物理：27《闭合电路欧姆定律》课件(新人教版选修31)

1、教学目标教学目标 （一）知识与技能（一）知识与技能 1、能够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和图线表达，并能用来分析、计算有关问题。 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、熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题。 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（二）过程与方法 1、通过演示路端电压与负载的关系实验，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、通过利用闭合电路

2、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（三）情感、态度与价值观 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。 重点：重点：1、推导闭合电路欧姆定律，应用定律进行有关讨论。 2、路端电压与负载的关系 难点：难点：路端电压与负载的关系 教具：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 2.7 2.7 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律（第一课时）（第一课时）ErSRAB闭合电路闭合电路外电路外电路内电路内电路I一、提出问题一、提出问题IRU一、提出问题一、提出问题闭合电

3、路闭合电路内电路内电路ErSRAB外电路外电路I一、提出问题二、建立模型二、建立模型 问问2：如图，：如图，R与与r有何有何电路连接关系？流过二电路连接关系？流过二者电流大小有何关系？者电流大小有何关系？ 问问1：电源在电路中起何：电源在电路中起何作用？描述电源性能有作用？描述电源性能有哪些重要参数？有何物哪些重要参数？有何物理意义？理意义？IErSRABI 问问3：闭合电路中电势如何变化？：闭合电路中电势如何变化？二、建立模型二、建立模型ABCDRE , r化学反化学反应层应层ABCDRE , rABR二、建立模型二、建立模型 思考：我们可以选择思考：我们可以选择从哪个角度入手更方从哪个角度

4、入手更方便研究闭合电路中电便研究闭合电路中电流流I与哪些因素有关？与哪些因素有关？三、解决问题三、解决问题IErSRABI 研究问题切入的角度：研究问题切入的角度： 功与能的关系功与能的关系 情景设置：如图，外电路有情景设置：如图，外电路有一电阻一电阻R，电源为一节干电，电源为一节干电池，内阻为池，内阻为r，电动势为，电动势为E。三、解决问题三、解决问题 思考与讨论：思考与讨论： 1：闭合开关：闭合开关S后，电路后，电路电流为电流为I，则在，则在t时间内，时间内，电源内部非静电力做了多电源内部非静电力做了多少功？能量如何转化？其少功？能量如何转化？其电势如何变化？电势如何变化？IErSRABI

5、 情景设置：如图，外电路有情景设置：如图，外电路有一电阻一电阻R，电源为一节干电，电源为一节干电池，内阻为池，内阻为r，电动势为，电动势为E。三、解决问题三、解决问题 思考与讨论：思考与讨论： 2：那这些电能又在哪些：那这些电能又在哪些地方发生了能量转化？地方发生了能量转化？IErSRABI 情景设置：如图，外电路有情景设置：如图，外电路有一电阻一电阻R，电源为一节干电，电源为一节干电池，内阻为池，内阻为r，电动势为，电动势为E。三、解决问题三、解决问题 思考与讨论：思考与讨论： 3：在外电路中，正电荷在：在外电路中，正电荷在恒定电场作用下，从正极恒定电场作用下，从正极向负极移动的方向就是电向

6、负极移动的方向就是电流的方向，那么流的方向，那么t 时间时间内静电力对其做了多少功？能量如何转化？内静电力对其做了多少功？能量如何转化？IErSRABIU 情景设置：如图，外电路有情景设置：如图，外电路有一电阻一电阻R，电源为一节干电，电源为一节干电池，内阻为池，内阻为r，电动势为，电动势为E。三、解决问题三、解决问题 思考与讨论：思考与讨论： 4：若外电路为纯电阻电：若外电路为纯电阻电路，电阻为路，电阻为R,则电流在则电流在t t时间内做功将全部转化为时间内做功将全部转化为哪种形式的能量？转化了哪种形式的能量？转化了多少？多少？IErSRABI 情景设置：如图，外电路有情景设置：如图，外电路

7、有一电阻一电阻R，电源为一节干电，电源为一节干电池，内阻为池，内阻为r，电动势为，电动势为E。三、解决问题三、解决问题 思考与讨论：思考与讨论： 5：是否全部的电能都在：是否全部的电能都在外电路发生了能量转化？外电路发生了能量转化？为什么？为什么？IErSRABI 情景设置：如图，外电路有情景设置：如图，外电路有一电阻一电阻R，电源为一节干电，电源为一节干电池，内阻为池，内阻为r，电动势为，电动势为E。三、解决问题三、解决问题 思考与讨论：思考与讨论： 6：电流在通过内电路时，：电流在通过内电路时，由于电源有内阻，电荷会由于电源有内阻，电荷会与离子发生撞击，受到阻与离子发生撞击，受到阻碍作用，

8、所以在此有碍作用，所以在此有 电能转化成内能。若在电能转化成内能。若在t t 时间内在电时间内在电源内部电流做功产生了多少焦耳热？源内部电流做功产生了多少焦耳热？IErSRABI 情景设置：如图，外电路有情景设置：如图，外电路有一电阻一电阻R，电源为一节干电，电源为一节干电池，内阻为池，内阻为r，电动势为，电动势为E。三、解决问题三、解决问题 思考与讨论：思考与讨论： 7：WW非非=EIt=EIt，QQ外外和和QQ内内三者之间有何关系？为什三者之间有何关系？为什么么？ WW非非=EIt=Q=EIt=Q外外+Q+Q内内IErSRABI四、总结规律四、总结规律 1. W1. W非非=EIt=Q=E

9、It=Q外外+Q+Q内内 2. EIt=I2. EIt=I2 2Rt+IRt+I2 2rtrt 3. EI=I3. EI=I2 2R+IR+I2 2r r 4. E=IR+Ir4. E=IR+Ir 5. E=U5. E=U外外+U+U内内 6. I=E/(R+r)6. I=E/(R+r) 1、2、3三式反应了闭合电路中的什么三式反应了闭合电路中的什么规律？规律？能量守恒能量守恒根据能量守恒定律，非静电力做根据能量守恒定律，非静电力做的功应该等于内外电路中电能转的功应该等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和。化为其他形式的能的总和。四、总结规律四、总结规律 1. W1. W非非=EIt=Q=

10、EIt=Q外外+Q+Q内内 2. EIt=I2. EIt=I2 2Rt+IRt+I2 2rtrt 3. EI=I3. EI=I2 2R+IR+I2 2r r 4. E=IR+Ir4. E=IR+Ir 5. E=U5. E=U外外+U+U内内 6. I=E/(R+r)6. I=E/(R+r) 4、5二式反应了闭合电路中的什么规律？二式反应了闭合电路中的什么规律？能量守恒能量守恒ABCDRE , r（1 1）在）在外电路外电路中，中，沿电流方向电势沿电流方向电势降低。降低。（2 2）在）在内电路内电路中，中，一方面，存在内阻，一方面，存在内阻，沿电流方向电势也降沿电流方向电势也降低；另一方面，沿电

11、低；另一方面，沿电流方向存在电势流方向存在电势“跃跃升升”。四、总结规律四、总结规律 1. W1. W非非=EIt=Q=EIt=Q外外+Q+Q内内 2. EIt=I2. EIt=I2 2Rt+IRt+I2 2rtrt 3. EI=I3. EI=I2 2R+IR+I2 2r r 4. E=IR+Ir4. E=IR+Ir 5. E=U5. E=U外外+U+U内内 6. I=E/(R+r)6. I=E/(R+r) 4、5二式反应了闭合电路中的什么规律？二式反应了闭合电路中的什么规律？能量守恒能量守恒 外电路电势降低，内电路电势外电路电势降低，内电路电势“升中有降升中有降” 电动势等于内外电路电势降落

12、之和电动势等于内外电路电势降落之和四、总结规律四、总结规律 1. W1. W非非=EIt=Q=EIt=Q外外+Q+Q内内 2. EIt=I2. EIt=I2 2Rt+IRt+I2 2rtrt 3. EI=I3. EI=I2 2R+IR+I2 2r r 4. E=IR+Ir4. E=IR+Ir 5. E=U5. E=U外外+U+U内内 6. I=E/(R+r)6. I=E/(R+r) 6式反应了闭合电路中的什么规律？式反应了闭合电路中的什么规律？能量守恒能量守恒闭合电路欧姆定律：闭合闭合电路欧姆定律：闭合闭合电路中闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电

13、路的电阻之和成反比。外电路的电阻之和成反比。、表述：闭合电路中的电流跟电源的电动、表述：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势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比、对、对 rREIIrIRE 即rREI闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律说明：说明：IRU外 2 2、 是外电路上总的电势降落，习惯上叫是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端路端电压电压. .IrU内 3 3、 是内电路上的电势降落，习惯上叫是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压内电压. . E=U +UEIR Ir外内1 1、五、课堂练习五、课堂练习1、一个电源接、一个电源接8电阻时，通过电源的电阻时，通过

14、电源的电流为电流为0.15A, 接接13电阻时，电阻时， 通过电通过电源的电流为源的电流为0.10A, 求电源的电动势和求电源的电动势和内阻。内阻。五、课堂练习五、课堂练习2、小张买了一只袖珍小电筒，用的是两节、小张买了一只袖珍小电筒，用的是两节小的干电池。他取出电筒中的小灯泡，看小的干电池。他取出电筒中的小灯泡，看到上面表明到上面表明“2.2V 0.25A”字样。小张认字样。小张认为产品设计人员的意图是使小灯泡在这两为产品设计人员的意图是使小灯泡在这两节干电池的供电下正常发光。由此，他推节干电池的供电下正常发光。由此，他推算了产品设计者设定的每节干电池的内阻算了产品设计者设定的每节干电池的内

15、阻参数。如果小张判断是正确的，那么，所参数。如果小张判断是正确的，那么，所设定的每节干电池的内阻是多少？设定的每节干电池的内阻是多少？abcdab2 2bdacababcd3 3bdacababcd4 4ababbdca5 5bdca路端电压跟负载的关系路端电压跟负载的关系 观察观察: 当外电路电阻增大当外电路电阻增大（或减少）时，电流（或减少）时，电流怎样变化？路端电压怎样变化？路端电压如何变化？如何变化？E、rsR1AVR0一、实验演示一、实验演示R I UR I U 分析分析: 明确哪些物理量变化？明确哪些物理量变化？哪些物理量不变？哪些物理量不变？E、rsR1AVR0一、实验演示一、实

16、验演示路端电压路端电压: :IrEUrREI闭合电路闭合电路欧姆定律欧姆定律: :R R增大，增大，R R减小，减小，电流减小，电流减小， 路端电压增大路端电压增大电流增大，电流增大， 路端电压减小路端电压减小二、路端电压与负载的关系二、路端电压与负载的关系外电路两端的电压叫路端电压外电路两端的电压叫路端电压、如图电路：、如图电路：R R增大，增大，R R减小，减小，路端电压路端电压: :IrEU电流减小，电流减小， 路端电压增大路端电压增大电流增大，电流增大， 路端电压减小路端电压减小E、rsRAV二、路端电压与负载的关系二、路端电压与负载的关系外电路两端的电压叫路端电压外电路两端的电压叫路

17、端电压路端电压路端电压: :IrEU、两个特例：、两个特例：（2 2）外电路）外电路短路短路时时/00RIE rU端，0RIE 端，U（1 1）外电路）外电路断路断路时时E、rAVE、rAV断路时的路端电压等于电源电动势断路时的路端电压等于电源电动势二、路端电压与负载的关系二、路端电压与负载的关系 说一说说一说: 一些同学可能有这样的经验：傍晚用电一些同学可能有这样的经验：傍晚用电多的时候，在插上电炉、电热水壶等用多的时候，在插上电炉、电热水壶等用电多的电器时，灯光会变暗，拔掉后灯电多的电器时，灯光会变暗，拔掉后灯光马上又变亮起来。在一些供电质量不光马上又变亮起来。在一些供电质量不太好的地区更

18、为严重。尝试去解释一下太好的地区更为严重。尝试去解释一下这种现象。这种现象。二、路端电压与负载的关系二、路端电压与负载的关系 设置情景设置情景: 设电源的电动势设电源的电动势E=3V，内阻内阻r=2。请根据路。请根据路端电压与电流的关系端电压与电流的关系式式U=E-Ir，以，以U为纵坐为纵坐标，标，I为横坐标，做出为横坐标，做出U与与I关系的函数图像。关系的函数图像。U/VI I/ /O：1、外电路断开的状态对应于图中、外电路断开的状态对应于图中的哪一点？怎样看出这时路端电压的哪一点？怎样看出这时路端电压与电动势的关系？与电动势的关系？E=v二、路端电压与负载的关系二、路端电压与负载的关系 设

19、置情景设置情景: 设电源的电动势设电源的电动势E=3V，内阻内阻r=2。请根据路。请根据路端电压与电流的关系端电压与电流的关系式式U=E-Ir，以，以U为纵坐为纵坐标，标，I为横坐标，做出为横坐标，做出U与与I关系的函数图像。关系的函数图像。U/VI I/ /OE=v：2、电动势、电动势E的大小对图像有什么的大小对图像有什么影响？影响？在在纵轴纵轴上的上的截距截距表示电源的表示电源的电动势电动势E E 二、路端电压与负载的关系二、路端电压与负载的关系 设置情景设置情景: 设电源的电动势设电源的电动势E=3V，内阻内阻r=2。请根据路。请根据路端电压与电流的关系端电压与电流的关系式式U=E-Ir

20、，以，以U为纵坐为纵坐标标，I为横坐标为横坐标，做出，做出U与与I关系的函数图像。关系的函数图像。U/VI I/ /OE=vI I短短.：3、电源短路的状态对应于图中哪、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？一点？怎么样读出这时电流大小？rEI/短在在横轴横轴上的上的截距截距表示表示电源的电源的短路电流短路电流二、路端电压与负载的关系二、路端电压与负载的关系 设置情景设置情景: 设电源的电动势设电源的电动势E=3V，内阻内阻r=2。请根据路。请根据路端电压与电流的关系端电压与电流的关系式式U=E-Ir，以，以U为纵坐为纵坐标标，I为横坐标为横坐标，做出，做出U与与I关系的函数

21、图像。关系的函数图像。U/VI I/ /OE=vI I短短.：4、r的大小对图像有什么影响的大小对图像有什么影响图象图象斜率斜率的绝对值表示电源的的绝对值表示电源的内阻内阻，内阻越大，图线倾斜得，内阻越大，图线倾斜得越厉害越厉害、电源的外特性曲线、电源的外特性曲线 路端电压路端电压U U随电流随电流I I变化的图象变化的图象 (1)(1)图象的函数表达图象的函数表达 IrEUrEI/短在在横轴横轴上的上的截距截距表示电源的表示电源的短路电流短路电流图象图象斜率斜率的绝对值表示电源的的绝对值表示电源的内阻内阻，内阻越大，内阻越大，图线倾斜得越厉害图线倾斜得越厉害在在纵轴纵轴上的上的截距截距表示电

22、源表示电源的的电动势电动势E E (2)(2)图象的物理意义图象的物理意义UIOEI短二、路端电压与负载的关系二、路端电压与负载的关系1 1、在如图所示电动势为、在如图所示电动势为V V的电源的电源跟一个阻值跟一个阻值R=9R=9的电阻接成闭的电阻接成闭合电路合电路, ,测得电源两端电压为测得电源两端电压为1.8V1.8V, ,求电源的内电阻求电源的内电阻. .E、rRV三、课堂练习三、课堂练习2 2、如图，、如图，1 1= =2828, ,2 2= =1818, ,当开关当开关处于位置处于位置1 1时时, ,电流表读数电流表读数I I1 1=0.4A;=0.4A;当开关处于位置当开关处于位置2 2时时, ,电流表读数电流表读数I I2 2=0.6A=0.6A. .求电源的求电源的电动势电动势E E和和内电内电阻阻r.r.sE、rR1AR212三、课堂练习三、课堂练习 3、如图所示，当、如图所示，当滑动变阻器的滑动滑动变阻器的滑动点点P向右移动时，向右移动时，电流表、电压表的电流表、电压表的示数将如何变化？示数将如何变化？R1E、rAVR2R3P三、课堂练习三、课堂练习4 4、如图，、如图，R R0.