《高一物理教案:《闭合电路欧姆定律》教学设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高一物理教案:《闭合电路欧姆定律》教学设计.docx(32页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、高一物理教案:闭合电路欧姆定律教学设计高三物理教案:闭合电路欧姆定律教学设计 本文题目:高三物理教案:闭合电路欧姆定律复习 第3课时闭合电路欧姆定律 导学目标 1.理解闭合电路欧姆定律的内容,并能进行电路动态分析及电路的相关计算.2.能利用U-I图象进行分析并计算. 一、电源的电动势 基础导引 关于电源的电动势,推断下面说法的正误: (1)电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压 () (2)同一电源接入不同的电路,电动势就会发生改变 () (3)电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电势能的本事大小的物理量 () (4)在闭合电路中,当外电阻变大时,路端电压增大,电源的电动势也增
2、大 () 学问梳理 1.电源是通过非静电力做功把_的能转化成_的装置. 2.电动势:非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值,E=_,单位:V. 3.电动势的物理含义:电动势表示电源_本事的大小,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压. 4.电动势是_量,需留意电动势不是电压. 二、闭合电路欧姆定律 基础导引 如图1所示电路中,电源的电动势E=9 V、内阻r=3 ,R=15 . 下列说法中正确的是 () A.当S断开时,UAC=9 V B.当S闭合时,UAC=9 V C.当S闭合时,UAB=7.5 V,UBC=0 D.当S断开时,UAB=0,UBC=0 学问梳理 闭合电路欧姆定律 (1
3、)内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成_,跟内、外电路的电阻之和成_. (2)公式I=?只适用于纯电阻电路?E=?适用于任何电路? (3)路端电压与外电阻的关系 负载R增大I减小U内_U外_ 外电路断路时(R=),I=0,U外=E. 负载R减小I增大U内_U外_ 外电路短路时(R=0),I=_,U内=E. (4)U-I关系图:由U=E-Ir可知,路端电压随着电路中电流的增大而_;U-I关系图线如图2所示. 当电路断路即I=0时,纵坐标的截距为_. 当外电路电压为U=0时,横坐标的截距为_. 图线的斜率的肯定值为电源的_. 图2 思索:对于U-I图线中纵坐标(U)不从零起先的状况,直线的斜率的
4、意义是否改变? 考点一电路的动态分析 考点解读 电路的动态分析是电学的常考点之一,几乎每年都有该类试题出现.该类试题能考查考生对闭合电路欧姆定律的理解,电路的结构分析及对串并联特点的应用实力,兼顾考查学生的逻辑推理实力. 典例剖析 例1(2022?北京理综?17)如图3所示电路,电源内阻不行忽 略.开关S闭合后,在变阻器R0的滑动端向下滑动的过 程中 () A.电压表与电流表的示数都减小 B.电压表与电流表的示数都增大 C.电压表的示数增大,电流表的示数减小 D.电压表的示数减小,电流表的示数增大 思维突破电路动态分析的方法 (1)程序法:电路结构的改变R的改变R总的改变I总的改变U端的改变固
5、定支路并联分流I串联分压U改变支路. (2)“并同串反”规律,所谓“并同”,即某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大,反之则减小.所谓“串反”,即某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小,反之则增大. 跟踪训练1在如图4所示电路中,当滑动变阻器滑片P向下移动 时,则 () A.A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮 B.A灯变亮、B灯变亮、C灯变暗 C.A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗 D.A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮 考点二电路中的有关功率及效率 考点解读 1.电源的总功率 (1)随意电路:P总=EI=U外I+U内I=P出+P内. (2
6、)纯电阻电路:P总=I2(R+r)=E2R+r. 2.电源内部消耗的功率:P内=I2r=U内I=P总-P出. 3.电源的输出功率 (1)随意电路:P出=UI=EI-I2r=P总-P内. (2)纯电阻电路:P出=I2R=E2R?R+r?2=E2?R-r?2R+4r. (3)输出功率随R的改变关系 当R=r时,电源的输出功率最大为Pm=E24r. 当Rr时,随着R的增大输出功率越来越小. 当R 当P出 P出与R的关系如图5所示. 图5 4.电源的效率 (1)随意电路:=P出P总100%=UE100%. (2)纯电阻电路:=RR+r100%=11+rR100% 因此在纯电阻电路中R越大,越大;当R=
7、r时,电源有最大输出功率,效率仅为50%. 特殊提示1.当电源的输出功率最大时,效率并不是最大,只有50%;当R时,100%,但此时P出0,无实际意义. 2.对于内、外电路上的固定电阻,其消耗的功率依据P=I2R来推断,与输出功率大小的推断方法不同. 典例剖析 例2在如图6所示的电路中,R1=2 ,R2=R3=4 ,当开关S接 a时,R2上消耗的电功率为4 W,当开关S接b时,电压表示数为 4.5 V,试求: (1)开关S接a时,通过电源的电流和电源两端的电压; (2)开关S接b时,电源的电动势和内电阻; (3)当开关S接c时,通过R2的电流. 思维突破对于直流电路的分析与计算,要娴熟驾驭串、
8、并联电路的特点,知道这两种电路的电压、电流及电功率的安排关系,并能把较为困难的电路化为简洁、直观的串、并联关系. 跟踪训练2如图7中电源的电动势为6 V,内阻为1 ,R1为2 ,R2全阻值为3 ,下列说法错误的是 () A.当R2为1 时,R1消耗的功率最大 B.通过变更R2的阻值,路端电压的最大值为5 V,最小值为4 V C.R2的阻值越小,R1消耗的功率越大 D.当R2的阻值为3 时,R2消耗的功率最大 考点三涉及U-I图象的功率计算 考点解读 两种图线的比较: 图象上的特征 物理意义 电源U-I图象 电阻U-I图象 图象表述的物理量改变关系 电源的路端电压随电路电流的改变关系 电阻的电流
9、随电阻两端电压的改变关系 图线与坐标轴交点 与纵轴交点表示电源电动势E,与横轴交点表示电源短路电流Er 过坐标轴原点,表示没有电压时电流为零 图线上每一点坐标的乘积UI 表示电源的输出功率 表示电阻消耗的功率 图线上每一点对应的U、I比值 表示外电阻的大小,不同点对应的外电阻大小不同 每一点对应的比值均等大,表示此电阻的大小 图线的斜率 内电阻r的相反数-r 表示电阻大小 典例剖析 例3如图8所示,图中直线表示某电源的路端电压与电流的关系图象,图中曲线表示该电源的输出功率与电流的关系图象,则下列说法正确的是 () 图8 A.电源的电动势为50 V B.电源的内阻为253 C.电流为2.5 A时
10、,外电路的电阻为15 D.输出功率为120 W时,输出电压是30 V 思维突破在解决此类图象问题时,(1)要明确纵横坐标的物理意义.(2)要明确图象的截距、斜率,包围面积的物理意义.(3)依据物理规律写出反映纵横坐标物理量的关系式.(4)充分挖掘图象所隐含的条件. 跟踪训练3用标有“6 V3 W”的灯泡L1、“6 V6 W”的灯泡L2与志向电压表和志向电流表连接成如图9甲所示的试验电路,其中电源电动势E=9 V.图乙是通过两个灯泡的电流随两端电压改变的曲线.当其中一个灯泡正常发光时() 图9 A.电流表的示数为1 A B.电压表的示数约为6 V C.电路输出功率为4 W D.电源内阻为2 21
11、.含电容器电路的分析方法 例4如图10所示的电路中,R1、R2、R3是固定电阻,R4是 光敏电阻,其阻值随光照的强度增加而减小.当开关S闭 合且没有光照耀时,电容器C不带电.当用强光照耀R4且 电路稳定时,则与无光照耀时比较 () A.电容器C的上极板带正电 B.电容器C的下极板带正电 C.通过R4的电流变小,电源的路端电压增大 D.通过R4的电流变大,电源供应的总功率变小 方法提炼含电容器电路的分析方法 1.电路的简化:不分析电容器的充、放电过程时,把电容器处的电路视为断路,简化电路时可以去掉,求电荷量时再在相应位置处补上. 2.电路稳定时电容器的处理方法:电路稳定后,与电容器串联的电路中没
12、有电流,同支路的电阻相当于导线,即电阻不起降低电压的作用,但电容器两端可能出现电势差. 3.电压改变带来的电容器的改变:电路中电流、电压的改变可能会引起电容器的充、放电.若电容器两端电压上升,电容器将充电;若电压降低,电容器将通过与它连接的电路放电. 4.含电容器电路的处理方法:假如电容器与电源并联,且电路中有电流通过,则电容器两端的电压不是电源电动势E,而是路端电压U. 跟踪训练4如图11所示的电路中,电源的电动势为E、内电阻为 r,闭合开关S,待电流达到稳定后,电流表示数为I,电压表示 数为U,电容器C所带电荷量为Q.将滑动变阻器的滑动触头P 从图示位置向a端移动一些,待电流达到稳定后,则
13、与P移动 前相比 () A.U变小 B.I变小 C.Q不变 D.Q减小 A组电路的动态分析 1.如图12所示,电源的电动势为E,内电阻为r,两电表均可看做是志向电表.闭合开关,使滑动变阻器的滑片由右端向左端滑动,在此过程中 () 图12 A.小灯泡L1、L2均变暗 B.小灯泡L1变暗,L2变亮 C.电流表A的读数变小,电压表V的读数变大 D.电流表A的读数变大,电压表V的读数变小 2.如图13所示,图中的四个电表均为志向电表,当滑动变阻 器滑片P向右端移动时,下面说法中正确的是 () A.电压表V1的读数减小,电流表A1的读数增大 B.电压表V1的读数增大,电流表A1的读数减小 C.电压表V2
14、的读数减小,电流表A2的读数增大 D.电压表V2的读数增大,电流表A2的读数减小 B组闭合电路中电功率的分析与计算 3.某同学将始终流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的 发热功率Pr随电流I改变的图线画在同一坐标系内,如图14 所示,依据图线可知 () A.反映Pr改变的图线是c B.电源电动势为8 V C.电源内阻为2 D.当电流为0.5 A时,外电路的电阻为6 4.一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U,额定电流为I,线圈电阻为R,将它接在电动势为E,内阻为r的直流电源的两极间,电动机恰好能正常工作,则 () A.电动机消耗的总功率为UI B.电动机消耗的热功率为U2R C.电源
15、的输出功率为EI D.电源的效率为1-IrE C组含电容器电路的分析与计算 5.如图15所示,电源两端电压为U=10 V保持不变,R1=4.0 ,R2 =6.0 ,C1=C2=30 F.先闭合开关S,待电路稳定后,再将S断 开,则S断开后,通过R1的电荷量为 () A.4.210-4 C B.1.210-4 C C.4.810-4 C D.3.010-4 C 6.如图16所示,两个相同的平行板电容器C1、C2用导线相连,开 始都不带电.现将开关S闭合给两个电容器充电,待充电平衡 后,电容器C1两板间有一带电微粒恰好处于平衡状态.再将开关S断 开,把电容器C2两板稍错开一些(两板间距离保持不变)
16、,重新平衡后,下列推断正确的是 () A.电容器C1两板间电压减小 B.电容器C2两板间电压增大 C.带电微粒将加速上升 D.电容器C1所带电荷量增大 D组U-I图象的理解与应用 7.如图17所示为两电源的U-I图象,则下列说法正确的是 () A.电源的电动势和内阻均比电源大 B.当外接同样的电阻时,两电源的输出功率可能相等 C.当外接同样的电阻时,两电源的效率可能相等 D.不论外接多大的相同电阻,电源的输出功率总比电源的输出功率大 8.如图18所示是某直流电路中电压随电流改变的图象,其中a、 b分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流改变的状况,下 列说法正确的是 () A.阴影部分的面积表示
17、电源输出功率 B.阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率 C.当满意=时,电源效率最高 D.当满意=时,电源效率小于50% 课时规范训练 (限时:30分钟) 1.下列关于电源电动势的说法中正确的是 () A.在某电源的电路中,每通过2 C的电荷量,电源供应的电能是4 J,那么这个电源的电动势是0.5 V B.电源的路端电压增大时,其电源的电动势肯定也增大 C.无论内电压和外电压如何改变,其电源的电动势肯定不变 D.电源的电动势越大,电源所能供应的电能就越多 2.两个相同的电阻R,当它们串联后接在电动势为E的电源上,通过一个电阻的电流为I;若将它们并联后仍接在该电源上,通过一个电阻的电流仍为I
18、,则电源的内阻为 () A.4R B.R C.R2 D.无法计算 3.将三个不同的电源的U-I图线画在同一坐标中,如图1所示, 其中1和2平行,它们的电动势分别为E1、E2、E3,它们的内 阻分别为r1、r2、r3,则下列关系正确的是 () A.r1=r2r2r3 C.E1E2=E3 D.E1=E2 4.在纯电阻电路中,当用一个固定的电源(设E、r是定值)向变 化的外电阻供电时,关于电源的输出功率P随外电阻R改变 的规律如图2所示,则 () A.当R=r时,电源有最大的输出功率 B.当R=r时,电源的效率=50% C.电源的功率P随外电阻R的增大而增大 D.电源的效率随外电阻R的增大而增大 5
19、.(2022?上海单科?5)在如图3所示的闭合电路中,当滑片P向右移动时,两电表读数的改变是 () A. 变大, 变大 B. 变小, 变大 C. 变大, 变小 D. 变小, 变小 6.(2022?安徽?18)如图4所示,M、N是平行板电容器的两个极板, R0为定值电阻,R1、R2为可调电阻,用绝缘细线将质量为m、带 正电的小球悬于电容器内部.闭合开关S,小球静止时受到悬线 的拉力为F.调整R1、R2,关于F的大小推断正确的是 () A.保持R1不变,缓慢增大R2时,F将变大 B.保持R1不变,缓慢增大R2时,F将变小 C.保持R2不变,缓慢增大R1时,F将变大 D.保持R2不变,缓慢增大R1时
20、,F将变小 7. (2022?上海单科?12)如图5所示电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑 动触头P从最高端向下滑动时, () A.电压表V读数先变大后变小,电流表A读数变大 B.电压表V读数先变小后变大,电流表A读数变小 C.电压表V读数先变大后变小,电流表A读数先变小后变大 D.电压表V读数先变小后变大,电流表A读数先变大后变小 8.如图6所示,电源的电动势和内阻分别为E、r,在滑动变阻器的 滑片P由a向b移动的过程中,下列各物理量改变状况为() A.电流表的读数始终减小 B.R0的功领先减小后增大 C.电源输出功领先增大后减小 D.电压表的读数先增大后减小 9.如图7甲所示是一火警报警
21、器的部分电路示意图,其中R2为半导体热敏材料制成的传感器,电阻R2随温度t改变的图线如图乙所示.电流表为值班室的显示器.a、b之间接报警器,当传感器R2所在处出现火情时,显示器的电流I和报警器两端的电压U的改变状况是 () 图7 A.I变大,U变大 B.I变大,U变小 C.I变小,U变大 D.I变小,U变小 10.在电学探究试验课中,某组同学在试验室利用如图8甲所示的电路图连接好电路,并用于测定定值电阻R0,电源的电动势E和内电阻r.调整滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时,一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据,另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据.依据所得数据描绘了如图乙
22、所示的两条U-I直线.则有 () 甲乙 图8 A.图象中的图线乙是电压表V1的测量值所对应的图线 B.由图象可以得出电源电动势和内阻分别是E=1.50 V,r=1.0 C.图象中两直线的交点表示定值电阻R0上消耗的功率为0.75 W D.图象中两直线的交点表示在本电路中该电源的效率达到最大值 复习讲义 基础再现 一、 基础导引(1)(2)(3)(4) 学问梳理1.其它形式电势能2.Wq3.把其它形式的能转化成电势能4.标 二、 基础导引AC 学问梳理(1)正比反比(2)ER+rU外+U内(3)减小增大增大减小Er(4)减小电动势E短路电流Im内阻r 思索:不变.斜率的肯定值仍表示电源内阻. 课
23、堂探究 例1A 跟踪训练1D 例2(1)1 A4 V(2)6 V2 (3)0.5 A 跟踪训练2A 例3ACD 跟踪训练3CD 例4B 跟踪训练4B 分组训练 1.BD 2.AD 3.ACD 4.AD 5.A 6.BCD 7.AD 8.A 课时规范训练 1.C 2.B 3.AC 4.ABD 5.B 6.B 7.A 8.BD 9.D 10.B 闭合电路欧姆定律 4.1闭合电路欧姆定律一、考点聚焦1、知道电源电动势和内电阻的概念2、驾驭闭合电路欧姆定律、路端电压和电路电流的改变规律3、能利用闭合电路欧姆定律分析动态电路。二、学问扫描1电动势物理意义:反映不同电源把其他形式能转化为电能本事的物理量大
24、小:等于电路中通过1C电量时电源所供应的电能的数值,也等于内外电路上电势着陆之和即_2闭合电路欧姆定律内容:闭合电路中的电流强度跟电源电动势成正比,跟内外电路中电阻之和成反比公式:_路端电压:电路两端的电压,即电源的输出电压即_总电流I和路端电压U随外电阻R的改变规律:_,由此可知:当R时,I减小;U增大(电源E和r肯定);当R=_(即断路时),I=0,U=E当R减小时,I增大,U减小;当R=_(即短路),I=_3闭合电路中的输出功率电源总功率:P总=EI,指_输出功率P出=UI,指_电源的供电效率=P出/P总,它随外电阻的改变关系是_当R=r时,电源输出功率最大,此时电源供电效率为_三、好题
25、精析例1如图所示,电源电动势为E,内阻为r,R1和R2为定值电阻,在滑线变阻器R的滑片P从下端a滑到上端b的过程中,电阻R1上消耗的功率()A.肯定渐渐减小B.有可能渐渐减小C.有可能先变小,后变大D.肯定先变小后变大例2如图所示电路中,电源有内阻,R1=2.8,R2=1.8。当开关S接到位置1时,电压表示数5.6V;当开关S接到位置2时,电压表示数的可能值为()A.5.6VB.5.4VC.3.0VD.3.6V例3两个定值电阻,把它们串联起来,等效电阻为4,把它们并联起来,等效电阻是1,求:(1)这两个电阻的阻值各为多大?(2)假如把这两个电阻串联后接入一个电动势为E,内电阻为r的电源两极间,
26、两电阻消耗的总功率等于;假如把这两个电阻并联后接入同一个电源的两极间,两电阻消耗的总功率等于,若要求,且,求满意这一要求的是E和r的全部值。例4一个允许通过最大电流为2A的电源和一个变阻器接成如图(甲)所示电路,变阻器的最大阻值为Rm=22,电源路端电压U随外电阻改变规律如图所示,图中U=12V的直线为图线的渐近线,试求(1)电源的电动势和内电阻(2)A、B空载时的输出电压范围(3)A、B两端所接负载的最小电阻例5如图所示电路:电源电动势E6.3V,内阻r=0.5,负载电阻,滑动变阻器的最大阻值,当变阻器的滑片从左端A移动到右端B时,求电路中电流表的读数范围. 四、实力突破1如图所示,滑动变阻
27、器的滑动触头置于其正中心,闭合电键K以后,M、N、P三灯的亮度相同,今将电阻器的滑动触头渐渐向左移动一些,则三灯的亮度从亮到暗的排列依次为()AM、N、PBM、P、NCP、M、NDN、M、P2如图所示,当R1的滑片由左向右滑动时,电压表V1和V2的读数增量分别为U1和U2,则()AU1U2BU1=U2CU1U2DU10,U203.下图所示的U-I图线中,I是电源的路端电压随电流的改变图线,是某电阻的伏安特性图线,当该电源向该电阻供电时,电阻上消耗的功率和电源的效率分别为:()A4W和33%B2W和67%C2W和33%D4W和67%4如图所示,E12V,r=4,当R=_时,R上消耗的功率最大,最
28、大值是_W;当R=_时,上消耗的功率最大,最大值是_W。 参考答案二、学问扫描1E=U内+U外2E=I(R+r)U外U=E-Ir增加0E/r3其它形式的能转化为电能的功率电源供应给外电路的功率电阻增大,效率增大50%三、好题精析例1C例2B例322略例412V20U11V4例52.1A3A四、实力突破1C2CD3.D4.61.508 4.1闭合电路欧姆定律 4.1闭合电路欧姆定律教学目标(一)学问目标1、知道电动势的定义2、理解闭合电路欧姆定律的公式,理解各物理量及公式的物理意义,并能娴熟地用来解决有关的电路问题3、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,电源的电动势等于内、外电路
29、上电势着陆之和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6、理解闭合电路中能量转化的状况(二)实力目标1、培育学生分析解决问题实力,会用闭合电路欧姆定律分析外电压随外电阻改变的规律2、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3、通过用公式、图像分析外电压随外电阻变更规律,培育学生用多种方式分析问题实力(三)情感目标1、通过外电阻变更引起电流、电压的改变,树立学生普遍联系观点2、通过分析外电压改变缘由,了解内因与外因关系3、通过对闭合电路的分析计算,培
30、育学生能量守恒思想4、知道用能量的观点说明电动势的意义教学建议1、电源电动势的概念在中学是个难点,是驾驭闭合电路欧姆定律的关键和基础,在处理电动势的概念时,可以依据教材,采纳不同的讲法从理论上分析电源中非静电力做功从电源的负极将正电荷运输到正极,克服电场力做功,非静电力搬运电荷在两极之间产生电势差的大小,反映了电源做功的本事,由此引出电动势的概念;也可以按本书实行探讨闭合电路中电势升降的方法,给出电动势等于内、外电路上电势着陆之和的结论教学中不要求论证这个结论教材中给出一个比方(儿童滑梯),帮助学生接受这个结论须要强调的是电源的电动势反映的电源做功的实力,它与外电路无关,是由电源本生的特性确定
31、的电动势是标量,没有方向,这要给学生说明,假如学生程度较好,可以向学生说明,做为电源,由正负极之分,在电源内部,电流从负极流向正极,为了说明问题便利,也给电动势一个方向,人们规定电源电动势的方向为内电路的电流方向,即从负极指向正极2、路端电压与电流(或外电阻)的关系,是一个难点希望作好演示试验,使学生有明确的感性相识,然后用公式加以说明路端电压与电流的关系图线,可以直观地表示出路端电压与电流的关系,务必使学生熟识这个图线学生应当知道,断路时的路端电压等于电源的电动势因此,用电压表测出断路时的路端电压就可以得到电源的电动势在考虑电压表的内阻时,希望通过第五节的“思索与探讨”,让学生自己解决这个问
32、题 3、最终讲解并描述闭合电路中的功率,得出公式,要从能量转化的观点说明,公式左方的表示单位时间内电源供应的电能理解了这一点,就简单理解上式的意义:电源供应的电能,一部分消耗在内阻上,其余部分输出到外电路中教学设计方案闭合电路的欧姆定律一、教学目标1、在物理学问方面的要求:(1)巩固产生恒定电流的条件;(2)知道电动势是表征电源特性的物理量,它在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压(3)明确在闭合回路中电动势等于电路上内、外电压之和(4)驾驭闭合电路的欧姆定律,理解各物理量及公式的物理意义(5)驾驭路端电压、输出功率、电源效率随外电阻改变的规律2、在物理方法上的要求:(1)通过电动势等于电
33、路上内、外电压之和的教学,使学生学会运用试验探究物理规律的方法(2)从能量和能量转化的角度理解电动势的物理意义(3)通过对路端电压、输出功率、电源效率随外电阻改变的规律的探讨培育学生的推理实力(4)通过用公式、图像分析外电压随外电阻变更规律,培育学生用多种方式分析二、重点、难点分析1、重点:(1)电动势是表示电源特性的物理量(2)闭合电路欧姆定律的内容;(3)应用定律探讨路端电压、输出功率、电源效率随外电阻改变的规律2、难点:(1)闭合回路中电源电动势等于电路上内、外电压之和(2)短路、断路特征(3)应用闭合电路欧姆定律探讨电路中的路端电压、电流强度随外电阻改变的关系三、教学过程设计引入新课:
34、老师:同学们都知道,电荷的定向移动形成电流那么,导体中形成电流的条件是什么呢?(学生答:导体两端有电势差)演示:将小灯泡接在充溢电的电容器两端,会看到什么现象?(小灯泡闪亮一下就熄灭)为什么会出现这种现象呢?分析:当电容器充完电后,其上下两极板分别带上正负电荷,如图1所示,两板间形成电势差当用导线把小灯泡和电容器两极板连通后,电子就在电场力的作用下通过导线产生定向移动而形成电流,但这是一瞬间的电流因为两极板上正负电荷渐渐中和而削减,两极板间电势差也渐渐削减为零,所以电流减小为零,因此只有电场力的作用是不能形成持续电流的老师:为了形成持续的电源,必需有一种本质上完全不同于静电性的力,能够不断地分
35、别正负电荷来补充两极板上削减的电荷这才能使两极板保持恒定的电势差,从而在导线中维持恒定的电流,能够供应这种非静电力的装置叫电源电源在维持恒定电流时,电源中的非静电力将不断做功,从而把已经流到低电势处的正电荷不断地送回到高电势处使它的电势能增加板书:1、电源:电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置它并不创建能量,也不创建电荷例如:干电池是把化学能转化为电能,发电机是把机械能、核能等转化为电能的装置老师:电源能够不断地把其他形式的能量转变为电能,并且能够供应恒定的电压,那么不同的电源,两极间的电压相同吗?展示各种干电池(1号、2号、5号、7号),请几个同学视察电池上面写的规格,发觉尽
36、管电池的型号不同,但是都标有“1.5V”字样我们把示教电压表干脆接在干电池的两端进行测量,发觉结果的确是1.5V讲台上还摆放有手摇发电机、蓄电池、纽扣电池,它们两端的电压是否也是1.5V呢?(学生回答:不是)那么如何知道它们两端的电压呢?(学生:用电压表干脆测量)结论:电源两极间的电压完全由电源本身的性质(如材料、工作方式等)确定,同种电池用电压表测量其两极间的电压是相同的,不同种类的电池用电压表测量其两极间的电压是不同的为了表示电源本身的这种特性,物理学中引入了电动势的概念板书:2、电源电动势老师:从上面的演示和分析可知,电源的电动势在数值上等于电源未接入电路时两极间的电压板书:电源的电动势
37、在数值上等于电源没有接入电路时其两极间的电压例如,各种型号的干电池的电动势都是1.5V那么把一节1号电池接入电路中,它两极间的电压是否还是1.5V呢?用示教板演示,电路如图所示,结论:开关闭合前,电压表示数是1.5V,开关闭合后,电压表示数变为1.4V试验表明,电路中有了电流后,电源两极间的电压削减了老师:上面的试验中,开关闭合后,电源两极间的电压降为1.4V,那么削减的电压哪去了呢?用投影仪展示试验电路,介绍闭合电路可分为内、外电路两部分,电源内部的叫内电路,电源外部的叫外电路接在电源外电路两端的电压表测得的电压叫外电压在电源内部电极旁边的探针A、B上连接的电压表测得的电压叫内电压我们现在就
38、通过试验来探讨闭合电路中电动势和内、外电压之间的关系板书:3、内电压和外电压老师:向学生介绍试验装置及电路连接方法,重点说明内电压的测量试验中接通电键,移动滑动变阻器的滑动头使其阻值减小,由两个电压表读出若干组内、外电压和的值再断开电键,由电压表测出电动势分析试验结果可以发觉什么规律呢?学生:在误差许可的范围内,内、外电压之和等于电源电动势板书:在闭合电路中,电源的电动势等于内、外电压之和,即下面我们来分析在整个电路中电压、电流、电阻之间的关系老师:我们来做一个试验,电路图如图所示视察电键S先后接通1和2时小灯泡的亮度结论:把开关拨到2后,发觉小灯泡的亮度比刚才接3V的电源时还稍暗些怎么说明这
39、个试验现象呢?这就要用到我们将要学习的内容闭合电路的欧姆定律板书:闭合电路的欧姆定律老师:在图1所示电路图中,设电流为,依据欧姆定律,那么,电流强度,这就是闭合电路的欧姆定律板书:4、闭合电路的欧姆定律的内容:闭合电路中的电流强度和电源电动势成正比,和电路的内外电阻之和成反比表达式为同学们从这个表达式可以看出,在电源恒定时,电路中的电流强度随电路的外电阻改变而改变;当外电路中的电阻是定值电阻时,电路中的电流强度和电源有关老师:同学们能否用闭合电路的欧姆定律来说明上一个试验现象呢?学生:9V的电源假如内电阻很大,由闭合电路的欧姆定律可知,用它做电源,电路中的电流I可能较小;而电动势3V的电源内阻
40、假如很小,电路中的电流可能比大,用这两个电源分别给相同的小灯泡供电,灯泡的亮度取决于,那么就出现了刚才的试验现象了老师:很好一般电源的电动势和内电阻在短时间内可以认为是不变的那么外电阻的改变,就会引起电路中电流的改变,继而引起路端电压、输出功率、电源效率等的改变几个重要推论(1)路端电压随外电阻改变的规律板书:5几个重要推论(l)路端电压随外电阻改变的规律演示试验,图3所示电路,4节1号电池和1个10的定值电阻串联组成电源(因为通常电源内阻很小,的改变也很小,现象不明显)移动滑动变阻器的滑动片,视察电流表和电压表的示数是如何随改变?老师:从试验动身,随着电阻的增大,电流渐渐减小,路端电压渐渐增
41、大大家能用闭合电路的欧姆定律来说明这个试验现象吗?学生:因为变大,闭合电路的总电阻增大,依据闭合电路的欧姆定律,电路中的总电流减小,又因为,则路端电压增大老师:正确我们得出结论,路端电压随外电阻增大而增大,随外电阻减小而减小一般认为电动势和内电阻在短时间内是不变的,初中我们认为电路两端电压是不变的,应当是有条件的,当无穷大时,0,外电路可视为断路,0,依据,则,即当外电路断开时,用电压表干脆测量电源两极电压,数值等于电源的电动势;当减小为0时,电路可视为短路,为短路电流,路端电压板书5:路端电压随外电阻增大而增大,随外电阻减小而减小断路时,0,;短路时,电路的路端电压与电流的关系可以用图像表示如下(2)电源的输出功率随外电阻改变的规律老师:在纯电阻电路中,当用一个固定的电源(设、r是定值)向改变的外电阻供电时,输出的功率,又因为,所以,当时,电源有最大的输出功率我们可以画出输出功率随外电阻改变的图线,如图所示板书6:在纯电阻电路中,当用一个固定的电源(即、是定值)向改变的外电阻供电时,输出的功率有最大值老师:当输出功率最大时,电源的效率是否也最大呢?板书7:电源的效率随外电阻改变的规律老师:在电路中电源的总功率为,输出的功率为,内电路损耗的功率为,则电源的效率为,当变大
限制150内