公开课第七节闭合电路的欧姆定律教案

2.7闭合电路欧姆定律一、教学目标（一）知识与技能1、通过探究推导出闭合电路欧姆定律及其公式，知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。2、理解路端电压与负载的关系，知道这种关系的公式表达，并能用来分析有关问题。3、掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。4、了解路端电压与电流的U-I图像，认识E和r对U-I图像的影响。5、熟练应用闭合电路欧姆定律进行相关的电路分析和计算（二）过程与方法1、经历闭合电路欧姆定律及其公式的推导过程，体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用，培养学生推理能力。2、通过路端电压与负载的关系实验，培养学生利用实验探究物理规律的科学思路和方法。3、了解路端电压与电流的U-I图像，培养学生利用图像方法分析电学问题的能力。4、利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。（三）情感态度价值观1、通过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力。2、通过实验探究，加强对学生科学素质的培养。3、通过实际问题分析，拉近物理与生活的距离，增强学生学习物理的兴趣。二、教学重点、难点推导闭合电路欧姆定律，应用定律进行相关讨论是本节的重点，帮助学生理解电路中的能量转化关系是基础和关键。应用闭合电路欧姆定律讨论路端电压与负载关系是本节难点。三、教学方法和教具（一）教法演示实验，讨论、讲解（二）教具滑动变阻器、电压表、电流表、电键、导线若干、投影仪、多媒体电脑四、教学过程（一）导入演示实验：问题：先灯闭合S1，再接通S2后，灯泡1有什么现？学生观察灯泡1在S1闭合、S2闭合时的亮暗变化，积极思考亮暗变化的直接原因。通过本节内容——闭合电路欧姆定律的学习，能很好解释这一现象。（二）进行新课1、闭合电路欧姆定律教师：（投影）教材图2.7-1（如图所示）教师：闭合电路是由哪几部分组成的？教师：在外电路中，沿电流方向，电势如何变化？为什么？教师：在内电路中，沿电流方向，电势如何变化？为什么？学生（代表）：沿电流方向电势升高。因为电源内部，非静电力将正电荷从电势低处移到电势高处。教师：这个同学说得确切吗？学生讨论：如果电源是一节干电池，在电源的正负极附近存在着化学反应层，反应层中非静电力（化学作用）把正电荷从电势低处移到电势高处，在这两个反应层中，沿电流方向电势升高。在正负极之间，电源的内阻中也有电流，沿电流方向电势降低。L3L1L2S1S2S3S教师：（投影）教材图2.7-2（如图所示）内、外电路的电势变化。升降为什么相等呢？教师：引导学生推导闭合电路的欧姆定律。可按以下思路进行：设电源电动势为E，内阻为r，外电路电阻为R，闭合电路的电流为I，（1）写出在t时间内，外电路中消耗的电能E外的表达式；（2）写出在t时间内，内电路中消耗的电能E内的表达式；（3）写出在t时间内，电源中非静电力做的功W的表达式；学生：（1）Q外=I2Rt（2）Q内=I2rt（3）W=Eq=EIt根据能量守恒定律，W=E外+E内即EIt=I2Rt+I2rt整理得：E=IR+Ir外电路两端的电势降落为U外=IR，习惯上成为路端电压，内电路的电势降落为U内=Ir，代入E=IR+Ir得内外UUE该式表明，电动势等于内外电路电势降落之和。变形rREI教师（帮助总结）：这就是闭合电路的欧姆定律。（1）内容：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。（2）公式：I=rRE2、路端电压与负载的关系（1）U与负载电阻R的关系教师：外电阻增大时，路端电压如何变化？学生：有人说变大，有人说变小。教师：实践是检验真理的惟一标准，让我们一起来做下面的实验。演示实验：探讨路端电压随外电阻变化的规律。（1）投影实验电路图如图所示。（2）按电路图连接电路。（3）调节滑动变阻器，改变外电路的电阻，观察路端电压怎样随电流（或外电阻）而改变。学生：总结实验结论：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。让学生解释原因？R增大时，I减小，U增大由rREI可知:IrIREU=E-Ir教师：让学生进一步分析情景引入中演示实验的现象产生的原因？当S2闭合时，总的外电阻变小，电流增大，路端电压减小。此时，灯泡1两端电压小于灯泡1的额定电压，故灯泡1变暗。拓展：讨论两种特殊情况：教师：刚才我们讨论了路端电压跟外电阻的关系，请同学们思考：在闭合电路中，当外电阻等于零时，会发生什么现象？学生：发生短路现象。教师：发生上述现象时，电流有多大？学生：当发生短路时，外电阻R=0，U外=0，U内=E=Ir，故短路电流I=rE。教师：一般情况下，电源内阻很小，像铅蓄电池的内阻只有0.005Ω~0.1Ω，干电池的内阻通常也不到1Ω，所以短路时电流很大，很大的电流会造成什么后果？学生：可能烧坏电源，甚至引起火灾。教师：实际中，要防止短路现象的发生。当外电阻很大时，又会发生什么现象呢？学生：断路。断路时，外电阻R→∝，电流I=0，U内=0，U外=E。（2）U与闭合电路电流I的关系图像也是闭合电路欧姆定律的应用。教师：数学知识可以知道路端电压U和电流I的是什么关系，同学们能否作出U—I图象呢？结合课本的思考与讨论来做一做学生：路端电压U与电流I的关系图象是一条向下倾斜的直线。投影：U—I图象如图所示。教师：从图象可以看出路端电压与电流的关系是什么？学生：U随着I的增大而减小.教师：直线与纵轴的交点表示的物理意义是什么？直线的斜率呢？学生：直线与纵轴的交点表示电源的电动势E，直线的斜率的绝对值表示电源的内阻。例题（课本62页例题1）在如下图中，141R，92R，当开关处于位置1时，电流表读数AI2.01;当开关处于位置2时，电流表读数AI3.02。求电源的电动势E和内电阻r。解析：根据闭合电路欧姆定律，题中的两种情况可列一下两个方程rIRIE111rIRIE222消去E，解出r，得122211IIRIRIr代入数值，得1r将r及1I、1R的值代入rIRIE111中，得VE3小结：本例题提供了测电源电动势及内阻的方法。五、课堂总结问题：想想本节你都学到了哪些知识？请自己总结一下。理论推导了闭合电路欧姆定律，实验探究了路端电压与负载的关系，研究了闭合电路的U-I图像，用定律讨论了测电源电动势和内阻的问题。ASR1R2Er12通过本节课的学习，主要学习了以下几个问题：1、电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。电源电动势等于闭合电路内、外电阻上的电势降落U内和U外之和，即E=U内+U外。2、闭合电路的欧姆定律的内容及公式。3、路端电压随着外电阻的增大而增大，随着外电阻的减小而减小。4、路端电压与电流的关系式为U=-Ir+E，其U—I图线是一条倾斜的直线。六、课后作业课本P63T4