高中物理閉合電路歐姆定律教學(xué)設(shè)計(jì)
一．教學(xué)要求
1.懂得電動(dòng)勢(shì)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(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓
2.導(dǎo)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(guān)系,U-I關(guān)系.
4.學(xué)會(huì)運(yùn)用閉合電路的歐姆定律解決簡(jiǎn)單電路的問(wèn)題.
二．教學(xué)重點(diǎn)
研究路端電壓的變化規(guī)律,掌握閉合電路中的U-R關(guān)系,U-I關(guān)系.
三．教學(xué)方式
講授和討論相結(jié)合
四．教學(xué)過(guò)程
一、電動(dòng)勢(shì)
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(shuō)明電源兩極間的電壓是由電源本身的性質(zhì)決定的.為了表征電源的這種特性,物理學(xué)中引入了電動(dòng)勢(shì)的概念.
電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓.用符號(hào)ε表示,單位是伏特.
電動(dòng)勢(shì)的.物理意義：表征了電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)．故ε在數(shù)值上等于電路中通過(guò)1庫(kù)侖電量時(shí)電源所提供的能量.
二、閉合電路的歐姆定律
�。睂W(xué)生推導(dǎo)
推導(dǎo)閉合電路的歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式,并說(shuō)明其物理意義.
給出條件: 閉合電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為ε,內(nèi)電阻為r,外電阻為R,電路中的電流強(qiáng)度為I.
提出要求: 尋找I ε R r的關(guān)系.
�。驳贸鼋Y(jié)論
閉合電路里的電流強(qiáng)度，跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟整個(gè)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(huì)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(kāi)時(shí)，R--∞ U=ε即路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)。這正是表明可以用伏特表直接測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)的道理。
外電路短路時(shí)，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(huì)燒壞電源,還可能引起火災(zāi),要注意避免發(fā)生.
ε/rＩＵＯε
四、U-I關(guān)系
U＝ε-Ir （U＝-Ir+ε）
講解圖象的物理意義
ε表示電動(dòng)勢(shì)
ε/r表示短路電流
斜率的絕對(duì)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(jiàn)教后記）
六、例題和練習(xí)
例1：如圖所法,當(dāng)滑線變阻器的滑動(dòng)觸點(diǎn)向上端移動(dòng)時(shí)( 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(dòng)勢(shì)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(dāng)變阻器的滑片Ｐ從ａ向ｂ移動(dòng)過(guò)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(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片向下滑動(dòng)時(shí),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(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片P向左端滑動(dòng)時(shí)( 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(shí),電流表的讀數(shù)為0.2A;只閉合電鍵S2時(shí),電流表的讀數(shù)為0.3A.當(dāng)S1和S2同時(shí)閉合時(shí),電流表的讀數(shù)為多少?
(0.46A)
思考:電源電動(dòng)勢(shì)ε=6V,內(nèi)電阻r=0.5歐,當(dāng)它和一只外電阻連接時(shí)電源輸出功率為10W,試求閉合電路中的電流強(qiáng)度.(2A或10A)
例4：如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為ε，內(nèi)電阻為r，外電路總電阻為R，當(dāng)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(dòng)勢(shì)為ε，內(nèi)電阻為r，求：
�、匍_(kāi)關(guān)閉合后，外電路電阻R的阻值為多少時(shí)，電源的輸出功率最大？此時(shí)電源的輸出功率為多大？電源的效率為多少？
�、陂_(kāi)關(guān)閉合后，外電路電阻R的阻值為多少時(shí)，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(dòng)勢(shì)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(guò)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(xí).
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