高中物理《闭合电路欧姆定律》教案1 新人教版选修3-1

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1、7闭合电路的欧姆定律一、教学目标:(一)知识与技能:1.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.2.知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和.3.理解闭合电路欧姆定律及其公式,并能熟练地用来解决有关的电路问题.4.理解路端电压与电流(或外电阻)的关系,知道这种关系的公式表达和图线表达,并能用来分析、计算有关问题.5.理解闭合电路的功率表达式,知道闭合电路中能量的转化.(二)过程与方法:1.通过演示路端电压与外电阻的关系实验,培养学生利用“实验研究,得出结论”的探究物理规律的科学思路和方法.2.通过研究路端

2、电压与电流关系的公式、图线及图线的物理意义,培养学生应用数学工具解决物理问题的能力.3.通过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)情感与价值:通过本节课教学,加强对学生科学素质的培养,通过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力.二、重点、难点教学重点:1.闭合电路的欧姆定律.2.路端电压与电流(外电阻)关系的公式表示及图线表示.教学难点:1.电动势的概念.2.路端电压与电流(或外电阻)的关系.三、授课时数:3课时四、教学过程(一)课前预习:1.复习前面学过的电动势

3、的概念,理解电动势的物理含义.2.什么是闭合电路的欧姆定律?跟我们初中学习的知识有什么不同的地方?3.当负载变化的时候,路端电压怎么变化?4.短路和断路对电路的影响.(二)知识要点:1.电源的电动势。电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。电动势表征的是电源把其他形式的能转化为电能的本领。例如干电池的电动势为1.5V,与干电池的形状及大小无关。2.闭合电路的欧姆定律。其文字表述为:闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比。其数学表达式为。3.路端电压。路端电压就是外电路(电源外部的电路)两端的

4、电压,也叫外电压,显然就是电源两极之间所接电压表测量出的电压。4.电源的输出功率。在纯电阻电路中,电源的输出功率可见当R=r时,有最大输出功率。(三)难点解析:1.闭合电路欧姆定律的几种表达形式。闭合电路的欧姆定律,由于着眼点不同,可以有多种表达形式。常见形式有:(1)电流形式:,说明决定电路中电流强度的因素与电流间的关系,即电流强度与电源电动势成正比,与电路总电阻成反比。(2)电压形式:E=I(R+r),或等,它表明电源电动势在值上等于电路中内、外电压之和。(3)能量形式:,此式可以认为是电压形式两端乘以电荷量q而来,

5、使能量转化的本质更显现出来,即移送单位电荷量电荷的过程中,非静电力做功与电场力做功量值相等;也就是说,其他形式的能量转化为电能,再由电能转化为电阻R上的内能的转化过程中,能量守恒。(4)功率形式:或。总之,闭合电路欧姆定律无论用何种形式表达,本质上都是能的转化与守恒定律在恒定电流中的体现,可见闭合电路欧姆定律是十分重要的定律之一。2.通路、断路及短路状态。(1)通路状态:当外电阻R满足∞>R>0时,电路处于通路状态。在通路状态中,电流,路端电压U=IR=E-Ir,电阻R消耗的电功率。(2)断路状态:当外电阻R→∞时,电路

6、处于断路状态。在断路状态中,电流,路端电压,电阻R消耗的电功率为零。(3)短路状态:当外电阻R=0时,电路处于短路状态。在短路状态中,有短路电流,路端电压。由于短路时,电源总功率,即电源将其他形式的能量转化成的电能全部消耗在内电路中,会使电源急剧发热而烧毁,并由此引起其他不愉快的事情发生,因此应防止短路状态发生。3.电路中的几种功率。根据全电路欧姆定律,有,式中IE反映电源在单位时间里将其他形式能量转化为电能的数量,称为电源的总功率,即;式中IU是电源向外电路提供的电功率,当然也是外电路消耗的电功率;称为电源的输出功率,

7、即;式中为电源内部因内阻发热而损耗的电功率,称为电源内耗(或热耗)功率,即。这样从能量分配的角度上,有。由于一般情况下,认为电源的电动势E和内电阻r是定值,因此在外电阻减小时,I增大,从而电源总功率及电源热耗功率均增大;在外电阻增大时,及均减小。对于输出功率,当R=r时有最大输出功率;在外电路电阻Rr时,随着R的增大,电源的输出功率减小。(四)典型例题:[例1]电动势和电压有些什么区别?[例2]电动势为2V的电源跟一个阻值R=9Ω的电阻接成闭合电路,测得电源两端电压为1.8

8、V,求电源的内电阻(见图).[例3]把电阻R1接到内电阻等于1Ω的电源两端,测得电源两端电压为3V.如果在电阻R1上串联一个R2=6Ω的电阻,再接到电源两端,测得电源两端电压为4V.求电阻R1的阻值.[例4]四节干电池,每节电动势为1.5V,内阻为0.5Ω,用这四节干电池组成串联电池组对电阻R=18Ω的用电器供电,试

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