(shí),電壓表讀數(shù)也為U,當(dāng)并聯(lián)在A、B兩點(diǎn)間時(shí),電壓表讀數(shù)為零,則出現(xiàn)此種情況的原因是(R1,R2阻值相差不大)
A、AB段斷路B、BC段斷路C、AB段短路D、BC段短路
課后練習(xí)與提高
1、一個(gè)電源接8Ω電阻時(shí),通過(guò)電源的電流為0.15A,接13Ω電阻時(shí),通過(guò)電源的電流為0.10V,求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。
2、電源的電動(dòng)勢(shì)為4.5V,為電阻為4.0Ω時(shí),路端電壓為4.0V。如果在外電路并聯(lián)一個(gè)6.0Ω的電阻,路端電壓是多大?如果6.0Ω的電阻串聯(lián)在外電路中,路端電壓又是多大?
3、現(xiàn)有電動(dòng)勢(shì)1.5V,內(nèi)阻1.0Ω的電池多節(jié),準(zhǔn)備用一定數(shù)量的這種電池串聯(lián)起來(lái)對(duì)一個(gè)“6.0V,0.6Ω”的用電器供電,以保證用電器在額定狀態(tài)下工作。問(wèn):最少要用幾節(jié)這種電池?電路中還需要一個(gè)定值電阻做分壓用,請(qǐng)計(jì)算這個(gè)電阻的規(guī)格。
4、關(guān)于電源的電動(dòng)勢(shì),下面敘述正確的是()
A、電源的電動(dòng)勢(shì)就是接在電源兩極間的電壓表測(cè)得的電壓
B、同一電源接入不同電路,電動(dòng)勢(shì)就會(huì)發(fā)生變化
C、電源的電動(dòng)勢(shì)時(shí)表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量
D、在閉合電路中,黨外電阻變大時(shí),路端電壓變大,電源的電動(dòng)勢(shì)也變大
5、如圖7所示的電路中,電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r恒定不變,電燈L恰能正常發(fā)光,如果變阻器的滑片向b端滑動(dòng),則()
A、電燈L更亮,安培表的示數(shù)減小
B、電燈L更亮,安培表的示數(shù)減大
C、電燈L更暗,安培表的示數(shù)減小
D、電燈L更暗,安培表的示數(shù)減大
6、如圖8所示為兩個(gè)不同閉合電路中兩個(gè)不同電源的圖像,則下屬說(shuō)法中不正確的示()
A、電動(dòng)勢(shì)E1=E2,發(fā)生短路時(shí)的電流I1I2
B、電動(dòng)勢(shì)E1=E2,內(nèi)阻r1r2
C、電動(dòng)勢(shì)E1=E2,內(nèi)阻r1r2
D、當(dāng)電源的工作電流變化相同時(shí),電源2的路端電壓變化較大
7、一個(gè)電源分別接上8Ω和2Ω的電阻時(shí),兩電阻消耗的電功率相等,則電源的內(nèi)阻為()
A、1ΩB、2ΩC、4ΩD、8Ω
8、在如圖9所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)E=3.0V,內(nèi)電阻r=1.0Ω;電阻R1=10Ω,R2=10Ω,R3=35Ω,電容器的電容C=100uF,電容器原來(lái)不帶電。求接通電鍵K后流過(guò)R4的總電荷量。
9、如圖10所示電路中,R1=R2=R3,S斷開時(shí),伏特表示數(shù)為16V,S閉合時(shí),示數(shù)為10V,若伏特表可視為理想的,求:
(1)、電源電動(dòng)勢(shì)的內(nèi)阻各位多大?
(2)、閉合S前R1消耗的功率分別多大?
(3)、如箭電源改為圖乙所示電路,其他條件不變,則斷開和閉合S時(shí)伏特表的示數(shù)分別為多大?
10、如圖11所示,電燈L標(biāo)有“4V,1W”,滑動(dòng)變阻器總電阻為50Ω。當(dāng)滑片滑至某位置時(shí),L恰好正常發(fā)光,此時(shí)電流表的示數(shù)為0.45A。由于外電路發(fā)生故障,電燈L突然熄滅,此時(shí)電流表的示數(shù)變?yōu)?.5A,電壓表的示數(shù)為10V。若導(dǎo)線完好,電路中各出接觸良好。試問(wèn):
(1)、發(fā)生故障的是短路還是斷路,發(fā)生在何處?
(2)、發(fā)生故障前,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大?
(3)、電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻為多大?
能力訓(xùn)練
1、E=1.5Vr=2Ω2、U1=3.84VU2=4V
3、5節(jié)R=14Ω4.C5.A6.B7.C
8.Q=2.0×10-4C
9.(1)E=20Vr=5Ω(2)P1=6.4WP2=2.5W
(3)U斷=8VU閉=5V
10.(1)斷路L處(2)20Ω(3)12.5V5Ω
閉合電路的歐姆定律學(xué)案
一名優(yōu)秀的教師就要對(duì)每一課堂負(fù)責(zé),高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是老師職責(zé)的一部分。教案可以更好的幫助學(xué)生們打好基礎(chǔ),減輕高中教師們?cè)诮虒W(xué)時(shí)的教學(xué)壓力。您知道高中教案應(yīng)該要怎么下筆嗎?小編為此仔細(xì)地整理了以下內(nèi)容《閉合電路的歐姆定律學(xué)案》,歡迎您閱讀和收藏,并分享給身邊的朋友!
閉合電路的歐姆定律學(xué)案
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
理解閉合電路歐姆定律及其表達(dá)式
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
閉合電路歐姆定律
1、電動(dòng)勢(shì)E、外電壓U外與內(nèi)電壓U內(nèi)三者之間的關(guān)系________________
○1、電動(dòng)勢(shì)等于電源___________時(shí)兩極間的電壓
○2、用電壓表接在電源兩極間測(cè)得的電壓U外___E
2、閉合電路歐姆定律
○1、內(nèi)容___________
○2、表達(dá)式
○3常用變形式U外=E-Ir
三、提出疑惑
同學(xué)們,通過(guò)你的自主學(xué)習(xí),你還有哪些疑惑,請(qǐng)把它填在下面的表格中
疑惑點(diǎn)疑惑內(nèi)容
課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、理解閉合電路歐姆定律及其表達(dá)式并能熟練地用來(lái)解決有關(guān)的電路問(wèn)題
2、理解路端電壓與負(fù)載的關(guān)系
二、學(xué)習(xí)過(guò)程
一、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系
1、路端電壓與外電阻的關(guān)系
○1根據(jù)U=E-Ir、I=可知:當(dāng)R_____時(shí),U增大,當(dāng)R_____時(shí),U減小
○2當(dāng)外電路斷開時(shí),R=∞,I=_____,U=_____
當(dāng)外電路短路時(shí),R=0,I=_____,U=_____
2、路端電壓與電流的關(guān)系圖像
由U=E-Ir可知,U-I圖像是一條向下傾斜的直線如圖
說(shuō)出:
○1圖線與縱軸截距的意義_____________________
○2圖線與橫軸截距的意義_____________________
○3圖像斜率的意義___________________________
○4與部分電路歐姆定律U—I曲線的區(qū)別________
_________________________________________
【典型例題】
例1、在圖1中R1=14Ω,R2=9Ω.當(dāng)開關(guān)處于位置1時(shí),電流表讀數(shù)I1=0.2A;當(dāng)開關(guān)處于位置2時(shí),電流表讀數(shù)I2=0.3A.求電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r。
例2、如圖2所示,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R3的滑片C向B方向移動(dòng)時(shí),電路中各電表示數(shù)如何變化?(電表內(nèi)阻對(duì)電路的影響不計(jì))
例3、如圖3所示的電路中,店員電動(dòng)勢(shì)為6V,當(dāng)開關(guān)S接通后,燈泡L1和燈泡L2都不亮,用電壓表測(cè)得各部分電壓是Uab=6V,Uad=0,Ucd=6V,由此可斷定()
A、L1和L2的燈絲都燒斷了
B、L1的燈絲都燒斷了
C、L2的燈絲都燒斷了
D、變阻器R斷路
[例4]四節(jié)干電池,每節(jié)電動(dòng)勢(shì)為1.5V,內(nèi)阻為0.5Ω,用這四節(jié)干電池組成串聯(lián)電池組對(duì)電阻R=18Ω的用電器供電,試計(jì)算:
(1)用電器上得到的電壓和電功率;
(2)電池組的內(nèi)電壓和在內(nèi)電阻上損失的熱功率.
(三)反思總結(jié)
(四)當(dāng)堂檢測(cè)
1、如圖4所示的電路中,當(dāng)變阻器R3的滑動(dòng)觸頭P向b端移動(dòng)時(shí)()
A、電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小
B、電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大
C、電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變大
D、電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變小
2、如圖5是某電源的路端電壓U隨干路電流I的變化圖像,有圖像可知,該電源的電動(dòng)勢(shì)_____V,內(nèi)阻為____。
3、以太陽(yáng)能電池板,測(cè)得他的開路電壓為800mV,
短路電流40mA.如將該電池板與一阻值為20Ω的電阻器連成一閉合電路,則它的路端電壓是()
A、0.10VB、0.20VC、0.30VD、0.40V
4、某學(xué)生在研究串聯(lián)電路的電壓時(shí),接成如圖6所示電路,接通K后,他將高內(nèi)阻的電壓表并聯(lián)在A、C兩點(diǎn)間時(shí),電壓表讀數(shù)為U,當(dāng)并聯(lián)在A、B兩點(diǎn)間時(shí),電壓表讀數(shù)也為U,當(dāng)并聯(lián)在A、B兩點(diǎn)間時(shí),電壓表讀數(shù)為零,則出現(xiàn)此種情況的原因是(R1,R2阻值相差不大)
A、AB段斷路B、BC段斷路C、AB段短路D、BC段短路
課后練習(xí)與提高
1、一個(gè)電源接8Ω電阻時(shí),通過(guò)電源的電流為0.15A,接13Ω電阻時(shí),通過(guò)電源的電流為0.10V,求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。
2、電源的電動(dòng)勢(shì)為4.5V,為電阻為4.0Ω時(shí),路端電壓為4.0V。如果在外電路并聯(lián)一個(gè)6.0Ω的電阻,路端電壓是多大?如果6.0Ω的電阻串聯(lián)在外電路中,路端電壓又是多大?
3、現(xiàn)有電動(dòng)勢(shì)1.5V,內(nèi)阻1.0Ω的電池多節(jié),準(zhǔn)備用一定數(shù)量的這種電池串聯(lián)起來(lái)對(duì)一個(gè)“6.0V,0.6Ω”的用電器供電,以保證用電器在額定狀態(tài)下工作。問(wèn):最少要用幾節(jié)這種電池?電路中還需要一個(gè)定值電阻做分壓用,請(qǐng)計(jì)算這個(gè)電阻的規(guī)格。
4、關(guān)于電源的電動(dòng)勢(shì),下面敘述正確的是()
A、電源的電動(dòng)勢(shì)就是接在電源兩極間的電壓表測(cè)得的電壓
B、同一電源接入不同電路,電動(dòng)勢(shì)就會(huì)發(fā)生變化
C、電源的電動(dòng)勢(shì)時(shí)表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量
D、在閉合電路中,黨外電阻變大時(shí),路端電壓變大,電源的電動(dòng)勢(shì)也變大
5、如圖7所示的電路中,電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r恒定不變,電燈L恰能正常發(fā)光,如果變阻器的滑片向b端滑動(dòng),則()
A、電燈L更亮,安培表的示數(shù)減小
B、電燈L更亮,安培表的示數(shù)減大
C、電燈L更暗,安培表的示數(shù)減小
D、電燈L更暗,安培表的示數(shù)減大
6、如圖8所示為兩個(gè)不同閉合電路中兩個(gè)不同電源的圖像,則下屬說(shuō)法中不正確的示()
A、電動(dòng)勢(shì)E1=E2,發(fā)生短路時(shí)的電流I1I2
B、電動(dòng)勢(shì)E1=E2,內(nèi)阻r1r2
C、電動(dòng)勢(shì)E1=E2,內(nèi)阻r1r2
D、當(dāng)電源的工作電流變化相同時(shí),電源2的路端電壓變化較大
7、一個(gè)電源分別接上8Ω和2Ω的電阻時(shí),兩電阻消耗的電功率相等,則電源的內(nèi)阻為()
A、1ΩB、2ΩC、4ΩD、8Ω
8、在如圖9所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)E=3.0V,內(nèi)電阻r=1.0Ω;電阻R1=10Ω,R2=10Ω,R3=35Ω,電容器的電容C=100uF,電容器原來(lái)不帶電。求接通電鍵K后流過(guò)R4的總電荷量。
9、如圖10所示電路中,R1=R2=R3,S斷開時(shí),伏特表示數(shù)為16V,S閉合時(shí),示數(shù)為10V,若伏特表可視為理想的,求:
(1)、電源電動(dòng)勢(shì)的內(nèi)阻各位多大?
(2)、閉合S前R1消耗的功率分別多大?
(3)、如箭電源改為圖乙所示電路,其他條件不變,則斷開和閉合S時(shí)伏特表的示數(shù)分別為多大?
10、如圖11所示,電燈L標(biāo)有“4V,1W”,滑動(dòng)變阻器總電阻為50Ω。當(dāng)滑片滑至某位置時(shí),L恰好正常發(fā)光,此時(shí)電流表的示數(shù)為0.45A。由于外電路發(fā)生故障,電燈L突然熄滅,此時(shí)電流表的示數(shù)變?yōu)?.5A,電壓表的示數(shù)為10V。若導(dǎo)線完好,電路中各出接觸良好。試問(wèn):
(1)、發(fā)生故障的是短路還是斷路,發(fā)生在何處?
(2)、發(fā)生故障前,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大?
(3)、電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻為多大?
能力訓(xùn)練
1、E=1.5Vr=2Ω2、U1=3.84VU2=4V
3、5節(jié)R=14Ω4.C5.A6.B7.C
8.Q=2.0×10-4C
9.(1)E=20Vr=5Ω(2)P1=6.4WP2=2.5W
(3)U斷=8VU閉=5V
10.(1)斷路L處(2)20Ω(3)12.5V5Ω
2.7閉合電路的歐姆定律
高中物理課堂教學(xué)教案
2.7閉合電路的歐姆定律
年月日
課題
§2.7閉合電路的歐姆定律
課型
新授課
教學(xué)目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
1、能夠推導(dǎo)出閉合電路歐姆定律及其公式,知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和。2、理解路端電壓與負(fù)載的關(guān)系,知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá),并能用來(lái)分析、計(jì)算有關(guān)問(wèn)題。3、掌握電源斷路和短路兩種特殊情況下的特點(diǎn)。知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓。4、熟練應(yīng)用閉合電路歐姆定律解決有關(guān)的電路問(wèn)題。5、理解閉合電路的功率表達(dá)式,知道閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化。(二)過(guò)程與方法
1、通過(guò)演示路端電壓與負(fù)載的關(guān)系實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生利用“實(shí)驗(yàn)研究,得出結(jié)論”的探究物理規(guī)律的科學(xué)思路和方法。2、通過(guò)利用閉合電路歐姆定律解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)本節(jié)課教學(xué),加強(qiáng)對(duì)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng),通過(guò)探究物理規(guī)律培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn)
1、推導(dǎo)閉合電路歐姆定律,應(yīng)用定律進(jìn)行有關(guān)討論。2、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系★教學(xué)難點(diǎn)路端電壓與負(fù)載的關(guān)系
教學(xué)方法
演示實(shí)驗(yàn),討論、講解教學(xué)手段
滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、電鍵、導(dǎo)線若干、投影儀、多媒體電腦
教學(xué)活動(dòng)(一)引入新課
教師:前邊我們知道電源是通過(guò)非靜電力做功把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。只有用導(dǎo)線將電源、用電器連成閉合電路,電路中才有電流。那么電路中的電流大小與哪些因素有關(guān)?電源提供的電能是如何在閉合電路中分配的呢?今天我們就學(xué)習(xí)這方面的知識(shí)。(二)進(jìn)行新課
1、閉合電路歐姆定律
教師:(投影)教材圖2.7-1(如圖所示)
教師:閉合電路是由哪幾部分組成的?學(xué)生:內(nèi)電路和外電路。教師:在外電路中,沿電流方向,電勢(shì)如何變化?為什么?學(xué)生:沿電流方向電勢(shì)降低。因?yàn)檎姾傻囊苿?dòng)方向就是電流方向,在外電路中,正電荷受靜電力作用,從高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng)。教師:在內(nèi)電路中,沿電流方向,電勢(shì)如何變化?為什么?學(xué)生(代表):沿電流方向電勢(shì)升高。因?yàn)殡娫磧?nèi)部,非靜電力將正電荷從電勢(shì)低處移到電勢(shì)高處。教師:這個(gè)同學(xué)說(shuō)得確切嗎?學(xué)生討論:如果電源是一節(jié)干電池,在電源的正負(fù)極附近存在著化學(xué)反應(yīng)層,反應(yīng)層中非靜電力(化學(xué)作用)把正電荷從電勢(shì)低處移到電勢(shì)高處,在這兩個(gè)反應(yīng)層中,沿電流方向電勢(shì)升高。在正負(fù)極之間,電源的內(nèi)阻中也有電流,沿電流方向電勢(shì)降低。教師:(投影)教材圖2.7-2(如圖所示)內(nèi)、外電路的電勢(shì)變化。
教師:引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)閉合電路的歐姆定律??砂匆韵滤悸愤M(jìn)行:設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,外電路電阻為R,閉合電路的電流為I,(1)寫出在t時(shí)間內(nèi),外電路中消耗的電能E外的表達(dá)式;
(2)寫出在t時(shí)間內(nèi),內(nèi)電路中消耗的電能E內(nèi)的表達(dá)式;(3)寫出在t時(shí)間內(nèi),電源中非靜電力做的功W的表達(dá)式;學(xué)生:(1)E外=I2Rt(2)E內(nèi)=I2rt
(3)W=Eq=EIt
根據(jù)能量守恒定律,W=E外+E內(nèi)即
EIt=I2Rt+I2rt
整理得:
E=IR+Ir
或者
教師(幫助總結(jié)):這就是閉合電路的歐姆定律。(1)內(nèi)容:閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比,這個(gè)結(jié)論叫做閉合電路的歐姆定律。(2)公式:I=(3)適用條件:外電路是純電阻的電路。根據(jù)歐姆定律,外電路兩端的電勢(shì)降落為U外=IR,習(xí)慣上成為路端電壓,內(nèi)電路的電勢(shì)降落為U內(nèi)=Ir,代入E=IR+Ir
得
該式表明,電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)外電路電勢(shì)降落之和。2、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系
教師:對(duì)給定的電源,E、r均為定值,外電阻變化時(shí),電路中的電流如何變化?學(xué)生:據(jù)I=可知,R增大時(shí)I減??;R減小時(shí)I增大。教師:外電阻增大時(shí),路端電壓如何變化?學(xué)生:有人說(shuō)變大,有人說(shuō)變小。教師:實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的惟一標(biāo)準(zhǔn),讓我們一起來(lái)做下面的實(shí)驗(yàn)。演示實(shí)驗(yàn):探討路端電壓隨外電阻變化的規(guī)律。(1)投影實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。
(2)按電路圖連接電路。(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,改變外電路的電阻,觀察路端電壓怎樣隨電流(或外電阻)而改變。學(xué)生:總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:當(dāng)外電阻增大時(shí),電流減小,路端電壓增大;當(dāng)外電阻減小時(shí),電流增大,路端電壓減小。教師:下面用前面學(xué)過(guò)的知識(shí)討論它們之間的關(guān)系。路端電壓與電流的關(guān)系式是什么?學(xué)生:U=E-Ir教師:就某個(gè)電源來(lái)說(shuō),電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r是一定的。當(dāng)R增大時(shí),由得,I減小,由U=E-Ir,路端電壓增大。反之,當(dāng)R減小時(shí),由得,I增大,由U=E-Ir,路端電壓減小。拓展:討論兩種特殊情況:教師:剛才我們討論了路端電壓跟外電阻的關(guān)系,請(qǐng)同學(xué)們思考:在閉合電路中,當(dāng)外電阻等于零時(shí),會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?學(xué)生:發(fā)生短路現(xiàn)象。教師:發(fā)生上述現(xiàn)象時(shí),電流有多大?學(xué)生:當(dāng)發(fā)生短路時(shí),外電阻R=0,U外=0,U內(nèi)=E=Ir,故短路電流I=。教師:一般情況下,電源內(nèi)阻很小,像鉛蓄電池的內(nèi)阻只有0.005Ω~0.1Ω,干電池的內(nèi)阻通常也不到1Ω,所以短路時(shí)電流很大,很大的電流會(huì)造成什么后果?學(xué)生:可能燒壞電源,甚至引起火災(zāi)。教師:實(shí)際中,要防止短路現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)外電阻很大時(shí),又會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象呢?學(xué)生:斷路。斷路時(shí),外電阻R→∝,電流I=0,U內(nèi)=0,U外=E。教師:電壓表測(cè)電動(dòng)勢(shì)就是利用了這一原理。3、閉合電路歐姆定律的應(yīng)用(投影)
教師引導(dǎo)學(xué)生分析解決例題。討論:電源的U—I圖象教師:根據(jù)U=E-Ir,利用數(shù)學(xué)知識(shí)可以知道路端電壓U是電流I的一次函數(shù),同學(xué)們能否作出U—I圖象呢?學(xué)生:路端電壓U與電流I的關(guān)系圖象是一條向下傾斜的直線。投影:U—I圖象如圖所示。教師:從圖象可以看出路端電壓與電流的關(guān)系是什么?學(xué)生:U隨著I的增大而減小.教師:直線與縱軸的交點(diǎn)表示的物理意義是什么?直線的斜率呢?學(xué)生:直線與縱軸的交點(diǎn)表示電源的電動(dòng)勢(shì)E,直線的斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻。(三)課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)
通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí),主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問(wèn)題:1、電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓。電源電動(dòng)勢(shì)等于閉合電路內(nèi)、外電阻上的電勢(shì)降落U內(nèi)和U外之和,即E=U內(nèi)+U外。2、閉合電路的歐姆定律的內(nèi)容及公式。3、路端電壓隨著外電阻的增大而增大,隨著外電阻的減小而減小。4、路端電壓與電流的關(guān)系式為U=E-Ir,其U—I圖線是一條傾斜的直線。(四)實(shí)例探究
☆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,R1=10Ω,R2=20Ω,滑動(dòng)變阻器R的阻值為0~50Ω,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I=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2】如圖所示電路中,R1=0.8Ω,R3=6Ω,滑動(dòng)變阻器的全值電阻R2=12Ω,電源電動(dòng)勢(shì)E=6V,內(nèi)阻r=0.2Ω,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在變阻器中央位置時(shí),閉合開關(guān)S,電路中的電流表和電壓表的讀數(shù)各是多少?
解析:外電路的總電阻為R=Ω+0.8Ω=3.8Ω
根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,電路中的總電流為I=A=1.5A即電流表A1的讀數(shù)為1.5A對(duì)于R2與R3組成的并聯(lián)電路,根據(jù)部分電路歐姆定律,并聯(lián)部分的電壓為U2=I·R并=I·=1.5×3V=4.5V即電壓表V2的讀數(shù)為4.5V對(duì)于含有R2的支路,根據(jù)部分電路歐姆定律,通過(guò)R2的電流為I2=A=0.75A即電流表A2的讀數(shù)為0.75A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=6V-1.5×0.2V=5.7V即電壓表V1的讀數(shù)為5.7V.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:(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(I=)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。
學(xué)生活動(dòng)
作業(yè)
書面完成P65“問(wèn)題與練習(xí)”第1、3、4題;思考并回答第2、5題。
板書設(shè)計(jì)
教學(xué)后記