高中物理闭合电路欧姆定律教学设计
高中物理闭合电路欧姆定律教学设计
一．教学要求
1.懂得电动势是为了表征电源的特性而引入的概念,它在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压
2.导出闭合电路的欧姆定律I=ε/(R+r)
3.研究路端电压的变化规律,掌握闭合电路中的U-R关系,U-I关系.
4.学会运用闭合电路的欧姆定律解决简单电路的问题.
二．教学重点
研究路端电压的变化规律,掌握闭合电路中的U-R关系,U-I关系.
三．教学方式
讲授和讨论相结合
四．教学过程
一、电动势
同种电源两极间的电压相同,不同种类的电源两极间电压不同.这说明电源两极间的电压是由电源本身的性质决定的.为了表征电源的这种特性,物理学中引入了电动势的概念.
电源电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压.用符号ε表示,单位是伏特.
电动势的物理意义：表征了电源把其它形式的能转化为电能的本领．故ε在数值上等于电路中通过1库仑电量时电源所提供的能量.
二、闭合电路的欧姆定律
１学生推导
推导闭合电路的欧姆定律的数学表达式,并说明其物理意义.
给出条件: 闭合电路中,电源电动势为ε,内电阻为r,外电阻为R,电路中的电流强度为I.
提出要求: 寻找I ε R r的关系.
２得出结论
闭合电路里的电流强度，跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比.这就是闭合电路的欧姆定律.
三、路端电压随外电阻的变化规律
如果把外电路电阻的数值改变了，可以肯定路端电压是会变化的。在ε和r不变的情况下，路端电压随外电阻变化的规律究竟是怎样的呢？
ε＝U +Ir （电压形式）
Ir表示内电阻U ’； U表示路端电压
U随着R的增大而增大
路端电路随外部电阻的变化而发生变化的原因是电源有内阻r；
外电路断开时，R--∞ U=ε即路端电压等于电源电动势。这正是表明可以用伏特表直接测量电源电动势的道理。
外电路短路时，R=0 U=0 I=ε/r由于r一般很小，所以短路电流很大.电流太大不但会烧坏电源,还可能引起火灾,要注意避免发生.
ε/rＩＵＯε
四、U-I关系
U＝ε-Ir （U＝-Ir+ε）
讲解图象的物理意义
ε表示电动势
ε/r表示短路电流
斜率的"绝对值表示电源内阻
五、电源的功率
εI＝UI +I2r （功率形式）
式中 P总=εI P出= UI P内= I2r
电源的效率：
讲电源的最大输出功率（见教后记）
六、例题和练习
例1：如图所法,当滑线变阻器的滑动触点向上端移动时( A )
A.
伏特表V的读数增大,安培表A的读数减小
B. 伏特表V和安培表A的读数都增大
C. 伏特表V和安培表A的读数都减小
D. 伏特表V的读数减小,安培表A的读数增大
思考：如图所示电路中，电源电动势和内电阻为定值，固定电阻的阻值Ｒ２小于变阻器ａｂ两端之间的总阻值Ｒ３，Ｒ1≠０。当变阻器的滑片Ｐ从ａ向ｂ移动过程中，两电压表Ｖ１和Ｖ２的示数变化是（D）
A.V1变大,V2变大
B.V1变大,V2变小
C.V1先变大后变小,V2先变大后变小
D.V1先变大后变小,V2总增大
例2:如图,A灯与B灯电阻相同,当滑动变阻器滑动片向下滑动时,两灯的变化是(C )
A.A灯变亮,B灯变亮
B.A灯变暗,B灯变亮
C.A灯变暗,B灯变暗
D.A灯变亮,B灯变暗
思考:如图,当滑动变阻器的滑动片P向左端滑动时( B )
A. 安培表的示数减小,伏特表的示数增大
B. 安培表的示数增大,伏特表的示数减小
C. 安培表和伏特表示数都减小
D. 安培表和伏特表示数都增大
例3:如图所示,R1=14欧,R2=9欧,只闭合电键S1时,电流表的读数为0.2A;只闭合电键S2时,电流表的读数为0.3A.当S1和S2同时闭合时,电流表的读数为多少?
(0.46A)
思考:电源电动势ε=6V,内电阻r=0.5欧,当它和一只外电阻连接时电源输出功率为10W,试求闭合电路中的电流强度.(2A或10A)
例4：如图所示，电源电动势为ε，内电阻为r，外电路总电阻为R，当K闭合后，电源的总功率为多少？电源的输出功率为多少？外电路消耗的功率为多少？电源内部消耗的功率为多少？电源的供电效率为多少？
思考：如图所示的电路中，电源电动势为ε，内电阻为r，求：
①开关闭合后，外电路电阻R的阻值为多少时，电源的输出功率最大？此时电源的输出功率为多大？电源的效率为多少？
②开关闭合后，外电路电阻R的阻值为多少时，电源内部消耗的功率最大？电源的效率为多少？
思考：如图所示的电路中，电池的电动势ε=5V，内阻r=1欧，固定电阻R=90欧，R0是可变电阻，在R0由零增加到400欧的过程中，求：
①可变电阻R0上消耗的热功率最大的条件和最大热功率；
② 电池的内电阻r和固定电阻R上消耗最小的热功率之和。
五．作业布置
1.阅读课文；2.完成课后练习.