人教版高中物理选修3-1教案：第二章 第7节 闭合电路欧姆定律(第2课时)

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1、第二章恒定电流第7节　　闭合电路的欧姆定律（二）【课前准备】【课型】新授课【课时】2课时【教学三维目标】（一）知识与技能1.理解路端电压与负载的关系，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.2.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.（二）过程与方法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）情感态度与价值观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【教学重点难点】重点：路

2、端电压与负载的关系难点：路端电压与负载的关系【教学方法】理论、探究、讨论、分析、练习【教学过程】【新课】【问题】对给定的电源，E、r均为定值，外电阻变化时，电路中的电流如何变化？【回答】据I＝可知，R增大时I减小；R减小时I增大。【问题】外电阻增大时，路端电压如何变化？【演示】按电路图连接电路,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.【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.【问题】路端电压与电流的关系式是什么？【回答】U＝E－Ir【结论】就

3、某个电源来说，电动势E和内阻r是一定的。当R增大时，由I＝得，I减小，由U＝E－Ir，路端电压增大。反之，当R减小时，由I＝得，I增大，由U＝E－Ir，路端电压减小.【说一说】大家几乎都注意过这种现象，傍晚是每一天的用电高峰时段，灯光较暗，而夜深人静时，若打开灯的话，灯光会特别亮；在家用电器使用中，如夏季打开空调后，你会发现灯泡会变暗，而关掉空调后灯泡又会马上亮起来，这是为什么呢？【点拨】用电多时，负载增多．当外电阻R增大时，根据I＝ER＋r可知，总电流I减小(E和r为定值)；内电压Ir减小，根据U外＝E－Ir可知，路端电

4、压U外增大．【问题】在闭合电路中，当外电阻等于零时，会发生什么现象？【回答】发生短路现象.【问题】发生上述现象时，电流有多大？【回答】当发生短路时，外电阻R＝0，U外＝0，U内＝E＝Ir，故短路电流I＝.【问题】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？【回答】可能烧坏电源，甚至引起火灾.【问题】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？【回答】断路.断路时，外电阻R→∝，电流I＝0，U内＝0，U外

5、＝E.【说明】有两个极端情况：（1）当R→∞，也就是当电路断开时，I→0则U=E。当开路（亦称开路）时，路端电压等于电源的电动势。在用电压表测电源的电压时，是有电流通过电源和电压表，外电路并非开路，这时测得的路端电压并不等于电源的电动势.只有当电压表的电阻非常大时，电流非常小，此时测出的路端电压非常近似地等于电源的电动势.（2）当R→0时，I→E/r，可以认为U=0，路端电压等于零.这种情况叫电源短路，发生短路时，电流I叫做短路电流，，一般电源内阻都比较小，所以短路电流很大.由于短路电流很大，电源易烧坏，还可能引起火灾，因

6、此要千万避免短路．由U＝E－Ir可知，r＝0时，U＝E与外电路无关，可见r≠0是U随R变化的内因，R发生变化是U变化的外因．从而得出故障的种类和位置。一般的故障有两种：断路或局部短路。【例题1】在图中R1＝14Ω，R2＝9Ω。当开关处于位置1时，电流表读数I1＝0.2A；当开关处于位置2时，电流表读数I2＝0.3A。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，题述的两种情况可列以下两个方程E＝I1R1＋I1rE＝I2R2＋I2r消去E，解出r，得r＝代入数值，得r＝1Ω将r代入E＝I1R1＋I1r中，得E＝3V

7、【总结】解答闭合电路问题的一般步骤：(1)首先要认清外电路上各元件的串并联关系，必要时，应进行电路变换，画出等效电路图。(2)解题关键是求总电流I，求总电流的具体方法是：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势，可用闭合电路的欧姆定律(I＝)直接求出I；若内外电路上有多个电阻值未知，可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流I；当以上两种方法都行不通时，可以应用联立方程求出I。(3)求出总电流后，再根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流。【思考与讨论】U/VI/ＡO设电源电动势E=3v，内阻r

8、=2Ω.根据路端电压与电流的关系U＝E－Ir，以U为纵坐标，I为横坐标，作出U与I的关系的函数，并讨论（1）外电路断开的状态对应图中的哪个点？怎样看出这时路端电压与电动势的关系？（2）电动势E的大小对图像有什么影响？（3）电源短路的状态对应于图中哪一点？怎么样读出这时电流大小？（4）r的大小对图像有什么