2022年第七节闭合电路的欧姆定律公开课教案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第七节 闭合电路的欧姆定律一、教学目标 学问与技能：（1）知道电动势的概念,知道电源的电动势等于外电压和内电压之和（2）懂得闭合电路欧姆定律及其公式,并能娴熟地解决有关的电路问题 过程与方法：（1）通过详细试验,感悟探究物理规律的科学思路和方法（2）通过电路问题的分析,感悟规律推理的方法 情感、态度、价值观：通过教学示范作用,培育同学试验探究和科学推理的物理思维品质,由此进 一步熟悉物理思维方法； 通过才能训练, 培育同学制造性学习的思维品质,能够 变换、创设问题,从中理性地体会物理思维方法；二、 教学重难点 教学重点：（1）

2、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：路端电压与电流（或外电阻）的关系 三、课时支配： 两个课时四、教学方法 演示试验法、启示式法、讲练结合式 五、教学过程 试验导入 ：前面我们已经学习了恒定电流的相关学问,知道要形成稳固的电流导体两 端必需要有稳固的电压；那么这里是谁在供应稳固的电压；生：电源；师：很好,是电源给电路供应稳固的电压,我们始终认为电源两端的电压是不变的,我们来看这样一个电路,刚开头开关没闭合,将电压表直接接在电源两端,观看电压表上的示数,然后闭合开关,小灯泡发光,再观看电压表上的示数,我 们发觉两次结果不一样, 其次次电压变小了,

3、这跟我们中学的熟悉不一样,为什 么会显现这样的结果呢？那么仍有一部分电压跑到哪里去了呢？这就是我们今 天要学习的内容,闭合电路的欧姆定律；新课教学： 我们说,要讨论这个问题,我们就需要明白电路的结构；我们把由用 电器,导线,电源,开关构成的电路叫做闭合电路,也叫全电路,把用电器,导 线,开关叫做闭合电路的外电路,把电源的内部叫做闭合电路的内电路；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 外电路学习必备 R 欢迎下载I S 内电路A B E r 闭合电路当我们连接好电路以后, 闭合开关,电路中就将形成电流, 用电器开头工作,那

4、么这个时候电路中电流的方向是什么样的？生：在外电路中从正极流向负极,在内电路中,从负极流向正极；师：很好,那沿着电流方向,电势又是如何变化的呢？同学可能会这样回答： 在外电路中静电力将正电荷从正极移向负极,所以沿 着电流方向电势在降低, 在内电路中非静电力将正电荷从负极移向正极,沿着电 流方向电势在上升；这时老师适当提示： 在外电路中是这样的, 那在内电路中, 电势始终在上升 吗？除了非静电力仍有什么？我们说对于电池来讲, 由于只在它的两端存在化学反应层,有非静电力, 在 电池内部仍有静电力,所以电池的内部电势除了上升,也有一部分的降低；我们知道,在电势降低和上升的过程中实际上相伴着能量的转化

5、,接下来,让我们从能量的角度来分析一下这个过程中的能量是怎么转化的；在外电路中,静电力做功,将电能转化为其他形式的能,在内电路中非静电 力做功,将化学能转化为电能, ,但是由于静电力的存在,仍是有一部分的电能 转化为其他形式的能；那么这些能量之间详细是怎么转化的呢？第一,在外电路中,静电力做功将电能转化为其他形式的能,W=U I t 在内电路中, 非静电力做功将化学能转化为电能,非静电力做功是, W 非=EIt那么在电池内部静电力做功将电能转化为其他形式的能,主要是什么能？同学摸索：主要是电池上的发热,所以是内能；师：很好,那产生的内能是多少,怎么表示？生：依据焦耳定律,内能的表达式 Q=I

6、2rt 既然我们已经知道了能量的详细数值,那么各部分能量之间是什么样的关系？依据能量守恒定律, 非静电力做功应当等于内外电路中电能转化为其他形式的能 的总和；所以 W非= W+ Q 即： EIt = U I t + I 2rt 化简后的： E = U + I r 名师归纳总结 U 表示外电压,用U外表示U内表示,所以第 2 页,共 5 页I r 实际上是电池内部分得的内电压,用- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载E = U 外+ U 内从这个式子上我们可以得出, 电源的电动势应当等于内外 电路电势降落之和 为了让大家更简单懂得, 我们特

7、意把整个闭合电路简化成 这样一个模型, AB 代表外电路, BCDA 代表内电路,在 外电路电势降低,在内电路中,在电池的两端电势上升,在中间电势仍有一部分降低； 但整个过程, 上升的等于降 低的；刚刚我们讲的是一个一般电路,大家想, 假如这是一个纯电阻电路的话,各部分能量又该怎么表示？比如以这样一个电路来讲,R I E r S 在外电路中,电源的电能全部转化为内能,经过一段时间 t ,电阻 R 会发热,产生内能,产生的内能为：Q 外= I2Rt同样,内电路中也产生了一部分内能,产生的内能为：Q 内= I 2rt而在电源内部, 非静电力做功, 将其他形式的能转化为电能,非静电力做功为：W =

8、Eq =EIt依据能量守恒定律, 非静电力做的功数值上等于内外电路中电能转化为其他形式 的能的总和；即： W = Q 外 + Q 内EIt = I2Rt + I2rt . 整理后得到：E = IR + Ir将它变形一下就得到了 闭合电路中电流的表达式：I = E/ （R+r）可见,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表达式跟我们前面讲到的欧姆定律的表达式很相像,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比；I = U/R ,它分析的是导体两端,只是闭合电路中的一部分, 我们也把它叫做部分电路的欧姆定律,所以对于闭合电路中的电流与电动势以及内外电路中电

9、阻的这个关系,路的欧姆定律；我们就把它叫做 闭合电名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载学到这里,大家能不能说明一下, 我们刚刚做的试验中为什么电压表的示数 会变小？（由于当电路断开时,直接接电压表,测得是电源的电动势,当接通 电路以后电路中形成电流, 电压表测得就是外电压了, 我们也把它叫做路端电压,这时,由于电源上的内阻要分得一部分电压,所以路端电压会变小；）接下来我们做道例题来巩固一下：练习 1、 如下列图电路,电源电动势为1.5V,内阻为 0.1,外电路的电阻为 R 1.4,求电路中的电流和路端

10、电压；解：由闭合电路欧姆定律得：I = E/（R+r）= 1.5/1.4+0.1 = 1 A 路端电压为： U = IR = 1.4 V E r S 接下来,大家再来看这样一个试验, 当我滑动滑动变阻器时, 转变了电路中 的电阻,路端电压是怎么变的？通过观看,请同学回答：电阻变大,路端电压变大,电阻变小,路端电压变 小；那么路端电压与外电路中的负载之间究竟是什么样的详细关系呢？依据前面的学习, U = E I r 而I = E/ （R+r）所以 当 R 增大时, I 减小,依据U = E I r 路端电压增大,当 R = , I = 0, 路端电压 U = E 当 R 减小时, I 增大,依据

11、 U = E I r 路端电压减小；当 R = 0, I=E/r ,路端电压 U = 0 但是我们说呀, 利用电压表直接测电源电动势,这个始终是一个大致的测量,大家摸索这样一个问题,假如一节电池用久了以后,电动势和内阻都会发生变化,那么利用什么方法可以比较精确的测量出电源的电动势和内阻呢？同学摸索,老师辅导并展现同学的各种方法；得A R 最终总结出利用试验, 描点画图,依据 U = E I r 出电动势和内阻；E V S 最终大家帮我写出路端电压与电流的关系式,并画r 出 U-I 图像,看一看,通过这个图像中,你能获到哪些信息？是一条倾斜的直线 U/V E 名师归纳总结 U =E- Ir第 4

12、 页,共 5 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备通过图像我们可以得到： 纵坐标截距表示电路断路时的路端电压欢迎下载U = E 利用这种方法来测量电源的电动势； 横坐标截距表示电路短路时的电流 IoE/r 由于这种情形下,电源的内阻比较小,所以电路中的 电流特别大,很简单把电源烧坏,引起火灾,所以绝 不答应将电源两端用导线直接连起来； 该直线斜率的肯定值等于电源的内阻 r = U / I 电源内阻越大,图线倾斜得越厉害；接下来我们来看一道例题例题：如下列图,R1=14,R2 = 9 ；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： 依据闭合电路的欧姆定律,题述的两种情形可列以下两个方程E = I1R1+I1r E = 3V E R A E = I2R2+I2r Rr 消去 E ,解出 r , 得 r = 1再代入 E = I1R1+I1r 中 ,得今日的课就上到这里,下课；六：小结一下七：布置作业名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 5 页