电工基础教案2.1电动势 闭合电路欧姆定律

1、中专校电子专业教研组电工基础集体备课教案 课 题 第二章简单直流电路共_2_课时第一节电动势 闭合电路的欧姆定律备课人教学目的1理解电动势、端电压的概念。2熟练掌握闭合电路的欧姆定律。3掌握电源输出功率与外电阻的关系。教学重点和难点重点：1闭合电路的欧姆定律。2电源输出功率与外电阻的关系。难点：闭合电路的欧姆定律。教学设备PPT课前准备教 学 过 程个 案 补 充【课前导学】多媒体投影 新课教学一、 电动势衡量电源的电源力大小及其方向的物理量叫做电源的电动势。电动势通常用符号E或e(t)表示，E表示大小与方向都恒定的电动势(即直流电源的电动势)，e(t)表示大小和方向随时间变化的电动势，也可简

2、记为e。电动势的国际单位制为伏特，记做V。电动势的大小等于电源力把单位正电荷从电源的负极，经过电源内部移到电源正极所作的功。如设W为电源中非静电力(电源力)把正电荷量q从负极经过电源内部移送到电源正极所作的功，则电动势大小为电动势的方向规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的正极，即与电源两端电压的方向相反。总结：1电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。用符号E表示。2单位：伏特（V）注意点：(1)电动势由电源本身决定，与外电路无关。(2）电动势的规定方向：自负极通过电源内部到正极的方向。二、闭合电路的欧姆定律1复习部分电路的欧姆定律 I = 2闭合电路欧姆定律的推导(1) 电路(2

3、) 推导设t时间内有电荷量q通过闭合电路的横截面。电源内部，非静电力把q从负极移到正极所做的功W = E q = E I t，电流通过R和R0时电能转化为热能Q = I2 R t + I2 R0 t因为W = Q所以E I t = I2 R t + I2 R0 tE = I R + I R0或I = (3）闭合电路欧姆定律闭合电路内的电流，与电源电动势成正比，与整个电路的电阻成反比。其中，外电路上的电压降（端电压）U = I R = E - I R0内电路上的电压降U¢ = I R0电动势等于内、外电路压降之和E = I R + I R0 = U + U¢【例2-1】 如图

4、2-2所示，当单刀双掷开关S合到位置1时，外电路的电阻R1 = 14 W，测得电流表读数I1 = 0.2 A；当开关S合到位置2时，外电路的电阻R2 = 9 W，测得电流表读数I2 = 0.3 A；试求电源的电动势E及其内阻r。解：根据闭合电路的欧姆定律，列出联立方程组 图2-2 例题2-1解得：r = 1 W，E = 3 V。本例题给出了一种测量直流电源电动势E和内阻r的方法。 例2：电源电动势为1.5 V，内电阻为0.12 W，外电路电阻为1.38 W，求电路中的电流和端电压。例3：电动势为3.6 V的电源，与8 W 的电阻接成闭合电路，电源两极间的电压为3.2 V，求电源的内电阻。三、端

5、电压1电动势与外电路电阻的变化无关，但电源端电压随负载变化，随着外电阻的增加端电压增加，随着外电阻的减少端电压减小。证明：I = 当R增加时，（R + R0）增加，电流I减小，U = E - I R0 增加；同理可证，当R减小时，U也减小。2两种特例：（1）当外电路断开时，R趋向于无穷大。I = 0U = E - I R0 = E即U = E应用：可用电压表粗略地测定电源的电动势（2）当外电路短路时，R趋近于零，I = 趋向于无穷大，U趋近于零。短路时电流很大，会烧坏电源，引起火灾，决不允许将导线或电流表直接接到电源上，防止短路。应用：测量电动势和电源内阻。四、电源向负载输出的功率1P电源 =

6、 I E；P负载 = I U；P内阻 = I 2 R0；U = E - I R0同乘以I ，得U I = I E - I2 R0I E = I U + I2 R0P电源 = P负载 + P内阻在何时电源的输出功率最大？设负载为纯电阻当R = R0时，Pmax = 这时称负载与电源匹配。2电源输出功率P与负载电阻R的变化关系曲线3注意：当R = RO时，电源输出功率最大，但此时电源的效率仅为50%。【例2-2】如图2-4所示，直流电源的电动势E = 10 V、内阻r = 0.5 W，电阻R1 = 2 W，问：可变电阻RP调至多大时可获得最大功率Pmax？图2-4 例题2-2解：将(R1 + r)视为电源的内阻，则RP = R1 + r = 2.5 W 时，RP获得最大功率练习 习题（电工基础第2版周绍敏主编）【教法设计】：【教学思路】：学生讨论解决四课堂小结1电源电动势的大小和方向。2闭合电路的欧姆定律的内容和表达式。3端电压的概念；外电阻增大和减小时，端电压的变化。4电源输出功率最大的条件，这时的输出效率。五布置作业习题（电工基础第2版周绍敏主编）1选择题(1)、(2)。 2填空题(1) (3)。【板书设计】第一节闭合电路的欧姆定律一、电动势1电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。用符号E表示。