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文档简介
1、高物理选修3-1闭合电路欧姆定律精品教案第一篇:高二物理选修3-1闭合电路欧姆定律精品教案第二章恒定电流2.7 闭合电路欧姆定律教材分析闭合电路的欧姆定律在体现功能关系上是一个很好的素材,因此帮助学生理解电路中的能量转化关系是本节的关键。外部电路从电势降低的角度学生是容易理解的,但在内部电路,一定要让学生理解电源内部反应层的作用,把其他形式能量转化为电能,电势要增加。 学情分析学生已经从做工的角度认识了电动势的概念,本节依照通过功能关系的分析建立闭合电路的欧姆定律是可行的。如果学生能娴熟的从功和能的角度分析物理过程,对于解决物理问题是有好处的。 新课标要求(一)知识与技能1、能够推导出闭合电路
2、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、态度与价值观通过本节
3、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。 教学重点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 教学难点路端电压与负载的关系 教学方法演示实验,讨论、讲解 教学用具: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 教学过程(一)引入新课教师:前边我们知道电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。只有用导线将电源、用电器连成闭合电路,电路中才有电流。那么电路中的电流大小与哪些因素有关?电源提供的电能是如何在闭合电路中分配的呢?今天我们就学习这方面的知识。(二)进行新课1、闭合电路欧姆定律教师:(投影)教
4、材图2.7-1(如图所示)教师:闭合电路是由哪几部分组成的? 学生:内电路和外电路。教师:在外电路中,沿电流方向,电势如何变化?为什么?学生:沿电流方向电势降低。因为正电荷的移动方向就是电流方向,在外电路中,正电荷受静电力作用,从高电势向低电势运动。教师:在内电路中,沿电流方向,电势如何变化?为什么?学生(代表):沿电流方向电势升高。因为电源内部,非静电力将正电荷从电势低处移到电势高处。教师:这个同学说得确切吗?学生讨论:如果电源是一节干电池,在电源的正负极附近存在着化学反应层,反应层中非静电力(化学作用)把正电荷从电势低处移到电势高处,在这两个反应层中,沿电流方向电势升高。在正负极之间,电源
5、的内阻中也有电流,沿电流方向电势降低。教师:(投影)教材图2.7-2(如图所示)内、外电路的电势变化。教师:引导学生推导闭合电路的欧姆定律。可按以下思路进行:设电源电动势为E,内阻为r,外电路电阻为R,闭合电路的电流为I, (1)写出在t时间内,外电路中消耗的电能E外的表达式;- 32、路端电压与负载的关系教师: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? 学生:据I=E可知,R增大时I减小;R减小时I增大。 Rr教师:外电阻增大时,路端电压如何变化? 学生:有人说变大,有人说变小。教师:实践是检验真理的惟一标准,让我们一起来做下面的实验。 演示实验:探讨路端电压随外电阻
6、变化的规律。 (1)投影实验电路图如图所示。(2)按电路图连接电路。(3)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。学生:总结实验结论: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。教师:下面用前面学过的知识讨论它们之间的关系。路端电压与电流的关系式是什么? 学生:U=E-Ir教师:就某个电源来说,电动势E和内阻r是一定的。当R增大时,由I减小,由U=E-Ir,路端电压增大。反之,当R减小时,由I路端电压减小。- 56当滑动触头P由I向b滑动的过程中,灯泡L的亮度变化情况是_ A.逐渐变亮 B.逐渐变暗 C.先变亮后变暗 D.
7、先变暗后变亮解析:灯泡的亮度由灯的实际功率大小决定.电灯灯丝电阻不变,研究通过灯丝电流的大小可知灯的亮度. 电源电动势E和内阻r不变,通过灯泡电流由外电路总电阻决定。外电阻是由滑动变阻器连入电路部分的电阻决定的,当滑动触头由a向b滑动过程中,滑动变阻器连入电路部分的电阻增大,总电阻增大,总电流I=E减少,灯泡的实际功率PL=I2RL减小,灯泡变暗。R总r综上所述,选项B正确。闭合电路欧姆定律的定量应用R22R66+0.8=3.8 解析:外电路的总电阻为R=1R266R32R3根据闭合电路欧姆定律可知,电路中的总电流为 I=E6 A=1.5 A Rr3.80.2即电流表A1的读数为1.5 A 对
8、于R2与R3组成的并联电路,根据部分电路欧姆定律,并联部分的电压为1.电路中的电流表、电压表均视为理想电表(题中特别指出的除外),即电流表内阻视为零,电压表内阻视为无穷大。2.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,可用全电路欧姆定律(I=E)直接求出I;若内外电路上有多个电阻Rr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
9、部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流。 课余作业- 910 -第二篇:高中物理 闭合电路欧姆定律教案闭合电路欧姆定律学案教学目标(一)知识目标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,并能熟练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、外电路上电势降落之和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情况(二)能力目标1、培养学生分析解决问题能力,会用闭合电路欧姆定律分析外电压随外电阻
10、变化的规律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改变规律,培养学生用多种方式分析问题能力(三)情感目标1、通过外电阻改变引起电流、电压的变化,树立学生普遍联系观点2、通过分析外电压变化原因,了解内因与外因关系3、通过对闭合电路的分析计算,培养学生能量守恒思想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高中是个难点,是掌握闭合电路欧姆定律的关键和基础,在处理电动势的概念时,可以根据教材,采用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送到正极,克服电场力做
11、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领,由此引出电动势的概念;也可以按本书采取讨论闭合电路中电势升降的方法,给出电动势等于内、外电路上电势降落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喻(儿童滑梯),帮助学生接受这个结论需要强调的是电源的电动势反映的电源做功的能力,它与外电路无关,是由电源本生的特性决定的电动势是标量,没有方向,这要给学生说明,如果学生程度较好,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,为了说明问题方便,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
12、)的关系,是一个难点希望作好演示实验,使学生有明确的感性认识,然后用公式加以解释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,务必使学生熟悉这个图线学生应该知道,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“思考与讨论”,让学生自己解决这个问题3、最后讲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提供的电能理解了这一点,就容易理解上式的意义:电源提供的电能,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、在物理知识方面
13、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)掌握闭合电路的欧姆定律,理解各物理量及公式的物理意义(5)掌握路端电压、输出功率、电源效率随外电阻变化的规律2、在物理方法上的要求:(1)通过电动势等于电路上内、外电压之和的教学,使学生学会运用实验探索物理规律的方法(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、电源效率随外电阻变化的规律的讨论培养学生的推理能力(4)通过用公式、图像分析外电压随外电阻改变规律,培养学生用多种方式分析二
14、、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)应用定律讨论路端电压、输出功率、电源效率随外电阻变化的规律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讨论电路中的路端电压、电流强度随外电阻变化的关系三、教学过程设计 引入新课:教师: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:将小灯泡接在充满电的电容器两端,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
15、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逐渐中和而减少,两极板间电势差也逐渐减少为零,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 教师:为了形成持续的电源,必须有一种本质上完全不同于静电性的力,能够不断地分离正负电荷来补充两极板上减少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,能够提供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
16、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造能量,也不创造电荷例如: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)决定,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、电源电动势教师: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:电源的电动势在数值上等于电源没有接入电路时其两极间的电压3、内电压和外电压教师:向学生介绍实验装置及电路连接方法,重点说明内
17、电压的测量实验中接通电键,移动滑动变阻器的滑动头使其阻值减和的值再断开电键,由电压表测出电动势分析实验结果可以发现什么规律呢?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、电阻之间的关系教师:我们来做一个实验,电路图如图所示观察电键S先后接通1和2时小灯泡的亮度板书:闭合电路的欧姆定律教师:在图1所示电路图中,设电流为,根据欧姆定律,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
18、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变化而变化;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教师:同学们能否用闭合电路的欧姆定律来解释上一个实验现象呢?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实验现象了教师: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变化,就会引起电路中电流的变化,继而引起路端电压、输出功率、电源效率等的变化几个重要推论(1)路端电压 随外电阻 变化的规律板书:5几个重要推论(l)路端电压 随外电阻 变化的规律演示实验,图3所示电路,(因为通常电源内阻很小,4节1号电池和1个10
19、的定值电阻串联组成电源 的变化也很小,现象不明显)移动滑动变阻器的滑动片,观察电流表和电变化? 压表的示数是如何随教师:从实验出发,随着电阻 的增大,电流 逐渐减小,路端电压逐渐增大大家能用闭合电路的欧姆定律来解释这个实验现象吗?学生:因为 变大,闭合电路的总电阻增大,根据闭合电路的欧姆定律, ,电路中的总电流减小,又因为,则路端电压增大教师: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,应该是有条件的,当 为断路, 0,根据无穷大时,0,外电路可视,则,即当外电路断开时,用电减小为0时,电压表直接测
20、量电源两极电压,数值等于电源的电动势;当 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 变化的规律教师:在纯电阻电路中,当用一个固定的电源(设 电阻供电时,输出的功率,、r是定值)向变化的外又因为 ,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变化的图线,如图所示板书6:在纯电阻电路中,当用一个固定的电源(即 的外电阻供电时,输出的功率有最大值、是定值)向变化教师: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
21、外电阻 变化的规律教师:在电路中电源的总功率为 为 ,则电源的效率为,输出的功率为,内电路损耗的功率,当变大,也变大而当 时,即输出功率最大时,电源的效率 =50板书8:电源的效率 随外电阻 的增大而增大本文章小,由两个电压表读出若干组内、外电压、总结探究活动1、调查各种不同电源的性能特点。(包括电动势、内阻、能量转化情况、工作原理、可否充电)2、考察目前对废旧电池的回收情况。(1)化学电池的工作原理;(2)废旧电池对环境的污染主要表现在哪些方面;(3)当前社会对废旧电池的重视程度;(4)废旧电池的回收由哪些主要的途径和利用方式;(5)如何更好的变废为宝或使废旧电池对环境的污染减小到最小。3、
22、通过本章节的学习,根据全电路欧姆定律有关知识,可以得出结论:电源的输出功率最大时,内外电阻应该相等,而此时电源的效率则只有50%;请你设计出一种方案,在实际应用中如何配置电源和负载之间的关系,使电源的输出功率和效率尽可能的达到较大。第三篇:高二物理教案14.5.闭合电路欧姆定律.doc学 习 资 料闭合电路欧姆定律一、教育目标1掌握闭合电路的欧姆定律,理解各物理量及公式的物理意义 2会用定律分析外电压随外电阻变化的规律二、重点、难点、疑点及解决办法 1重点闭合电路欧姆定律的理解和应用 2难点外电压等随外电阻变化规律 3疑点外电压变化的原因(内因、外内) 4解决办法学生推导公式,分析各项含义,使
23、学生有初步整体感知,利用闭合电路欧姆定律分析路端电压随外电阻改变规律。结合图象分析突破难点。三、教具准备四、教学步骤1复习提问,引入新课 出示两个电源。 如何测两电源的电动势? 用电压表直接测量。 外电路要不要联接?为什么?不要,电动势等于电源未接入电路时两端电压,接入电路时电源两端电压不等于电动势。以上资料均从网络收集而来学 习 资 料测量得S扳到2,发现灯泡照常发光为什么会这样?闭合电路的电压,由什么决定?引入新课 2新课教学(1)闭合电路欧姆定律闭合电路中电动势与内外电压U、U有何关系? =U+U问题设计如图所示电路中电源电动势为,内阻为外电阻为R, 试求电路中的电流I 引导学生推导=U
24、+U 而U=IR U=Ir =IR+Ir I=/R+r R+r表示了什么意思? 整个电路电阻 公式反映了什么?闭合电路的电流强度跟电源的电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比,这就是闭合电路欧姆定律。这里R应为外电路总电阻,I为闭合电路总电流。 试用闭合电路欧姆定律解释引课中的现象。以上资料均从网络收集而来学 习 资 料这里21,由于r2R1,I1=1/(R1+r1),I2=2/(R2+r2),所以I2与I1相差无几,灯泡亮暗相近。(2)路端电压 变化规律A由上节课学习可知,外电阻R改变时,路端电压U也随之改变,它的变化有何规律呢?学生分析推导由=U+U得 U=-U=-Ir一般情况下,、r可认为
25、不变,当R变化将导致I、U的变化变化规律可归纳为RIUUR I=0U=0U=(开路) RIUUR0 I=/rU= U=0(短路) U随R增大而增大,随R减小而减小。为何可以用电压表直接测量开路时两端电压而得电动势值? 开路时 R U=路端电压随电流变化的图象是怎样的? 引导学生作出U-I图线试分析横轴截距,纵轴截距及斜率的意义。表示内阻以上资料均从网络收集而来学 习 资 料练习如图所示的图线1、2分别表示两电源的U-I图线。试比较1与2、r1与r2大小。U变化的原因为什么R变化会引起U变化,原因何在?(由U=-Ir可知 r=0时 U=与外电路无关,可见r0是U随R变化的原因,优质电源要求r小,
26、电压稳定)(3)巩固练习试分析问题设计1中,内外电路消耗的功率及电源的总功率。(体会能量守恒思想)如图所示的电路中R1=9,R2=5,当开关K扳到1时,I1=1.2A A此时电压表读数为多少?B当K扳到2时,电压表、电流表读数如何变化? C若K扳到2时,I2=2A,试求、r五、总结、扩展闭合电路的总电流跟电源电动势成正比跟电路总电阻成反比。路端电路随外电阻的增大而增大。扩展(1)闭合电路欧姆定律运用范围是什么?(2)测、r有哪几种方法,各需要什么器材?六、板书设计第六节闭合电路欧姆定律1闭合电路欧姆定律以上资料均从网络收集而来学 习 资 料R外电路总电阻I总电流 2路端电压U=-Ir RIUU
27、RI=0U=0U=(断路) RIUUR0I=/rU=U=0(短路)以上资料均从网络收集而来第四篇:闭合电路欧姆定律教案闭合电路欧姆定律教案庞方庄一、教学目标:1知道电源内阻及其电动势概念,掌握闭合电路欧姆定律及其应用2知道路端电压与负载的关系3能判断电源断路和短路两种情况下的路端电压二、教学重难点:电动势概念的理解,闭合电路欧姆定律的理解和应用三、教学过程:1复习焦耳定律,知道灯泡通电发热的原因。问题1:手机在使用过程中,或给手机电池充电,电池为什么会发热? 提出电源内电阻概念,并给出内电路,外电路,闭合电路概念。问题2:右图a中是一个闭合电路,在外电路中,沿电流方向,外电路电压减低,在内电路
28、中,沿电流方向,内电路电压是升高还是降低?提示学生将a 图等效为b 图,进行分析。 2引入新课:1)提出电动势概念,路端电压概念。引导学生分析:a)电池正负极之间,电源的内阻中也有电流,沿电流方向电势降低。b)化学电池电动势形成原因(化学作用把正电荷从电势低处移到电势高处,化学能转化为电能),说明电池电动势是由电池本身决定的与外电路无关。 2)闭合电路欧姆定律的推导问题4: 电路中电池化学能转化为的电能有多少?类比电场力移动电荷做功,引导学生得出电池化学反应在t时间移动电荷做功:W=Eq=EIt 问题5:电路中电能转化为什么能?是多少? 引导学生利用焦耳定律得出Q= I2Rt+ I2rt 由能
29、量守恒定律:EIt =I2Rt+ I2rt 即E =IR+ Ir=U外+U内或I=E/(R+r) 得出闭合电路欧姆定律: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。 3)路端电压与负载的关系讨论:根据闭合电路欧姆定律,当负载(外电阻)增加时,电路中电流如何变化?路端电压如何变化? 结论:当外电阻增大时,路端电压增大;当外电阻减小时,端电压减小。 播放视频验证讨论结果。根据上面结论思考:在闭合电路中,当外电阻等于零时,会发生什么现象?此时路端电压是多少?当电路断开时,此时路端电压是多少? 3课堂练习:1.关于电动势及闭合电路欧姆定律,下列说法正确的是( ) A电源电动势越
30、大,电源所能提供的电能就越多 B电源电动势等于路端电压C外电路的电阻越大,路端电压就越大 D路端电压增大时,电源的输出功率可能减小第五篇:闭合电路欧姆定律教案2.7闭合电路欧姆定律 (2课时)第1课时一、教学目标1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;从能量转化的角度理解电动势的物理意义。 2明确在闭合回路中电动势等于电路上内、外电压之和。 3熟练掌握闭合电路欧姆定律的两种表达式和及其适用条件。二、教学重点、难点分析: 1重点:闭合电路欧姆定律的内容;2难点:应用闭合电路欧姆定律进行简单电路的分析计算。三、教学方法:实验演示,启发式教学五、教学过程:(
31、一)新课引入教师: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:将小灯泡接在充电后的电容器两端,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,电子就在电场力作用下沿导线定向移动形成电流,但这是一瞬间的电流。因为两极板上正负电荷逐渐中和而减少,两极板间电势差也逐渐减小为零,所以电流减小为零,因此要得到持续的电流,就必须有持续的电势差。教师:能够产生持续电势差的装置就是电源。那么,如何描述电源的
32、特性?电源接入电路,组成闭合电路,闭合电路中的电流有什么规律呢?这节课我们就来学习闭合电路欧姆定律。(二)进行新课【板书】第七节 闭合电路欧姆定律 【板书】一、闭合电路欧姆定律 【板书】1闭合电路的组成闭合电路由两部分组成,一部分是电源外部的电路,叫做外电路,包括用电器和导线等。另一部分是电源内部的电路,叫内电路,如发电机的线圈、电池的溶液等。外电路的电阻通常叫做外电阻。内电路也有电阻,通常叫做电源的内电阻,简称内阻。【板书】2电动势和内、外电压之间的关系接在电源外电路两端的电压表测得的电压叫外电压。在电源内部电极附近的探针A、B上连接的电压表测得的电压叫内电压。我们现在就通过实验来研究闭合电
33、路中电动势和内、外电压之间的关系。教师:向学生介绍实验装置及电路连接方法,重点说明内电压的测量。实验中接通S1、S2,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U和U的值。再断开S1,由电压表测出电动势E。分析实验结果可以发现什么规律呢?学生:在误差许可的范围内,内、外电压之和等于电源电动势。3、闭合电路欧姆定律 问题设计:如图4所示电路中电源电动势为E,内阻为r,外电阻为R,试求电路中的电流I 引导学生推导: E=U+U而U=IR U=Ir E=IR+Ir 或者写成:其中,R+r表示整个电路总电阻,R为外电路总电阻,r为内阻,I为闭合电路总电流。 上式表明:闭合电路
34、中的电流跟电源的电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比,这就是闭合电路欧姆定律。说明:闭合电路欧姆定律的适用条件:纯电阻电路。 【板书】(1)内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比 (2)公式:或者(3)适用条件:纯电阻电路(三)例题精讲【例题1】在如图5所示的电路中,R1=14.0,R2=9.0,当开关S扳到位置1时,电流表的示数为I1=0.20A;当开关S板到位置2时,电流表的示数为I2=0.30A,求电源的电动势和内电阻。目的:(1)熟悉闭合电路欧姆定律; (2)介绍一种测电动势和内阻的方法(四)总结、拓展1电动势是描述电源将其它形式能转化为电能本领的物理量,数
35、值上等于电源没有接入电路时两极间的电压,数值上还等于闭合电路内、外电压之和。 2闭合电路欧姆定律的两种表达式纯电阻电路和注意适用条件:第2课时一、教学目标1通过复习,熟练掌握闭合电路欧姆定律的两种表达式和及其适用条件。2熟练掌握路端电压和负载的关系。3掌握电源的总功率P总=IE,电源的输出功率P输=IU,电源内阻上损耗的功率P内=I2r及它们之间的关系:二、教学重点、难点分析1重点:应用闭合电路欧姆定律讨论电路中的路端电压、电流强度随外电阻变化的关系。2难点:短路、断路特征,路端电压随外电阻的变化。三、教学方法:实验演示,启发式教学五、教学过程:(一)新课引入 教师:上节课我们学习了闭合电路的
36、欧姆定律,请大家写出闭合电路欧姆定律的两个表达式。 学生:;教师:当外电路的电阻变化时,外电路两端的电压、电路中的电流、电功率怎么变化呢?这节课我们就来学习这些内容。(二)进行新课【板书】第七节 闭合电路欧姆定律 【板书】三、路端电压跟负载的关系 【板书】1、路端电压外电路的电势降落,也就是外电路两端的电压,叫做路端电压。路端电压就是电源加在负载(用电器)上的“有效”电压,也就是电源两极之间的电压。那么路端电压与负载之间有何关系呢? 【板书】2、路端电压跟负载的关系 实验:如图所示。实验结论:当负载电阻R增大时,电流I将减小,则电源内阻上的电势降Ir将减小,所以路端电压U增大,所以路端电压U随
37、外电阻的增大而增大。 引导学生分析:由 得 路端电压表达式为:可见,电源的电动势和内阻r是一定的,当负载电阻R增大时,由 知电流I将减小,由知路端电压增大;相反,当负载电阻R减小时,电流I增大,路端电压减小。(培养学生分析推理能力) 两个特例: (1)短路当R0时,IE/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,电流强度叫短路电流,一般,电源的内阻都比较小,所以短路电流很大。一般情况下,要避免电源短路。 (2)断路当R,也就是当电路断开时,I0则U=E。当断路(亦称开路)时,路端电压等于电源的电动势。说明:在用电压表测电源的电压时,有电流通过电源和电压表,外电路并非断
38、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。 【板书】3、U-I图线如图所示为的函数图像,是一条倾斜向下的直线。从图线可以看出,路端电压U随着电流I的增大而减小。图线还反映出电源的特性:直线的倾斜程度跟内阻r有关,内阻越大,倾斜得越厉害;直线与纵轴交点的纵坐标表示电源电动势的大小(I=0时,U=E)。 【板书】四、闭合电路中的功率在公式E=U外 +U内中,两端乘以电流I得到:式中分别表示外电路和内电路上消耗的电功率,表示电源提供的电功率。上式表示,电源提供的电能只有一部分消耗在外电路上,转化为其它形式的能。另
39、一部分消耗在内电路上,转化为内能。电动势E越大,电源提供的电功率越大,这表示电源把其他形式的能转化为电能本领越大。 如果外电路为纯电阻电路,上式可表示为(三)例题精讲电路结构变化问题的讨论目的:熟悉路端电压随外电阻变化的关系及分析方法。【例2】如图甲所示的电路中,电源的电动势E和内阻r恒定,当负载R变化时,电路中的电流发生变化,于是电路中的三个功率:电源的总功率P总、电源内部消耗功率P内和电源的输出功率P外随电流变化的图线可分别用图乙中三条图线表示,其中图线的函数表达式是_;图线的函数表达式是_;图线的函数表达式是_。【例3】在如图所示的电路中,R1=10 ,R2=20 ,滑动变阻器R的阻值为
40、050 ,当滑动触头P由I向b滑动的过程中,灯泡L的亮度变化情况是_1.电路中的电流表、电压表均视为理想电表(题中特别指出的除外),即电流表内阻视为零,电压表内阻视为无穷大。 2.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,可用全电路欧姆定律()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
41、路欧姆定律求各部分电路的电压和电流。(四)总结、拓展1电动势是描述电源将其它形式能转化为电能本领的物理量,数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压,数值上还等于闭合电路内、外电压之和。 2闭合电路欧姆定律的两种表达式和注意适用条件:纯电阻电路3路端电压跟负载的关系:当负载电阻R增大时,电流I减小;路端电压U增大;相反,当负载电阻R减小时,电流I增大,路端电压U减小。4闭合电路中的功率:课堂练习:或(五)布1在测量电源电动势和内电阻时得到如图所示的路端电压随电流变化的图象,由图象可知A电源的短路电流为0.6A。B电源的内电阻为5。D上述结论都不正确。(1)K断开时伏特表的读数;(2)K闭合后外电
42、路总电流;(1)K1、K2、K3都断开;(2)K1闭合,K2、K3断开;(3)K1、K2闭合,K3断开。4图中变阻器R1的最大阻值是4,R26,电源内阻r1,闭合K,调节滑动头P到R1中点时,灯L恰能正常发光,此时电源总功率为16W,电源输出功率为12W。求:(1)灯电阻RL;(2)断开K要使灯仍正常发光,P点应如何滑动,并求这时电源的输出功率和效率。第一篇:选修3-1 优秀教案 2.7 闭合电路的欧姆定律(最新申请教师资格证用)高中物理选修3-1(课题十)2.7 闭合电路的欧姆定律2.7 闭合电路的欧姆定律第一课时【三维目标】知识与技能1、能够推导出闭合电路欧姆定律及其公式2.知道电源的电动
43、势等于内、外电路上电势降落之和。3、熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题。 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。 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。【教学重点】推导闭合电路欧姆定律,应用定律进行有关讨论。【教学难点】闭合电路欧姆定律的理解【教学方法】讲授、讨论、练习【教具准备】【课时安排】1课时【教学过程】新课导入教师:前边我们知道电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。只有用导线将电源、用电器连成闭合电路,电路中才有电流。那么电路中的电流大
44、小与哪些因素有关?电源提供的电能是如何在闭合电路中分配的呢?今天我们就学习这方面的知识。进行新课1、闭合电路欧姆定律教师:看教材图2.7-1(如图所示) 教师:闭合电路是由哪几部分组成的? 学生:内电路和外电路。教师:在外电路中,沿电流方向,电势如何变化?为什么?学生:沿电流方向电势降低。因为正电荷的移动方向就是电流方向,在外电路中,正电荷受静电力作用,从高电势向低电势运动。教师:在内电路中,沿电流方向,电势如何变化?为什么?学生(代表):沿电流方向电势升高。因为电源内部,非静电力将正电荷从电势低处移到电势高处。 教师:这个同学说得确切吗?学生讨论:如果电源是一节干电池,在电源的正负极附近存在
45、着化学反应层,反应层中非静电力(化学作用)把正电荷从电势低处移到电势高处,在这两个反应层中,沿电流方向电势升高。在正负极之间,电源的内阻中也有电流,沿电流方向电势降低。教师:教材图2.7-2(如图所示)内、外电路的电势变化。教师:引导学生推导闭合电路的欧姆定律。可按以下思路进行:设电源电动势为E,内阻为r,外电路电阻为R,闭合电路的电流为I, (1)写出在t时间内,外电路中消耗的电能E外的表达式; (2)写出在t时间内,内电路中消耗的电能E内的表达式; (3)写出在t时间内,电源中非静电力做的功W的表达式; 学生:(1)E外=I2Rt(2)E内=I2rt (3)W=Eq=EIt 根据能量守恒定
46、律,W= E外+E内 即EIt =I2Rt+ I2rt 整理得:E =IR+ Ir 或者I教师(帮助总结):这就是闭合电路的欧姆定律。E Rr(1)内容: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,这个结论叫做闭合电路的欧姆定律。(2)公式:I=E Rr(3)适用条件:外电路是纯电阻的电路。根据欧姆定律,外电路两端的电势降落为U外=IR,习惯上成为路端电压,内电路的电势降落为U内=Ir,代入E =IR+ Ir 得EU外U内该式表明,电动势等于内外电路电势降落之和。2、闭合电路欧姆定律的应用(投影)教师引导学生分析解决例题。 课堂小结通过本节课的学习,主要学习了以下几个问
47、题:1、电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。电源电动势等于闭合电路内、外电阻上的电势降落U内和U外之和,即E=U内+U外。2、闭合电路的欧姆定律的内容及公式。 布置作业课本P63 1 3 【板书设计】2.7 闭合电路的欧姆定律一、电路的组成1.外电路:用电器、导线2.内电路:电源内部二、定律的推导三、定律内容: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,这个结论叫做闭合电路的欧姆定律。四、公式:I=ERr五、适用条件:外电路是纯电阻的电路六、电动势等于内外电路电势降落之和,即EU外U内第二篇:高二物理选修3-1闭合电路欧姆定律精品教案第二章恒定电流2.7 闭
48、合电路欧姆定律教材分析闭合电路的欧姆定律在体现功能关系上是一个很好的素材,因此帮助学生理解电路中的能量转化关系是本节的关键。外部电路从电势降低的角度学生是容易理解的,但在内部电路,一定要让学生理解电源内部反应层的作用,把其他形式能量转化为电能,电势要增加。 学情分析学生已经从做工的角度认识了电动势的概念,本节依照通过功能关系的分析建立闭合电路的欧姆定律是可行的。如果学生能娴熟的从功和能的角度分析物理过程,对于解决物理问题是有好处的。 新课标要求(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
49、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。 教学重点1、推导闭合电路欧姆定律
50、,应用定律进行有关讨论。2、路端电压与负载的关系 教学难点路端电压与负载的关系 教学方法演示实验,讨论、讲解 教学用具: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 教学过程(一)引入新课教师:前边我们知道电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。只有用导线将电源、用电器连成闭合电路,电路中才有电流。那么电路中的电流大小与哪些因素有关?电源提供的电能是如何在闭合电路中分配的呢?今天我们就学习这方面的知识。(二)进行新课1、闭合电路欧姆定律教师:(投影)教材图2.7-1(如图所示)教师:闭合电路是由哪几部分组成的? 学生:内电路和外电路。教师:在外电路中,沿电流方向,
51、电势如何变化?为什么?学生:沿电流方向电势降低。因为正电荷的移动方向就是电流方向,在外电路中,正电荷受静电力作用,从高电势向低电势运动。教师:在内电路中,沿电流方向,电势如何变化?为什么?学生(代表):沿电流方向电势升高。因为电源内部,非静电力将正电荷从电势低处移到电势高处。教师:这个同学说得确切吗?学生讨论:如果电源是一节干电池,在电源的正负极附近存在着化学反应层,反应层中非静电力(化学作用)把正电荷从电势低处移到电势高处,在这两个反应层中,沿电流方向电势升高。在正负极之间,电源的内阻中也有电流,沿电流方向电势降低。教师:(投影)教材图2.7-2(如图所示)内、外电路的电势变化。教师:引导学
52、生推导闭合电路的欧姆定律。可按以下思路进行:设电源电动势为E,内阻为r,外电路电阻为R,闭合电路的电流为I, (1)写出在t时间内,外电路中消耗的电能E外的表达式;- 32、路端电压与负载的关系教师: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? 学生:据I=E可知,R增大时I减小;R减小时I增大。 Rr教师:外电阻增大时,路端电压如何变化? 学生:有人说变大,有人说变小。教师:实践是检验真理的惟一标准,让我们一起来做下面的实验。 演示实验:探讨路端电压随外电阻变化的规律。 (1)投影实验电路图如图所示。(2)按电路图连接电路。(3)调节滑动变阻器,改变外电路的电阻,观察路
53、端电压怎样随电流(或外电阻)而改变。学生:总结实验结论: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。教师:下面用前面学过的知识讨论它们之间的关系。路端电压与电流的关系式是什么? 学生:U=E-Ir教师:就某个电源来说,电动势E和内阻r是一定的。当R增大时,由I减小,由U=E-Ir,路端电压增大。反之,当R减小时,由I路端电压减小。- 56当滑动触头P由I向b滑动的过程中,灯泡L的亮度变化情况是_ A.逐渐变亮 B.逐渐变暗 C.先变亮后变暗 D.先变暗后变亮解析:灯泡的亮度由灯的实际功率大小决定.电灯灯丝电阻不变,研究通过灯丝电流的大小可知灯的亮度. 电源电
54、动势E和内阻r不变,通过灯泡电流由外电路总电阻决定。外电阻是由滑动变阻器连入电路部分的电阻决定的,当滑动触头由a向b滑动过程中,滑动变阻器连入电路部分的电阻增大,总电阻增大,总电流I=E减少,灯泡的实际功率PL=I2RL减小,灯泡变暗。R总r综上所述,选项B正确。闭合电路欧姆定律的定量应用R22R66+0.8=3.8 解析:外电路的总电阻为R=1R266R32R3根据闭合电路欧姆定律可知,电路中的总电流为 I=E6 A=1.5 A Rr3.80.2即电流表A1的读数为1.5 A 对于R2与R3组成的并联电路,根据部分电路欧姆定律,并联部分的电压为1.电路中的电流表、电压表均视为理想电表(题中特
55、别指出的除外),即电流表内阻视为零,电压表内阻视为无穷大。2.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,可用全电路欧姆定律(I=E)直接求出I;若内外电路上有多个电阻Rr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。 课余作业- 910 -第三篇:必修2 优秀教案7.4 重力势能(最新申
56、请教师资格证用)高中物理必修2(课题八)7.4重力势能7.4 重力势能第一课时【三维目标】知识与技能1理解重力势能的概念,会用重力势能的定义进行计算2理解重力势能的变化和重力做功的关系,知道重力做功与路径无关 3知道重力势能的相对性 过程与方法用所学功的概念推导重力做功与路径的关系,亲身感受知识的建立过程 情感、态度与价值观渗透从对生活中有关物理现象的观察,得到物理结论的方法,激发和培养学生探索自然规律的兴趣【教学重点】重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系. 【教学难点】重力势能的系统性和相对性【教学方法】探究、讲授、讨论、练习【教具准备】铁球(大小、质量均不同)两个、透明玻璃容器
57、、沙子 【课时安排】1课时【教学过程】新课导入 有句话是“搬起石头砸自己的脚”,从物理的角度看待这一问题,搬起的石头有了做功的本领,它就具有了能,这种能我们称为重力势能。我们今天就来学习重力势能。 新课教学一、重力的功师:重力做功与什么因素有关呢?我们现在就通过几个例子来探究一下(多媒体投影教材上的图741、图742、图743,让学生独立推导这几种情况下重力做的功) 师:比较容易做的是哪一个问题? 生:第一个和第二个问题师:为什么这两个问题容易研究呢? 生:因为这两个问题中物体运动的路径是直线,所以在研究重力做功问题上比较容易研究 师:那么这两个问题的答案是什么呢? 生l:第一个问题中WGmg
58、h=mghl一mgh2生2:第二个问题中WG=mgcosa=mghmgh1一mgh2;,和第一个问题中所求出的答案相同 师:我们大胆猜想一下,第三个图中重力做的功和前两个是否相等呢? 生:可能是相等的师:我们来验证一下我们的猜想,第三个图的困难在哪里? 生:力做功的路径是曲线 师:我们怎样突破这个难点呢?生1(很为难):这是力在曲线上做功的情况,不容易研究生2:我记得在第二节学习力对物体做功的问题时曾经接触过有关变力做功的问题 师(鼓励):说说看,解决的途径是什么? 生2:曲线问题不容易解决,我们可以把这一条曲线看作由很多小的直线组成,这样把每小段直线上重力做的功合起来就是整个过程中重力做的总
59、功师(表扬):这个同学分析得非常好,根据这个同学的分析方法,第三个问题的答案应该是什么呢? 生:在第三种情况下重力做的功和前两种情况中重力做的功相同 师:我们可以得到什么样的结论? 生:重力做功与路径无关师:既然重力做功与路径无关,那么它与什么因素有关呢? 生:与物体的初末位置有关 师:具体的表达式是什么? 生:WG=mgh1一mgh2,其中hl和h2表示物体所处位置的高度师:很好,可见物体的重力mg与它所在位置的高度h的乘积“mgh”是一个具有特殊意义的物理量. 课堂训练 1沿着高度相同,坡度不同,粗糙程度也不同的斜面向上将同一物体拉到顶端,以下说法正确的是( ) A沿坡度小、长度大的斜面上
60、升克服重力做的功多B沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多 C. 沿坡度大、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功多 D上述几种情况重力做功同样多2将一物体由A移至B,重力做功 ( ) A. 与运动过程中是否存在阻力有关 B与物体沿直线或曲线运动有关C. 与物体是做加速、减速或匀速运动有关 D与物体发生的位移有关参考答案 1D 解析:重力做功的特点是与运动的具体路径无关,只与初末状态物体的高度差有关,不论光滑路径还是粗糙路径,也不论是直线运动还是曲线运动,只要初末状态的高度差相同,重力做的功就相同 2D 解析:重力做功只与重力方向上发生的位移有关,与物体运动所经过的路径,与物体的运动状态都
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