高中物理 閉合電路的歐姆定律教案6 新人教版選修3

1、第七節(jié) 閉合電路的歐姆定律學(xué)案導(dǎo)學(xué)學(xué)習(xí)目標 （一）知識與技能1、能夠推導(dǎo)出閉合電路歐姆定律及其公式，知道電源的電動勢等于內(nèi)、外電路上電勢降落之和。2、理解路端電壓與負載的關(guān)系，知道這種關(guān)系的公式表達和圖線表達，并能用來分析、計算有關(guān)問題。3、掌握電源斷路和短路兩種特殊情況下的特點。知道電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓。4、熟練應(yīng)用閉合電路歐姆定律解決有關(guān)的電路問題。5、理解閉合電路的功率表達式，知道閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化。（二）過程與方法1、通過演示路端電壓與負載的關(guān)系實驗，培養(yǎng)利用“實驗研究，得出結(jié)論”的探究物理規(guī)律的科學(xué)思路和方法。2、通過利用閉合電路歐姆定律解決一些簡單的實際

2、問題，培養(yǎng)運用物理知識解決實際問題的能力。（三）情感、態(tài)度與價值觀通過本節(jié)課教學(xué)，加強對科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，通過探究物理規(guī)律培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力。學(xué)習(xí)重點推導(dǎo)閉合電路歐姆定律，應(yīng)用定律進行有關(guān)討論。學(xué)習(xí)難點路端電壓與負載的關(guān)系自主學(xué)習(xí)1.內(nèi)、外電路： 、導(dǎo)線組成外電路， 是內(nèi)電路。在外電路中，沿電流方向電勢 。2.閉合電路的電流跟電源電動勢成 ，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成 。這個結(jié)論叫做閉合電路歐姆定律。3.電動勢和電壓：斷路時的路端電壓 電源電動勢；閉合電路中，電動勢等于 電勢降落之和。同步導(dǎo)學(xué)1.路端電壓U隨外電阻R變化的討論電源的電動勢和內(nèi)電阻是由電源本身決定的，不隨外電路電阻的變化而改變，

3、而電流、路端電壓是隨著外電路電阻的變化而改變的：有：（1）外電路的電阻增大時，I減小，路端電壓升高；（2）外電路斷開時，R=，路端電壓U=E;（3）外電路短路時，R=0，U=0，I= (短路電流)，短路電流由電源電動勢和內(nèi)阻共同決定，由于r一般很小，短路電流往往很大，極易燒壞電源或線路而引起火災(zāi).2.路端電壓與電流的關(guān)系閉合電路歐姆定律可變形為U=E-Ir，E和r可認為是不變的，由此可以作出電源的路端電壓U與總電流I的關(guān)系圖線，如圖所示.依據(jù)公式或圖線可知：（1）路端電壓隨總電流的增大而減?。?）電流為零時，即外電路斷路時的路端電壓等于電源電動勢E.在圖象中，UI圖象在縱軸上的截距表示電源的電

4、動勢（3）路端電壓為零時，即外電路短路時的電流I=.圖線斜率絕對值在數(shù)值上等于內(nèi)電阻（4）電源的UI圖象反映了電源的特征（電動勢E、內(nèi)阻r)例1 如圖所示，圖線a是某一蓄電池組的伏安特性曲線，圖線b是一只某種型號的定值電阻的伏安特性曲線若已知該蓄電池組的內(nèi)阻為2.0，則這只定值電阻的阻值為_?，F(xiàn)有4只這種規(guī)格的定值電阻，可任意選取其中的若干只進行組合，作為該蓄電池組的外電路，則所組成的這些外電路中，輸出功率最大時是_W。解析：由圖象可知蓄電池的電動勢為20V，由斜率關(guān)系知外電阻阻值為6。用3只這種電阻并聯(lián)作為外電阻，外電阻等于2，因此輸出功率最大為50W。3.閉合電路中的電功率和電源的效率閉合

5、電路的歐姆定律就是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律在閉合電路的反映.由E=UU可得EI=UI+UI或EIt=UIt+UIt（1）電源的總功率：P=EI=I（U+U)若外電路是純電阻電路，還有P=I2（R+r)= (2)電源內(nèi)部消耗的功率：P內(nèi)=I2r=UI=(3)電源的輸出功率：P出=P總-P內(nèi)=EI-I2r=UI若外電路為純電阻電路，還有P出=I2R（4）電源的效率：（最后一個等號只適用于純電阻電路）電源的輸出功率，可見電源輸出功率隨外電阻變化的圖線如圖所示，而當內(nèi)外電阻相等時，電源的輸出功率最大，為。4. 閉合電路中局部電阻的變化而引起電流、電壓的變化是典型的電路的動態(tài)變化問題。此類問題應(yīng)在明確各用電器

6、或電表所對應(yīng)的電流、電壓的基礎(chǔ)上，按局部（R的變化）全局（I總、U端的變化）局部（U分、I分的變化）的邏輯思維進行分析推理，使得出的每一個結(jié)論都有依據(jù)，這樣才能得出正確的判斷。例2 如圖所示的電路中，若將滑動變阻器的滑動觸頭向b端滑動時，試判斷圖中八只表的示數(shù)將怎樣變化(各電表內(nèi)阻對電路的影響均不考慮)?解析：本題為“動態(tài)”分析問題，可用常規(guī)分析法逐步推出結(jié)論.R2的滑片向下滑動，R2值變大，引起R總變大.由，可知總電流變小，即電流表A示數(shù)變小.由UIR總，可知端壓變大，即電壓表V示數(shù)變大.由.可知I4變大，即電流表AA示數(shù)變大.由I1II4，可知I1變小，即電流表A1示數(shù)變小.由U1I1R1

7、可知U1變小，即電壓表V1示數(shù)變小.由U2UU1，可知U2變大，即電壓表V2示數(shù)變大.由，可知I3變大，即電流表A3示數(shù)變大.由I2I1I3，可知I2變小，即電流表A2示數(shù)變小.例3 圖(a)為一個電燈兩端的電壓與通過它的電流的變化關(guān)系曲線.由圖可知。兩者不成線性關(guān)系，這是由于焦耳熱使燈絲的溫度發(fā)生了變化的緣故.參考這根曲線回答下列問題(不計電流表和電池的內(nèi)阻).(1)若把三個這樣的電燈串聯(lián)后，接到電動勢為12V的電源上，求流過燈泡的電流和每個燈泡的電阻.(2)如圖(b)所示，將兩個這樣的燈并聯(lián)后再與10的定值電阻串聯(lián)，接在電動勢為8V的電源上，求通過電流表的電流值以及每個燈的電阻值.解析：(

8、1)把三個這樣的電燈串聯(lián)后，每只電燈得到的實際電壓為.再在圖(a)上可以查到每只電燈加上4V的實際電壓時的工作電流為I0.4A.由此可以求出在此時每只電燈的實際電阻. (2)在圖(b)所示的混聯(lián)電路中，設(shè)每只電燈上的實際電壓和實際電流分別為U和I.在這個閉合電路中，電源電動勢值應(yīng)等于全電路電壓降之和，即EU+2IR0，代值并整理得U820I.這是一個反映電路約束(因電路結(jié)構(gòu)特點而必須滿足的電流、電壓關(guān)系)的直線方程，把該直線在圖(a)坐標系中畫出，如圖所示.而在該坐標系中原來就有一根反映元件約束(因元件即電燈的特點而必須滿足的電流和電壓關(guān)系)的曲線.這兩條曲線的交點所表達的電流I和電壓U，同時

9、滿足了電路結(jié)構(gòu)和元件的要求，該元件實際上將工作在這個特定的電流和電壓上，我們可以把這一點稱作為該元件的“工作點”.現(xiàn)在我們可以在圖上查出該工作點為U2V，I0.3A.這樣，我們就可以求出此時每只燈泡的實際電阻.當堂達標1.在閉合電路中，下列敘述正確的是()A.閉合電路中的電流跟電源電動勢成正比，跟整個電路的電阻成反比B.當外電路斷開時，路端電壓等于零C.當外電路短路時，電路中的電流趨近于D.當外電阻增大時，路端電壓也增大2.有一電動勢為3V，內(nèi)阻不能忽略的電池兩端接一電阻R，1C電荷通過R時.在R上產(chǎn)生的熱量()A.大于3JB.小于3JC.等于3JD.電源內(nèi)阻未知，無法確定3.如圖所示為兩個不

10、同閉合電路中兩個不同電源的U-I圖象，則下列說法中正確的是( )A.電動勢E1=E2，短路電流I1I2B.電動勢E1=E2.內(nèi)阻r1r2C電動勢E1E2，內(nèi)阻r1r2來D.當兩電源的工作電流變量相同時，電源2的路端電壓變化較大4.一個電源分別接上8和2的電阻時，兩電阻消耗的電功率相等，則電源內(nèi)阻為( )A.1B.2C.4D.85如圖所示電路中.A、B兩燈均正常發(fā)光，R為一滑動變阻器，P為滑動片，若將滑動片向下滑動，則()A.A燈變亮 B.B燈變亮C.R1上消耗功率變大 D.總電流變小6如圖所示的電路中，當變阻器R3的滑動頭P向b端移動時（ ）A.電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小B.電壓表示數(shù)變小

11、，電流表示數(shù)變大C.電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變大D.電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變小7. 如圖所示的電路中，電阻R1=6，R2=3，S斷開時，電流表示數(shù)為0.9A，S閉合時，電流表示數(shù)為0.8A，則電源電動勢為E=_V，內(nèi)阻r=_。8. 如圖所示的電路中，電源電動勢E10V、內(nèi)阻r1.0，當滑動變阻器的阻值調(diào)節(jié)為R13.0Q后，開關(guān)S斷開和接通時，A、B之間電路消耗的電功率都為P4.0W.求:開關(guān)S閉合的前、后，通過R2的電流各是多大?9.如圖所示電路中，R3=4，電流表讀數(shù)為0.75A，電壓表讀數(shù)為2V，由于某一電阻斷路，使電流表讀數(shù)為0.8A，而電壓表讀數(shù)為3.2V，問:(1)哪一只電阻斷

12、路?(2)電源電動勢和內(nèi)電阻各多大?10. 如圖所示的電路中，R1=3，R2=6，R3=1.5，C=20F當開關(guān)S斷開時，電源所釋放的總功率為2W；當開關(guān)S閉合時，電源所釋放的總功率為4W求:(1)電源的電動勢和內(nèi)電阻；(2)閉合S時，電源的輸出功率；(3)S斷開和閉合時，電容器所帶的電荷量各是多少?拓展提高1.關(guān)于電源電動勢的說法，正確的是()A.在某電路中每通過2C的電荷量，電池提供的電能是4J，那么這個電池的電動勢是0.5VB.電源的路端電壓增大時，其電源電動勢一定也增大C.無論內(nèi)電壓和外電壓如何變化，其電源電動勢一定不變D.電源的電動勢越大，電源所能提供的電能就越多2.單位電荷繞閉合電

13、路一周，如外電路是純電阻電路，外電路中產(chǎn)生的熱量僅決定于()A.電流的大小，且與電流的平方成正比B.電源電動勢的大小，且與電動勢的大小成正比C.路端電壓的大小，且與路端電壓的大小成正比D.各部分電阻值的大小，且與電阻值成反比3.在燈泡旁并聯(lián)一只大功率的電爐，發(fā)現(xiàn)電燈變暗，這是因為()A.電爐從電燈上分出了一部分電流B.輸電線上電壓增大，電燈上電壓下降C.電爐的額定電壓大于電燈的額定電壓D.原來電燈上的電壓有一部分分給了電爐4.一電源(電動勢為E，內(nèi)阻為r)，當它和一標有“6V，3W”的小燈泡構(gòu)成閉合回路時，小燈泡恰好正常發(fā)光.如果該電源與一標有“6V，6W”的小燈泡構(gòu)成一閉合回路，該燈泡()A

14、.正常發(fā)光B.比正常發(fā)光暗C.比正常發(fā)光亮D.因不知電源內(nèi)阻的大小，故無法確定5. 如圖所示電路中，電源的內(nèi)電阻不能忽略.已知定值電阻R1=10，R2=8.當開關(guān)S接到位置1時，電壓表V的示數(shù)為2V；當開關(guān)S接到位置2時，電壓表V的示數(shù)可能為()A.2.2VB.1.9V C.1.6VD.1.3V6.如圖所示電路中，當開關(guān)S閉合時，電流表和電壓表讀數(shù)的變化是( )A.兩表讀數(shù)均變大B.兩表讀數(shù)均變小C.電流表讀數(shù)增大，電壓表讀數(shù)減小D.電流表讀數(shù)減小，電壓表讀數(shù)增大7.如圖所示的電路中，當可變電阻R的阻值增大時()A.UAB增大B.UAB減小 C.IR增大D.IR減小8.如圖所示的電路中，電源電

15、動勢為6V，當開關(guān)S接通后，燈泡L1和L2都不亮，用電壓表測得各部分電壓是Uab=6V，Uad=0，Ucd=6V，由此可判定()A.L1和L2的燈絲都燒斷了B.L1的燈絲燒斷了C.L2的燈絲燒斷了D.變阻器R斷路9.電動勢為E、內(nèi)阻為r的電池與固定電阻R0、可變電阻R串聯(lián)，如圖所示，設(shè)R0=r，Rab=2r.當變阻器的滑動片自a端向b端滑動時，下列各物理量中隨之減小的是()A.電池的輸出功率 B.變阻器消耗的功率C.固定電阻R0上消耗的功率 D.電池內(nèi)電阻上消耗的功率10.如圖所示的電路中，當S斷開時，電源內(nèi)部消耗的功率與輸出功率之比為1:3；當S閉合時，它們的比為1:1,則下列說法正確的是(

16、)A.R1:r=1:1B.R1:R2=2:1C.兩次輸出功率之比為1:1D.S斷開與S閉合時輸出功率之比為3:411如圖所示，直線A為電源的路端電壓U與電流I的關(guān)系圖象，直線B是電阻R的兩端電壓與其中電流I的關(guān)系圖象，用該電源與電阻R組成閉合電路，則電源的輸出功率為_W，電源的效率為_12.如圖所示的電路中，電池的電動勢E=.0 V，內(nèi)電阻r=2.0 ，固定電阻R1=1.0 ，R2為可變電阻，其阻值在010 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，問：取R2= 時，R1消耗的電功率最大.取R2= 時，R2消耗的電功率最大.13.如圖所示的電路中，電源電動勢為10V，R1=4，R2=6，電容C=30F，電源內(nèi)阻忽略不計。求

17、:(1)閉合開關(guān)S，穩(wěn)定后通過電阻R1的電流；(2)將開關(guān)S斷開，再次穩(wěn)定后，求通過R1的總電荷量14如圖所示，變阻器R2的最大電阻是10 ，R3=5 ，電源的內(nèi)電阻r=1 ，當開關(guān)S閉合，變阻器的滑片在中點位置時，電源的總功率為16 W，電源的輸出功率為12 W.此時電燈R1正常發(fā)光，求：(1)電燈阻值R1是多少?(設(shè)R1阻值恒不變)(2)當開關(guān)S斷開時，要使電燈正常工作，應(yīng)使變阻器的電阻改變多少?探究： 聯(lián)系本節(jié)所學(xué)內(nèi)容思考并討論課本“做一做”中的問題。學(xué)后反思： 你對學(xué)案的意見： 課后作業(yè)：問題與練習(xí)2、3、4第七節(jié) 閉合電路的歐姆定律參考答案自主學(xué)習(xí)1.用電器 電源內(nèi)部 降低 2.正比