閉合電路歐姆定律

1、閉合電路歐姆定律 時間2006年10月17日 班級：08屆13班 授課教師：王英杰一、教學目標1、在物理知識方面的要求：（1）鞏固產(chǎn)生恒定電流的條件；（2）知道電動勢是表征電源特性的物理量，它在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓（3）明確在閉合回路中電動勢等于電路上內、外電壓之和（4）掌握閉合電路的歐姆定律，理解各物理量及公式的物理意義（5）掌握路端電壓、輸出功率、電源效率隨外電阻變化的規(guī)律2、在物理方法上的要求：（1）通過電動勢等于電路上內、外電壓之和的教學，使學生學會運用實驗探索物理規(guī)律的方法（2）從能量和能量轉化的角度理解電動勢的物理意義（3）通過對路端電壓、輸出功率、電源效率隨外

2、電阻變化的規(guī)律的討論培養(yǎng)學生的推理能力（4）通過用公式、圖像分析外電壓隨外電阻改變規(guī)律，培養(yǎng)學生用多種方式分析二、重點、難點分析1、重點：（1）電動勢是表示電源特性的物理量（2）閉合電路歐姆定律的內容；（3）應用定律討論路端電壓、輸出功率、電源效率隨外電阻變化的規(guī)律2、難點：（1）閉合回路中電源電動勢等于電路上內、外電壓之和（2）短路、斷路特征（3）應用閉合電路歐姆定律討論電路中的路端電壓、電流強度隨外電阻變化的關系三、教學過程設計引入新課： 教師：同學們都知道，電荷的定向移動形成電流那么，導體中形成電流的條件是什么呢？（學生答：導體兩端有電勢差）演示：將小燈泡接在充滿電的電容器兩端，會看到什

3、么現(xiàn)象？（小燈泡閃亮一下就熄滅）為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？分析：當電容器充完電后，其上下兩極板分別帶上正負電荷，如圖1所示，兩板間形成電勢差當用導線把小燈泡和電容器兩極板連通后，電子就在電場力的作用下通過導線產(chǎn)生定向移動而形成電流，但這是一瞬間的電流因為兩極板上正負電荷逐漸中和而減少，兩極板間電勢差也逐漸減少為零，所以電流減小為零，因此只有電場力的作用是不能形成持續(xù)電流的教師：為了形成持續(xù)的電源，必須有一種本質上完全不同于靜電性的力，能夠不斷地分離正負電荷來補充兩極板上減少的電荷這才能使兩極板保持恒定的電勢差，從而在導線中維持恒定的電流，能夠提供這種非靜電力的裝置叫電源電源在維持恒定電流時，電源

4、中的非靜電力將不斷做功，從而把已經(jīng)流到低電勢處的正電荷不斷地送回到高電勢處使它的電勢能增加板書：1、電源：電源是一種能夠不斷地把其他形式的能量轉變?yōu)殡娔艿难b置它并不創(chuàng)造能量，也不創(chuàng)造電荷例如：干電池是把化學能轉化為電能，發(fā)電機是把機械能、核能等轉化為電能的裝置教師：電源能夠不斷地把其他形式的能量轉變?yōu)殡娔?，并且能夠提供恒定的電壓，那么不同的電源，兩極間的電壓相同嗎？展示各種干電池（1號、2號、5號、7號），請幾個同學觀察電池上面寫的規(guī)格，發(fā)現(xiàn)盡管電池的型號不同，但是都標有“1.5V”字樣我們把示教電壓表直接接在干電池的兩端進行測量，發(fā)現(xiàn)結果確實是1.5V講臺上還擺放有手搖發(fā)電機、蓄電池、紐扣電

5、池，它們兩端的電壓是否也是1.5V呢？（學生回答：不是）那么如何知道它們兩端的電壓呢？（學生：用電壓表直接測量）·結論：電源兩極間的電壓完全由電源本身的性質（如材料、工作方式等）決定，同種電池用電壓表測量其兩極間的電壓是相同的，不同種類的電池用電壓表測量其兩極間的電壓是不同的為了表示電源本身的這種特性，物理學中引入了電動勢的概念板書：2、電源電動勢教師：從上面的演示和分析可知，電源的電動勢在數(shù)值上等于電源未接入電路時兩極間的電壓板書：電源的電動勢在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時其兩極間的電壓例如，各種型號的干電池的電動勢都是1.5V那么把一節(jié)1號電池接入電路中，它兩極間的電壓是否還是1

6、.5V呢？用示教板演示，電路如圖所示，結論：開關閉合前，電壓表示數(shù)是1.5V，開關閉合后，電壓表示數(shù)變?yōu)?.4V實驗表明，電路中有了電流后，電源兩極間的電壓減少了教師：上面的實驗中，開關閉合后，電源兩極間的電壓降為1.4V，那么減少的電壓哪去了呢？用投影儀展示實驗電路，介紹閉合電路可分為內、外電路兩部分，電源內部的叫內電路，電源外部的叫外電路接在電源外電路兩端的電壓表測得的電壓叫外電壓在電源內部電極附近的探針A、B上連接的電壓表測得的電壓叫內電壓我們現(xiàn)在就通過實驗來研究閉合電路中電動勢和內、外電壓之間的關系板書：3、內電壓和外電壓教師：向學生介紹實驗裝置及電路連接方法，重點說明內電壓的測量實驗

7、中接通電鍵，移動滑動變阻器的滑動頭使其阻值減小，由兩個電壓表讀出若干組內、外電壓 和 的值再斷開電鍵，由電壓表測出電動勢 分析實驗結果可以發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律呢？ 學生：在誤差許可的范圍內，內、外電壓之和等于電源電動勢板書：在閉合電路中，電源的電動勢等于內、外電壓之和，即 下面我們來分析在整個電路中電壓、電流、電阻之間的關系教師：我們來做一個實驗，電路圖如圖所示觀察電鍵S先后接通1和2時小燈泡的亮度結論：把開關撥到2后，發(fā)現(xiàn)小燈泡的亮度比剛才接3V的電源時還稍暗些怎么解釋這個實驗現(xiàn)象呢？這就要用到我們將要學習的內容閉合電路的歐姆定律板書：閉合電路的歐姆定律教師：在圖1所示電路圖中，設電流為 ，根據(jù)歐姆

8、定律， ， ，那么 ，電流強度 ，這就是閉合電路的歐姆定律板書：4、閉合電路的歐姆定律的內容：閉合電路中的電流強度和電源電動勢成正比，和電路的內外電阻之和成反比表達式為 同學們從這個表達式可以看出，在電源恒定時，電路中的電流強度隨電路的外電阻變化而變化；當外電路中的電阻是定值電阻時，電路中的電流強度和電源有關教師：同學們能否用閉合電路的歐姆定律來解釋上一個實驗現(xiàn)象呢？學生：9V的電源如果內電阻很大，由閉合電路的歐姆定律可知，用它做電源，電路中的電流I可能較??；而電動勢3V的電源內阻如果很小，電路中的電流可能比 大，用這兩個電源分別給相同的小燈泡供電，燈泡的亮度取決于 ，那么就出現(xiàn)了剛才的實驗現(xiàn)

9、象了教師：很好一般電源的電動勢和內電阻在短時間內可以認為是不變的那么外電阻 的變化，就會引起電路中電流的變化，繼而引起路端電壓 、輸出功率 、電源效率 等的變化幾個重要推論（1）路端電壓 隨外電阻 變化的規(guī)律板書：5幾個重要推論（l）路端電壓 隨外電阻 變化的規(guī)律演示實驗,圖3所示電路，4節(jié)1號電池和1個10的定值電阻串聯(lián)組成電源（因為通常電源內阻很小， 的變化也很小，現(xiàn)象不明顯）移動滑動變阻器的滑動片，觀察電流表和電壓表的示數(shù)是如何隨 變化？教師：從實驗出發(fā)，隨著電阻 的增大，電流 逐漸減小，路端電壓 逐漸增大大家能用閉合電路的歐姆定律來解釋這個實驗現(xiàn)象嗎？學生：因為 變大，閉合電路的總電阻

10、增大，根據(jù)閉合電路的歐姆定律， ，電路中的總電流減小，又因為 ，則路端電壓增大教師：正確我們得出結論，路端電壓隨外電阻增大而增大，隨外電阻減小而減小一般認為電動勢和內電阻在短時間內是不變的，初中我們認為電路兩端電壓是不變的，應該是有條件的，當 無窮大時， 0，外電路可視為斷路， 0，根據(jù) ，則 ，即當外電路斷開時，用電壓表直接測量電源兩極電壓，數(shù)值等于電源的電動勢；當 減小為0時，電路可視為短路， 為短路電流，路端電壓 板書5：路端電壓隨外電阻增大而增大，隨外電阻減小而減小斷路時， ， 0， ；短路時， ， 電路的路端電壓與電流的關系可以用圖像表示如下（2）電源的輸出功率 隨外電阻 變化的規(guī)律教師：在純電阻電路中，當用一個固定的電源（設 、r是定值）向變化的外電阻供電時，輸出的功率 ，又因為 ，所以 ，當 時，電源有最大的輸出功率 我們可以畫出輸出功率隨外電阻變化的圖線，如圖所示 板書6：在純電阻電路中，當用一個固定的電源（即 、 是定值）向變化的外電阻供電時，輸