高中物理歐姆定律教案
發(fā)表時(shí)間:2021-01-25高考物理閉合電路歐姆定律復(fù)習(xí)。
第3課時(shí)閉合電路歐姆定律
導(dǎo)學(xué)目標(biāo)1.理解閉合電路歐姆定律的內(nèi)容,并能進(jìn)行電路動(dòng)態(tài)分析及電路的相關(guān)計(jì)算.2.能利用U-I圖象進(jìn)行分析并計(jì)算.
一、電源的電動(dòng)勢(shì)
[基礎(chǔ)導(dǎo)引]
關(guān)于電源的電動(dòng)勢(shì),判斷下面說(shuō)法的正誤:
(1)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()
(2)同一電源接入不同的電路,電動(dòng)勢(shì)就會(huì)發(fā)生變化()
(3)電源的電動(dòng)勢(shì)是表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的本領(lǐng)大小的物理量()
(4)在閉合電路中,當(dāng)外電阻變大時(shí),路端電壓增大,電源的電動(dòng)勢(shì)也增大()
[知識(shí)梳理]
1.電源是通過(guò)非靜電力做功把____________的能轉(zhuǎn)化成____________的裝置.
2.電動(dòng)勢(shì):非靜電力搬運(yùn)電荷所做的功與搬運(yùn)的電荷量的比值,E=________,單位:V.
3.電動(dòng)勢(shì)的物理含義:電動(dòng)勢(shì)表示電源____________________本領(lǐng)的大小,在數(shù)值上等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓.
4.電動(dòng)勢(shì)是______量,需注意電動(dòng)勢(shì)不是電壓.
二、閉合電路歐姆定律
[基礎(chǔ)導(dǎo)引]
如圖1所示電路中,電源的電動(dòng)勢(shì)E=9V、內(nèi)阻r=3Ω,R=15Ω.
下列說(shuō)法中正確的是()
A.當(dāng)S斷開(kāi)時(shí),UAC=9V
B.當(dāng)S閉合時(shí),UAC=9V
C.當(dāng)S閉合時(shí),UAB=7.5V,UBC=0
D.當(dāng)S斷開(kāi)時(shí),UAB=0,UBC=0
[知識(shí)梳理]
閉合電路歐姆定律
(1)內(nèi)容:閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成________,跟內(nèi)、外電路的電阻之和成________.
(2)公式I=只適用于純電阻電路E=適用于任何電路
(3)路端電壓與外電阻的關(guān)系
①負(fù)載R增大→I減小→U內(nèi)________→U外________
外電路斷路時(shí)(R=∞),I=0,U外=E.
②負(fù)載R減小→I增大→U內(nèi)________→U外________
外電路短路時(shí)(R=0),I=________,U內(nèi)=E.
(4)U-I關(guān)系圖:由U=E-Ir可知,路端電壓隨著電路中電流的增大而______;U-I關(guān)系圖線如圖2所示.
①當(dāng)電路斷路即I=0時(shí),縱坐標(biāo)的截距為_(kāi)___________.
②當(dāng)外電路電壓為U=0時(shí),橫坐標(biāo)的截距為_(kāi)_________.
③圖線的斜率的絕對(duì)值為電源的__________.
圖2
思考:對(duì)于U-I圖線中縱坐標(biāo)(U)不從零開(kāi)始的情況,直線的斜率的意義是否變化?
考點(diǎn)一電路的動(dòng)態(tài)分析
考點(diǎn)解讀
電路的動(dòng)態(tài)分析是電學(xué)的常考點(diǎn)之一,幾乎每年都有該類(lèi)試題出現(xiàn).該類(lèi)試題能考查考生對(duì)閉合電路歐姆定律的理解,電路的結(jié)構(gòu)分析及對(duì)串并聯(lián)特點(diǎn)的應(yīng)用能力,兼顧考查學(xué)生的邏輯推理能力.
典例剖析
例1(20xx北京理綜17)如圖3所示電路,電源內(nèi)阻不可忽
略.開(kāi)關(guān)S閉合后,在變阻器R0的滑動(dòng)端向下滑動(dòng)的過(guò)
程中()
A.電壓表與電流表的示數(shù)都減小
B.電壓表與電流表的示數(shù)都增大
C.電壓表的示數(shù)增大,電流表的示數(shù)減小
D.電壓表的示數(shù)減小,電流表的示數(shù)增大
思維突破電路動(dòng)態(tài)分析的方法
(1)程序法:電路結(jié)構(gòu)的變化→R的變化→R總的變化→I總的變化→U端的變化→固定支路并聯(lián)分流I串聯(lián)分壓U→變化支路.
(2)“并同串反”規(guī)律,所謂“并同”,即某一電阻增大時(shí),與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大,反之則減?。^“串反”,即某一電阻增大時(shí),與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小,反之則增大.
跟蹤訓(xùn)練1在如圖4所示電路中,當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向下移動(dòng)
時(shí),則()
A.A燈變亮、B燈變亮、C燈變亮
B.A燈變亮、B燈變亮、C燈變暗
C.A燈變亮、B燈變暗、C燈變暗
D.A燈變亮、B燈變暗、C燈變亮
考點(diǎn)二電路中的有關(guān)功率及效率
考點(diǎn)解讀
1.電源的總功率
(1)任意電路:P總=EI=U外I+U內(nèi)I=P出+P內(nèi).
(2)純電阻電路:P總=I2(R+r)=E2R+r.
2.電源內(nèi)部消耗的功率:P內(nèi)=I2r=U內(nèi)I=P總-P出.
3.電源的輸出功率
(1)任意電路:P出=UI=EI-I2r=P總-P內(nèi).
(2)純電阻電路:P出=I2R=E2RR+r2=E2R-r2R+4r.
(3)輸出功率隨R的變化關(guān)系
①當(dāng)R=r時(shí),電源的輸出功率最大為Pm=E24r.
②當(dāng)Rr時(shí),隨著R的增大輸出功率越來(lái)越小.
③當(dāng)Rr時(shí),隨著R的增大輸出功率越來(lái)越大.
④當(dāng)P出Pm時(shí),每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)兩個(gè)可能的外電阻R1和R2,且R1R2=r2.
⑤P出與R的關(guān)系如圖5所示.
圖5
4.電源的效率
(1)任意電路:η=P出P總×100%=UE×100%.
(2)純電阻電路:η=RR+r×100%=11+rR×100%
因此在純電阻電路中R越大,η越大;當(dāng)R=r時(shí),電源有最大輸出功率,效率僅為50%.
特別提醒1.當(dāng)電源的輸出功率最大時(shí),效率并不是最大,只有50%;當(dāng)R→∞時(shí),η→100%,但此時(shí)P出→0,無(wú)實(shí)際意義.
2.對(duì)于內(nèi)、外電路上的固定電阻,其消耗的功率根據(jù)P=I2R來(lái)判斷,與輸出功率大小的判斷方法不同.
典例剖析
例2在如圖6所示的電路中,R1=2Ω,R2=R3=4Ω,當(dāng)開(kāi)關(guān)S接
a時(shí),R2上消耗的電功率為4W,當(dāng)開(kāi)關(guān)S接b時(shí),電壓表示數(shù)為
4.5V,試求:
(1)開(kāi)關(guān)S接a時(shí),通過(guò)電源的電流和電源兩端的電壓;
(2)開(kāi)關(guān)S接b時(shí),電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻;
(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S接c時(shí),通過(guò)R2的電流.
思維突破對(duì)于直流電路的分析與計(jì)算,要熟練掌握串、并聯(lián)電路的特點(diǎn),知道這兩種電路的電壓、電流及電功率的分配關(guān)系,并能把較為復(fù)雜的電路化為簡(jiǎn)單、直觀的串、并聯(lián)關(guān)系.
跟蹤訓(xùn)練2如圖7中電源的電動(dòng)勢(shì)為6V,內(nèi)阻為1Ω,R1為2Ω,R2全阻值為3Ω,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()
A.當(dāng)R2為1Ω時(shí),R1消耗的功率最大
B.通過(guò)改變R2的阻值,路端電壓的最大值為5V,最小值為4V
C.R2的阻值越小,R1消耗的功率越大
D.當(dāng)R2的阻值為3Ω時(shí),R2消耗的功率最大
考點(diǎn)三涉及U-I圖象的功率計(jì)算
考點(diǎn)解讀
兩種圖線的比較:
圖象上的特征物理意義
電源U-I圖象電阻U-I圖象
圖象表述的物理量變化關(guān)系電源的路端電壓隨電路電流的變化關(guān)系電阻的電流隨電阻兩端電壓的變化關(guān)系
圖線與坐標(biāo)軸交點(diǎn)與縱軸交點(diǎn)表示電源電動(dòng)勢(shì)E,與橫軸交點(diǎn)表示電源短路電流Er
過(guò)坐標(biāo)軸原點(diǎn),表示沒(méi)有電壓時(shí)電流為零
圖線上每一點(diǎn)坐標(biāo)的乘積UI表示電源的輸出功率表示電阻消耗的功率
圖線上每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的U、I比值表示外電阻的大小,不同點(diǎn)對(duì)應(yīng)的外電阻大小不同每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的比值均等大,表示此電阻的大小
圖線的斜率內(nèi)電阻r的相反數(shù)-r表示電阻大小
典例剖析
例3如圖8所示,圖中直線①表示某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖象,圖中曲線②表示該電源的輸出功率與電流的關(guān)系圖象,則下列說(shuō)法正確的是()
圖8
A.電源的電動(dòng)勢(shì)為50V
B.電源的內(nèi)阻為253Ω
C.電流為2.5A時(shí),外電路的電阻為15Ω
D.輸出功率為120W時(shí),輸出電壓是30V
思維突破在解決此類(lèi)圖象問(wèn)題時(shí),(1)要明確縱橫坐標(biāo)的物理意義.(2)要明確圖象的截距、斜率,包圍面積的物理意義.(3)根據(jù)物理規(guī)律寫(xiě)出反映縱橫坐標(biāo)物理量的關(guān)系式.(4)充分挖掘圖象所隱含的條件.
跟蹤訓(xùn)練3用標(biāo)有“6V3W”的燈泡L1、“6V6W”的燈泡L2與理想電壓表和理想電流表連接成如圖9甲所示的實(shí)驗(yàn)電路,其中電源電動(dòng)勢(shì)E=9V.圖乙是通過(guò)兩個(gè)燈泡的電流隨兩端電壓變化的曲線.當(dāng)其中一個(gè)燈泡正常發(fā)光時(shí)()
圖9
A.電流表的示數(shù)為1AB.電壓表的示數(shù)約為6V
C.電路輸出功率為4WD.電源內(nèi)阻為2Ω
21.含電容器電路的分析方法
例4如圖10所示的電路中,R1、R2、R3是固定電阻,R4是
光敏電阻,其阻值隨光照的強(qiáng)度增強(qiáng)而減?。?dāng)開(kāi)關(guān)S閉
合且沒(méi)有光照射時(shí),電容器C不帶電.當(dāng)用強(qiáng)光照射R4且
電路穩(wěn)定時(shí),則與無(wú)光照射時(shí)比較()
A.電容器C的上極板帶正電
B.電容器C的下極板帶正電
C.通過(guò)R4的電流變小,電源的路端電壓增大
D.通過(guò)R4的電流變大,電源提供的總功率變小
方法提煉含電容器電路的分析方法
1.電路的簡(jiǎn)化:不分析電容器的充、放電過(guò)程時(shí),把電容器處的電路視為斷路,簡(jiǎn)化電路時(shí)可以去掉,求電荷量時(shí)再在相應(yīng)位置處補(bǔ)上.
2.電路穩(wěn)定時(shí)電容器的處理方法:電路穩(wěn)定后,與電容器串聯(lián)的電路中沒(méi)有電流,同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線,即電阻不起降低電壓的作用,但電容器兩端可能出現(xiàn)電勢(shì)差.
3.電壓變化帶來(lái)的電容器的變化:電路中電流、電壓的變化可能會(huì)引起電容器的充、放電.若電容器兩端電壓升高,電容器將充電;若電壓降低,電容器將通過(guò)與它連接的電路放電.
4.含電容器電路的處理方法:如果電容器與電源并聯(lián),且電路中有電流通過(guò),則電容器兩端的電壓不是電源電動(dòng)勢(shì)E,而是路端電壓U.
跟蹤訓(xùn)練4如圖11所示的電路中,電源的電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)電阻為
r,閉合開(kāi)關(guān)S,待電流達(dá)到穩(wěn)定后,電流表示數(shù)為I,電壓表示
數(shù)為U,電容器C所帶電荷量為Q.將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P
從圖示位置向a端移動(dòng)一些,待電流達(dá)到穩(wěn)定后,則與P移動(dòng)
前相比()
A.U變小B.I變小C.Q不變D.Q減小
A組電路的動(dòng)態(tài)分析
1.如圖12所示,電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)電阻為r,兩電表均可看做是理想電表.閉合開(kāi)關(guān),使滑動(dòng)變阻器的滑片由右端向左端滑動(dòng),在此過(guò)程中()
圖12
A.小燈泡L1、L2均變暗
B.小燈泡L1變暗,L2變亮
C.電流表A的讀數(shù)變小,電壓表V的讀數(shù)變大
D.電流表A的讀數(shù)變大,電壓表V的讀數(shù)變小
2.如圖13所示,圖中的四個(gè)電表均為理想電表,當(dāng)滑動(dòng)變阻
器滑片P向右端移動(dòng)時(shí),下面說(shuō)法中正確的是()
A.電壓表V1的讀數(shù)減小,電流表A1的讀數(shù)增大
B.電壓表V1的讀數(shù)增大,電流表A1的讀數(shù)減小
C.電壓表V2的讀數(shù)減小,電流表A2的讀數(shù)增大
D.電壓表V2的讀數(shù)增大,電流表A2的讀數(shù)減小
B組閉合電路中電功率的分析與計(jì)算
3.某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的
發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫(huà)在同一坐標(biāo)系內(nèi),如圖14
所示,根據(jù)圖線可知()
A.反映Pr變化的圖線是c
B.電源電動(dòng)勢(shì)為8V
C.電源內(nèi)阻為2Ω
D.當(dāng)電流為0.5A時(shí),外電路的電阻為6Ω
4.一個(gè)微型吸塵器的直流電動(dòng)機(jī)的額定電壓為U,額定電流為I,線圈電阻為R,將它接在電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r的直流電源的兩極間,電動(dòng)機(jī)恰好能正常工作,則()
A.電動(dòng)機(jī)消耗的總功率為UI
B.電動(dòng)機(jī)消耗的熱功率為U2R
C.電源的輸出功率為EI
D.電源的效率為1-IrE
C組含電容器電路的分析與計(jì)算
5.如圖15所示,電源兩端電壓為U=10V保持不變,R1=4.0Ω,R2
=6.0Ω,C1=C2=30μF.先閉合開(kāi)關(guān)S,待電路穩(wěn)定后,再將S斷
開(kāi),則S斷開(kāi)后,通過(guò)R1的電荷量為()
A.4.2×10-4C
B.1.2×10-4C
C.4.8×10-4C
D.3.0×10-4C
6.如圖16所示,兩個(gè)相同的平行板電容器C1、C2用導(dǎo)線相連,開(kāi)
始都不帶電.現(xiàn)將開(kāi)關(guān)S閉合給兩個(gè)電容器充電,待充電平衡
后,電容器C1兩板間有一帶電微粒恰好處于平衡狀態(tài).再將開(kāi)關(guān)S斷
開(kāi),把電容器C2兩板稍錯(cuò)開(kāi)一些(兩板間距離保持不變),重新平衡后,下列判斷正確的是()
A.電容器C1兩板間電壓減小
B.電容器C2兩板間電壓增大
C.帶電微粒將加速上升
D.電容器C1所帶電荷量增大
D組U-I圖象的理解與應(yīng)用
7.如圖17所示為兩電源的U-I圖象,則下列說(shuō)法正確的是
()
A.電源①的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻均比電源②大
B.當(dāng)外接同樣的電阻時(shí),兩電源的輸出功率可能相等
C.當(dāng)外接同樣的電阻時(shí),兩電源的效率可能相等
D.不論外接多大的相同電阻,電源①的輸出功率總比電源②的輸出功率大
8.如圖18所示是某直流電路中電壓隨電流變化的圖象,其中a、
b分別表示路端電壓、負(fù)載電阻上電壓隨電流變化的情況,下
列說(shuō)法正確的是()
A.陰影部分的面積表示電源輸出功率
B.陰影部分的面積表示電源的內(nèi)阻上消耗的功率
C.當(dāng)滿足α=β時(shí),電源效率最高
D.當(dāng)滿足α=β時(shí),電源效率小于50%
課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練
(限時(shí):30分鐘)
1.下列關(guān)于電源電動(dòng)勢(shì)的說(shuō)法中正確的是()
A.在某電源的電路中,每通過(guò)2C的電荷量,電源提供的電能是4J,那么這個(gè)電源的電動(dòng)勢(shì)是0.5V
B.電源的路端電壓增大時(shí),其電源的電動(dòng)勢(shì)一定也增大
C.無(wú)論內(nèi)電壓和外電壓如何變化,其電源的電動(dòng)勢(shì)一定不變
D.電源的電動(dòng)勢(shì)越大,電源所能提供的電能就越多
2.兩個(gè)相同的電阻R,當(dāng)它們串聯(lián)后接在電動(dòng)勢(shì)為E的電源上,通過(guò)一個(gè)電阻的電流為I;若將它們并聯(lián)后仍接在該電源上,通過(guò)一個(gè)電阻的電流仍為I,則電源的內(nèi)阻為()
A.4RB.RC.R2D.無(wú)法計(jì)算
3.將三個(gè)不同的電源的U-I圖線畫(huà)在同一坐標(biāo)中,如圖1所示,
其中1和2平行,它們的電動(dòng)勢(shì)分別為E1、E2、E3,它們的內(nèi)
阻分別為r1、r2、r3,則下列關(guān)系正確的是()
A.r1=r2r3B.r1r2r3
C.E1E2=E3D.E1=E2E3
4.在純電阻電路中,當(dāng)用一個(gè)固定的電源(設(shè)E、r是定值)向變
化的外電阻供電時(shí),關(guān)于電源的輸出功率P隨外電阻R變化
的規(guī)律如圖2所示,則()
A.當(dāng)R=r時(shí),電源有最大的輸出功率
B.當(dāng)R=r時(shí),電源的效率η=50%
C.電源的功率P′隨外電阻R的增大而增大
D.電源的效率η隨外電阻R的增大而增大
5.(20xx上海單科5)在如圖3所示的閉合電路中,當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí),兩電表讀數(shù)的變化是()
A.變大,變大
B.變小,變大
C.變大,變小
D.變小,變小
6.(20xx安徽18)如圖4所示,M、N是平行板電容器的兩個(gè)極板,
R0為定值電阻,R1、R2為可調(diào)電阻,用絕緣細(xì)線將質(zhì)量為m、帶
正電的小球懸于電容器內(nèi)部.閉合開(kāi)關(guān)S,小球靜止時(shí)受到懸線
的拉力為F.調(diào)節(jié)R1、R2,關(guān)于F的大小判斷正確的是()
A.保持R1不變,緩慢增大R2時(shí),F(xiàn)將變大
B.保持R1不變,緩慢增大R2時(shí),F(xiàn)將變小
C.保持R2不變,緩慢增大R1時(shí),F(xiàn)將變大
D.保持R2不變,緩慢增大R1時(shí),F(xiàn)將變小
7.(20xx上海單科12)如圖5所示電路中,閉合電鍵S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑
動(dòng)觸頭P從最高端向下滑動(dòng)時(shí),()
A.電壓表V讀數(shù)先變大后變小,電流表A讀數(shù)變大
B.電壓表V讀數(shù)先變小后變大,電流表A讀數(shù)變小
C.電壓表V讀數(shù)先變大后變小,電流表A讀數(shù)先變小后變大
D.電壓表V讀數(shù)先變小后變大,電流表A讀數(shù)先變大后變小
8.如圖6所示,電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為E、r,在滑動(dòng)變阻器的
滑片P由a向b移動(dòng)的過(guò)程中,下列各物理量變化情況為()
A.電流表的讀數(shù)一直減小
B.R0的功率先減小后增大
C.電源輸出功率先增大后減小
D.電壓表的讀數(shù)先增大后減小
9.如圖7甲所示是一火警報(bào)警器的部分電路示意圖,其中R2為半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器,電阻R2隨溫度t變化的圖線如圖乙所示.電流表為值班室的顯示器.a(chǎn)、b之間接報(bào)警器,當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí),顯示器的電流I和報(bào)警器兩端的電壓U的變化情況是()
圖7
A.I變大,U變大B.I變大,U變小
C.I變小,U變大D.I變小,U變小
10.在電學(xué)探究實(shí)驗(yàn)課中,某組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室利用如圖8甲所示的電路圖連接好電路,并用于測(cè)定定值電阻R0,電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r.調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向某一方向移動(dòng)時(shí),一個(gè)同學(xué)記錄了電流表A和電壓表V1的測(cè)量數(shù)據(jù),另一同學(xué)記錄的是電流表A和電壓表V2的測(cè)量數(shù)據(jù).根據(jù)所得數(shù)據(jù)描繪了如圖乙所示的兩條U-I直線.則有()
甲乙
圖8
A.圖象中的圖線乙是電壓表V1的測(cè)量值所對(duì)應(yīng)的圖線
B.由圖象可以得出電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別是E=1.50V,r=1.0Ω
C.圖象中兩直線的交點(diǎn)表示定值電阻R0上消耗的功率為0.75W
D.圖象中兩直線的交點(diǎn)表示在本電路中該電源的效率達(dá)到最大值
復(fù)習(xí)講義
基礎(chǔ)再現(xiàn)
一、
基礎(chǔ)導(dǎo)引(1)×(2)×(3)√(4)×
知識(shí)梳理1.其它形式電勢(shì)能2.Wq3.把其它形式的能轉(zhuǎn)化成電勢(shì)能4.標(biāo)
二、
基礎(chǔ)導(dǎo)引AC
知識(shí)梳理(1)正比反比(2)ER+rU外+U內(nèi)(3)①減小增大②增大減小Er(4)減?、匐妱?dòng)勢(shì)E②短路電流Im③內(nèi)阻r
思考:不變.斜率的絕對(duì)值仍表示電源內(nèi)阻.
課堂探究
例1A
跟蹤訓(xùn)練1D
例2(1)1A4V(2)6V2Ω
(3)0.5A
跟蹤訓(xùn)練2A
例3ACD
跟蹤訓(xùn)練3CD
例4B
跟蹤訓(xùn)練4B
分組訓(xùn)練
1.BD
2.AD
3.ACD
4.AD
5.A
6.BCD
7.AD
8.A
課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練
1.C
2.B
3.AC
4.ABD
5.B
6.B
7.A
8.BD
9.D
10.B
相關(guān)知識(shí)
閉合電路歐姆定律
一名優(yōu)秀負(fù)責(zé)的教師就要對(duì)每一位學(xué)生盡職盡責(zé),作為教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓講的知識(shí)能夠輕松被學(xué)生吸收,幫助教師緩解教學(xué)的壓力,提高教學(xué)質(zhì)量。怎么才能讓教案寫(xiě)的更加全面呢?小編收集并整理了“閉合電路歐姆定律”,相信您能找到對(duì)自己有用的內(nèi)容。
4.1閉合電路歐姆定律
一、考點(diǎn)聚焦
1、知道電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的概念
2、掌握閉合電路歐姆定律、路端電壓和電路電流的變化規(guī)律
3、能利用閉合電路歐姆定律分析動(dòng)態(tài)電路。
二、知識(shí)掃描
1.電動(dòng)勢(shì)
①物理意義:反映不同電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量.
②大小:等于電路中通過(guò)1C電量時(shí)電源所提供的電能的數(shù)值,也等于內(nèi)外電路上電勢(shì)降落之和.即_________________
2.閉合電路歐姆定律
①內(nèi)容:閉合電路中的電流強(qiáng)度跟電源電動(dòng)勢(shì)成正比,跟內(nèi)外電路中電阻之和成反比.
②公式:_________________________________
③路端電壓:電路兩端的電壓,即電源的輸出電壓.即_______________
總電流I和路端電壓U隨外電阻R的變化規(guī)律:____,由此可知:當(dāng)R時(shí),I減小;
U增大(電源E和r一定);當(dāng)R=______(即斷路時(shí)),I=0,U=E.
當(dāng)R減小時(shí),I增大,U減??;當(dāng)R=_____(即短路),I=_____________
3.閉合電路中的輸出功率
①電源總功率:P總=EI,指___________________________
②輸出功率P出=UI,指________________________
③電源的供電效率η=P出/P總,它隨外電阻的變化關(guān)系是____________
④當(dāng)R=r時(shí),電源輸出功率最大,此時(shí)電源供電效率為_(kāi)_________
三、好題精析
[例1]如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,R1和R2為定值電阻,在滑線變阻器R的滑片P從下端a滑到上端b的過(guò)程中,電阻R1上消耗的功率()
A.一定逐漸減小
B.有可能逐漸減小
C.有可能先變小,后變大
D.一定先變小后變大
[例2]如圖所示電路中,電源有內(nèi)阻,R1=2.8Ω,R2=1.8Ω。當(dāng)開(kāi)關(guān)S接到位置1時(shí),電壓表示數(shù)5.6V;當(dāng)開(kāi)關(guān)S接到位置2時(shí),電壓表示數(shù)的可能值為()
A.5.6VB.5.4VC.3.0VD.3.6V
[例3]兩個(gè)定值電阻,把它們串聯(lián)起來(lái),等效電阻為4Ω,把它們并聯(lián)起來(lái),等效電阻是1Ω,求:
(1)這兩個(gè)電阻的阻值各為多大?
(2)如果把這兩個(gè)電阻串聯(lián)后接入一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)電阻為r的電源兩極間,兩電阻消耗的總功率等于;如果把這兩個(gè)電阻并聯(lián)后接入同一個(gè)電源的兩極間,兩電阻消耗的總功率等于,若要求,且,求滿足這一要求的是E和r的所有值。
[例4]一個(gè)允許通過(guò)最大電流為2A的電源和一個(gè)變阻器接成如圖(甲)所示電路,變阻器的最大阻值為Rm=22,電源路端電壓U隨外電阻變化規(guī)律如圖所示,圖中U=12V的直線為圖線的漸近線,試求
(1)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻
(2)A、B空載時(shí)的輸出電壓范圍
(3)A、B兩端所接負(fù)載的最小電阻
[例5]如圖所示電路:電源電動(dòng)勢(shì)E=6.3V,內(nèi)阻r=0.5Ω,負(fù)載電阻,滑動(dòng)變阻器的最大阻值,當(dāng)變阻器的滑片從左端A移動(dòng)到右端B時(shí),求電路中電流表的讀數(shù)范圍.
四、能力突破
1.如圖所示,滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭置于其正中央,閉合電鍵K以后,M、N、P三燈的亮度相同,今將電阻器的滑動(dòng)觸頭慢慢向左移動(dòng)一些,則三燈的亮度從亮到暗的排列順序?yàn)?)
A.M、N、P
B.M、P、N
C.P、M、N
D.N、M、P
2.如圖所示,當(dāng)R1的滑片由左向右滑動(dòng)時(shí),電壓表V1和V2的讀數(shù)增量分別為ΔU1和ΔU2,則()
A.│ΔU1││ΔU2│
B.│ΔU1│=│ΔU2│
C.│ΔU1││ΔU2│
D.ΔU1<0,ΔU2>0
3.下圖所示的U-I圖線中,I是電源的路端電壓隨電流的變化圖線,Ⅱ是某電阻的伏安特性圖線,當(dāng)該電源向該電阻供電時(shí),電阻上消耗的功率和電源的效率分別為:()
A.4W和33%B.2W和67%C.2W和33%D.4W和67%
4.如圖所示,E=12V,r=4Ω,,當(dāng)R=_________Ω時(shí),R上消耗的功率最大,最大值是__________W;當(dāng)R=___________Ω時(shí),上消耗的功率最大,最大值是__________W。
參考答案
二、知識(shí)掃描
1.E=U內(nèi)+U外
2.E=I(R+r)U外U=E-Ir增加∝0E/r
3.其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的功率電源提供給外電路的功率電阻增大,效率增大50%
三、好題精析
[例1]C
[例2]B
[例3]2Ω2Ω略
[例4]12V2Ω0≤U≤11V4Ω
[例5]2.1A~3A
四、能力突破
1.C2.CD3.D
4.61.508
高考物理備考復(fù)習(xí)閉合電路的歐姆定律教案
一名優(yōu)秀的教師就要對(duì)每一課堂負(fù)責(zé),教師要準(zhǔn)備好教案,這是教師工作中的一部分。教案可以讓學(xué)生能夠在課堂積極的參與互動(dòng),使教師有一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的教學(xué)思路。你知道怎么寫(xiě)具體的教案內(nèi)容嗎?以下是小編收集整理的“高考物理備考復(fù)習(xí)閉合電路的歐姆定律教案”,相信您能找到對(duì)自己有用的內(nèi)容。
§X2.4閉合電路的歐姆定律
【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
【自主學(xué)習(xí)】
一、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
二、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(kāi)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(kāi)關(guān)處于位置1時(shí),電流表讀數(shù)I1=0.2A;當(dāng)開(kāi)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(kāi)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.
【針對(duì)訓(xùn)練】
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_(kāi)___。
3、以太陽(yáng)能電池板,測(cè)得他的開(kāi)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
【能力訓(xùn)練】
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(kāi)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(kāi)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?
【學(xué)后反思】
__________________________________________________________________________________________________________________。
參考答案
典型例題
例1、E=3Vr=1Ω
例2、V增大V1減小V2增大A1減小A2增大A3減小
例3、C
例4、(1)U=5.4V,P=1.62W
(2)Ur=0.6V,Pr=0.18W
針對(duì)訓(xùn)練
1、B2、E=3Vr=(1/3)Ω3、D4、AD
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
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(xiě)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(shù)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(shū)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?zhuān)范穗妷号c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(shū):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?,并且能夠提供恒定的電壓,那么不同的電源,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(xiě)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(lèi)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(shū):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(shū):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(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少了.
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,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(shū):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(kāi)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(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.
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(kāi)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(shū):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(shū):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(shū):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?,閉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(kāi)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(shū)5:路端電壓隨外電阻增大而增大,隨外電阻減小而減小.?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(huà)出輸出功率隨外電阻變化的圖線,如圖所示.
板書(shū)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(shū)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(shū)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。
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(xiě)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(kāi)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(kāi)關(guān)處于位置1時(shí),電流表讀數(shù)I1=0.2A;當(dāng)開(kāi)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(kāi)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
(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。