闭合电路欧姆定律公开课教案

第三节：闭合电路欧姆定律教学过程1、认识闭合电路情境引入：问题1：最简单的闭合电路是由哪几部分组成的？问题2：在闭合电路中电流如何流向及电源在闭合电路中起什么作用？根据电路图分析电流形成的原因以及电源在电路中所起的作用.电源的工作过程类似于如图所示的抽水机的工作过程。电源的作用不是产生电荷，而是将其他形式的能转化为电能，将堆积在负极的正电荷移到正极，在电源的两极产生并维持一个恒定的电势差（电压），从而在电路中形成恒定的电流。分析：电荷的定向移动形成电流。在外电路中，在静电力的作用下，正电荷由电源正极移动到负极，电流方向由正极流向负极，沿电流方向电势降低。在电源内部（即在内电路中），通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流方向为负极流向正极。内电路与外电路中的总电流是相同的。电源：是把其他形式的能转化为电能的装置。电动势：1）物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量。2）电源的电动势在数值上等于不接用电器时电源正负两极间的电压。3）符号与单位：符号：E单位：伏特（V）2、闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律的推导过程：由以上分析可知：闭合电路外电路和内电路两部分，如图所示。问题1：电源电动势与外电路电压及内电路电压有什么关系呢？方法一：实验法实验装置如图所示：(1)其中，电压表V1示数为电源的外电压U外，V2示数为电源的内电压U内。(2)测量过程和方法：①S1闭合，S、S2断开时，V1示数为电源电动势E。②S1、S、S2闭合，V1示数为电源的外电压U外，V2示数为电源的内电压U内(3)结论：改变滑动变阻器R的阻值，多测几组电压，均满足内外UUE而U外=IR，U内=Ir,可得：IrIRE方法二：能量转化法问题：如图，若外电路两端的电势降落，即，即电势差为U外；内电路中的电势降落，即电势差为U内；电源电动势为E；当电键闭合后，电路中的电流为I，通电时间为t。试回答下列问题：（1）在t时间内,外电路中静电力做的功W外为多少？路路外ItUqUW（2）在t时间内,内电路中静电力做的功W内为多少？内内内ItUqUW（3）电池化学反应层在t时间内,非静电力做的功W非为多少？ItEqEW非（4）静电力做的功等于消耗的电能，非静电力做的功等于转化的电能，根据能量守恒你能得到什么？内外UUE问题2：依据上面得到的结果，推导出闭合电路中的电流I与电动势E、内电阻r、外电阻R的关系式？内外UUEIrIRErREI闭合电路欧姆定律：上式表明，闭合电路中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，这个结论叫做闭合电路的欧姆定律。例1、若用E表示总电动势，U表示外电压，U’表示内电压，R表示外电路总电阻，r表示内电阻，I表示总电流强度，考察下列各关系式：⑴U’=IR⑵U’=E－U⑶E=U+Ir⑷I=E/(R+r)⑸U=ER/(R+r)⑹U=E+Ir，上述关系式中成立的是：（）A、⑴⑵⑶⑷B、⑵⑶⑷⑸C、⑶⑷⑸⑹D、⑴⑶⑸⑹3、路端电压与负载的关系问题1：对给定的电源，E、r均为定值，外电阻R变化时，电路中的电流I如何变化？问题2：若外电阻R减小，路端电压U路会有怎样的变化？定性分析：R↑→I(＝ER＋r)↓→Ir↓→U(＝E－Ir)↑R↓→I(＝ER＋r)↑→Ir↑→U(＝E－Ir)↓结论：当外电阻增大时，电流减小，路端电压增大；当外电阻减小时，电流增大，路端电压减小。例2、如图所示的电路中，电压表和电流表都是理想电表，若将滑动变阻器的滑动触点向b端移动时（）A．电压表V的读数增大，电流表A的读数减小B．电压表V的读数减小，电流表A的读数增大C．电压表V和电流表A的读数都减小D．电压表V和电流表A的读数都增大例3、在如图15－17所示的电路中，在滑动变阻器R2的滑动头向下移动的过程中，电压表V和电流表A的示数变化情况正确的是：（）A．电压表和电流表读数都增大B．电压表和电流表读数都减小C．电压表读数增大，电流表读数减小D．电压表读数减小，电流表读数增大方法总结：基本思路是“部分→整体→部分”，从阻值变化的部分入手，由欧姆定律和串、并联电路特点判断整个电路的总电阻，干路电流和路端电压的变化情况，然后再深入到部分电路中，确定各部分电路中物理量的变化情况。拓展到两个特殊情况：外电路断路：R↑→I↓→Ir↓→U＝E。外电路短路：R↓→I(＝Er)↑→Ir(＝E)↑→U＝0I＝Er称为短路电流4、闭合电路的U-I图像根据U＝E－Ir知，E、r是定值，U与I是一次函数关系。以路端电压U为纵坐标，电流I为横坐标，采用描点、拟合图像的方法，作出U与I的图像分析：图象的物理意义①在纵轴上的截距表示电源的电动势E．②在横轴上的截距表示电源的短路电流③图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害．例4、如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图象，则下列说法中正确的是()A.电动势E1=E2，短路电流I1I2B.电动势E1=E2.内阻r1r2C电动势E1E2，内阻r1r2D.当两电源的工作电流变量相同时，电源2的路端电压变化较大00∞0rEI/短