高中物理閉合電路歐姆定律教學設計

　　一．教學要求

　　1.懂得電動勢是為了表征電源的特性而引入的概念,它在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓

　　2.導出閉合電路的歐姆定律I=ε/(R+r)

　　3.研究路端電壓的變化規(guī)律,掌握閉合電路中的U-R關系,U-I關系.

　　4.學會運用閉合電路的歐姆定律解決簡單電路的問題.

　　二．教學重點

　　研究路端電壓的變化規(guī)律,掌握閉合電路中的U-R關系,U-I關系.

　　三．教學方式

　　講授和討論相結合

　　四．教學過程

　　一、電動勢

　　同種電源兩極間的電壓相同,不同種類的電源兩極間電壓不同.這說明電源兩極間的電壓是由電源本身的性質決定的.為了表征電源的這種特性,物理學中引入了電動勢的概念.

　　電源電動勢在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓.用符號ε表示,單位是伏特.

　　電動勢的.物理意義：表征了電源把其它形式的能轉化為電能的本領．故ε在數(shù)值上等于電路中通過1庫侖電量時電源所提供的能量.

　　二、閉合電路的歐姆定律

　�。睂W生推導

　　推導閉合電路的歐姆定律的數(shù)學表達式,并說明其物理意義.

　　給出條件: 閉合電路中,電源電動勢為ε,內(nèi)電阻為r,外電阻為R,電路中的電流強度為I.

　　提出要求: 尋找I ε R r的關系.

　　２得出結論

　　閉合電路里的電流強度，跟電源的電動勢成正比，跟整個電路的電阻成反比.這就是閉合電路的歐姆定律.

　　三、路端電壓隨外電阻的變化規(guī)律

　　如果把外電路電阻的數(shù)值改變了，可以肯定路端電壓是會變化的。在ε和r不變的情況下，路端電壓隨外電阻變化的規(guī)律究竟是怎樣的呢？

　　ε＝U +Ir （電壓形式）

　　Ir表示內(nèi)電阻U ’； U表示路端電壓

　　U隨著R的增大而增大

　　路端電路隨外部電阻的變化而發(fā)生變化的原因是電源有內(nèi)阻r；

　　外電路斷開時，R--∞ U=ε即路端電壓等于電源電動勢。這正是表明可以用伏特表直接測量電源電動勢的道理。

　　外電路短路時，R=0 U=0 I=ε/r由于r一般很小，所以短路電流很大.電流太大不但會燒壞電源,還可能引起火災,要注意避免發(fā)生.

　　ε/rＩＵＯε

　　四、U-I關系

　　U＝ε-Ir  （U＝-Ir+ε）

　　講解圖象的物理意義

　　ε表示電動勢

　　ε/r表示短路電流

　　斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻

　　五、電源的功率

　　εI＝UI +I2r  （功率形式）

　　式中 P總=εI P出= UI P內(nèi)= I2r

　　電源的效率：

　　講電源的最大輸出功率（見教后記）

　　六、例題和練習

　　例1：如圖所法,當滑線變阻器的滑動觸點向上端移動時( A )

　　A.

　　伏特表V的讀數(shù)增大,安培表A的讀數(shù)減小

　　B.  伏特表V和安培表A的讀數(shù)都增大

　　C.  伏特表V和安培表A的讀數(shù)都減小

　　D.  伏特表V的讀數(shù)減小,安培表A的讀數(shù)增大

　　思考：如圖所示電路中，電源電動勢和內(nèi)電阻為定值，固定電阻的阻值Ｒ２小于變阻器ａｂ兩端之間的總阻值Ｒ３，Ｒ1≠０。當變阻器的滑片Ｐ從ａ向ｂ移動過程中，兩電壓表Ｖ１和Ｖ２的示數(shù)變化是（D）

　　A.V1變大,V2變大

　　B.V1變大,V2變小

　　C.V1先變大后變小,V2先變大后變小

　　D.V1先變大后變小,V2總增大

　　例2:如圖,A燈與B燈電阻相同,當滑動變阻器滑動片向下滑動時,兩燈的變化是(C )

　　A.A燈變亮,B燈變亮

　　B.A燈變暗,B燈變亮

　　C.A燈變暗,B燈變暗

　　D.A燈變亮,B燈變暗

　　思考:如圖,當滑動變阻器的滑動片P向左端滑動時( B )

　　A.  安培表的示數(shù)減小,伏特表的示數(shù)增大

　　B.  安培表的示數(shù)增大,伏特表的示數(shù)減小

　　C.  安培表和伏特表示數(shù)都減小

　　D.  安培表和伏特表示數(shù)都增大

　　例3:如圖所示,R1=14歐,R2=9歐,只閉合電鍵S1時,電流表的讀數(shù)為0.2A;只閉合電鍵S2時,電流表的讀數(shù)為0.3A.當S1和S2同時閉合時,電流表的讀數(shù)為多少?

　　(0.46A)

　　思考:電源電動勢ε=6V,內(nèi)電阻r=0.5歐,當它和一只外電阻連接時電源輸出功率為10W,試求閉合電路中的電流強度.(2A或10A)

　　例4：如圖所示，電源電動勢為ε，內(nèi)電阻為r，外電路總電阻為R，當K閉合后，電源的總功率為多少？電源的輸出功率為多少？外電路消耗的功率為多少？電源內(nèi)部消耗的功率為多少？電源的供電效率為多少？

　　思考：如圖所示的電路中，電源電動勢為ε，內(nèi)電阻為r，求：

　�、匍_關閉合后，外電路電阻R的阻值為多少時，電源的輸出功率最大？此時電源的輸出功率為多大？電源的效率為多少？

　�、陂_關閉合后，外電路電阻R的阻值為多少時，電源內(nèi)部消耗的功率最大？電源的效率為多少？

　　思考：如圖所示的電路中，電池的電動勢ε=5V，內(nèi)阻r=1歐，固定電阻R=90歐，R0是可變電阻，在R0由零增加到400歐的過程中，求：

　�、倏勺冸娮鑂0上消耗的熱功率最大的條件和最大熱功率；

　　②    電池的內(nèi)電阻r和固定電阻R上消耗最小的熱功率之和。

　　五．作業(yè)布置

　　1.閱讀課文；2.完成課后練習.

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