闭合电路的欧姆定律 教案

闭合电路的欧姆定律 教案 选修3-1 第二章 2.7闭合电路的欧姆定律 一、教材分析 本节首先介绍了电动势的概念，再引入外电路、内电路以及各自的电阻等基本概念，从而得出了闭合电路的欧姆定律，根据闭合电路的欧姆定律得到了路端电压与负载之间的关系，最后又从能量的角度分析了闭合电路的功率。教学的重点应该在闭合电路的欧姆定律;路端电压与负载的关系以及闭合电路中的功率的计算，特别是闭合电路只能适用于纯电阻电路，对有电动机等存在的非纯电阻电路的处理问题要详细介绍。 二、教学目标 (一)知识与技能 1、能够推导出闭合电路欧姆定律及其，知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。 、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、2 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，熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题。 4、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。 三、教学重点难点 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 四、学情分析 1(知识基础分析: ?掌握了欧姆定律，会利用该定律列式求解相关问题。 ?掌握了电场力做功的计算方法。 2(学习能力分析: ?学生的观察、分析能力不断提高，能够初步地、独立发现事物内在联系和一般规律的 能力。 ?具有初步的概括归纳能力、逻辑推力能力、综合分析能力。 五、教学方法 实验演示，讨论，举例 六、课前准备 1(学生的学习准备:预习学案。 2(教师的教学准备:多媒体制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。 七、课时安排:1课时 八、教学过程 (一)预习检查、总结疑惑 (二)情景引入、展示目标 实验演示 (三)合作探究、精讲点播 1、电动势 (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。 (2)电动势:电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。 2、闭合电路欧姆定律 (1)内电路和外电路 ?内电路:电源内部的电路，叫内电路。如发电机的线圈、电池内的溶液等。 ?外电路:电源外部的电路，叫外电路。包括用电器、导线等。 (2)内电阻和外电阻 ?内电阻:内电路的电阻，通常称为电源的内阻。 ?外电阻:外电路的总电阻。 (3)电源的电动势与内、外电路中的电势降落关系 ?外电路的电势降落与内电路的电势降落 a(外电路的电势降落U 外 在外电路中，电流由电势高的一端流向电势低的一端，在外电阻上沿电流方向有电势降 落，用U表示。 外Ir b(内电路的电势降落U 内E U 在电源的内电阻上也胡电势降落，用U表示。 内 ?电源的电动势与内、外电路中的电势降落关系 在闭合电路中，电源的电动势E等于内外电路上的电势降落UE r R I 、U之和。 内外 E,U，U 外内 (4)闭合电路欧姆定律 ?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。 E?公式:I, R，r ?适用条件:外电路是纯电阻的电路。 3、路端电压跟负载的关系 (1)路端电压:外电路的电势降落，也就是外电路两端的电压，通常叫做路端电压。 (2)路端电压跟负载的关系 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。 定性分析 ER??I(,)??Ir??U(,E,Ir)? R，r ER??I(,)??Ir??U(,E,Ir)? R，r 特例: ? 外电路断路:R??I??Ir??U,E。 0 0 E外电路短路:R??I(,)??Ir (,E)??U,0。 r0 图象描述 U r,0 路端电压U与电流I的关系图象是一条向下倾斜的直线。UU E U,Ir 内1—I图象如图所示。 直线与纵轴的交点表示电源的电动势E，直线的斜率的绝对U,IR 1I 值表示电源的内阻。 O 4、闭合电路中的功率 (1)闭合电路中的能量转化 qE,qU，qU 外内 在某段时间内，电能提供的电能等于内、外电路消耗的电能的总和。 电源的电动势又可理解为在电源内部移送1C电量时，电源提供的电能。 (2)闭合电路中的功率 EI,UI，UI 外内22EI,IR，Ir 说明了电源提供的电能只有一部分消耗在外电路上，转化为其他形式的能，另一部分消 耗在内阻上，转化为内能。 (3)电源提供的电功率 电源提供的电功率，又称之为电源的总功率。 2EP,EI, R，r R??P?，R??时，P,0。 2ER??P?，R?0时，P,。 mr (4)外电路消耗的电功率 外电路上消耗的电功率，又称之为电源的输出功率。 P,UI 外 定性分析 EI, R，r REU,E,Ir, 外R，r 从这两个式子可知，R很大或R很小时，电源的输出功率均不是最大。 定量分析 22REEP,UI,, 外外22(R，r)(R,r)，4rR 2E所以，当R,r时，电源的输出功率为最大，P,。 外max4r 图象表述: 从P,R图象中可知，当电源的输出功率小于最大输出功率时，对应有两个外电阻R、1 R时电源的输出功率相等。可以证明，R、R和r必须满足:r,RR。 21212 (5)内电路消耗的电功率 内电路消耗的电功率是指电源内电阻发热的功率。 2rEP,UI, 内内2(R，r) R??P?，R??P?。 内内 (6)电源的效率 电源的输出功率与总功率的比值。 PR外η,, PR，r 当外电阻R越大时，电源的效率越高。当电源的输出功率最大时，η,50%。 (四)反思总结、当堂检测 本节课主要是介绍了电动势，闭合电路的欧姆定律，路端电压与电流(外电阻)关系以 及闭合电路的功率四个主要部分。 电动势:电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压; 闭合电路欧姆定律公式;闭合电路中的功率的计算公式要熟练掌握。 (五)发导学案、布置作业 九、板书 1、电动势 2、闭合电路欧姆定律 3、路端电压跟负载的关系 4、闭合电路中的功率 十、教学反思: 本节课重在内外电阻、电压分析，功率、效率计算。