2.7闭合电路欧姆定律定律.doc1.doc12.docVIP

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2.7闭合电路欧姆定律定律.doc1.doc12

第7节、闭合电路欧姆定律定律 一、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公式,知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。 2、理解路端电压与负载的关系,知道这种关系的公式表达,并能用来分析、计算有关问题。 3、知道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。 4、理解闭合电路中能量转化的情况. (二)过程与方法 1、经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程,体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用,理解内、外电路的能量转化。 2、通过路端电压与负载的关系实验,培养利用“实验研究,得出结论”的探究物理规律的科学思路和方法,并从中培养实验的操作能力。 3、通过对外电阻改变引起电流、电压的变化的分析,培养逻辑思维能力。 (三)情感、态度与价值观 1、通过观察路端电压随外电路变化的实验,发现认知冲突,从而激发学习兴趣。 2、通过对闭合电路的分析与计算,体会能量守恒思想。 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 教学方法:实验,讨论、讲解 教学用具:滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、电键、导线若干、投影仪、多媒体电脑 教学过程 (一)引入新课: 用问题引课 首先让学生思考教师提出的问题:有三个完全相同的小灯泡(标 有“3V、5Ω),并联接在电源两端电压恒为U=3V的电源上(如图1 所示),当依次闭合开关S1、S2和S3时,三个小灯泡都能正常发光吗? 学生根据初中学过的知识很容易回答出:三个小灯泡都能正常发光。 2.接着教师再提出问题:若在干路上串联一个r=1Ω的电阻(如图2所示),并将电源两端的电压提高到U=3.6V,再依次闭合三个开关,小灯泡还能正常发光吗?为什么? 学生通过计算,得出结论:当只闭合S1时,灯泡L1正常发光;再闭合S2和S3时,三个小灯泡均不能正常发光。原因是由于r的存在,当再闭合S2和S3时,电路中的电流增大,r上分压过多,使得小灯泡两端的电压均低于额定电压3V。 学生实验:用两节干电池串联做为电源,连接成如图1所示的电路,并让学生思考,当依次闭合开关S1、S2和S3时,三个小灯泡都能正常发光吗? 学生根据对问题1分析的经验,大数学生认为三个灯泡均能正常发光。 学生依次闭合开关S1、S2和S3时,发现接入电路中的灯泡越多,灯泡越暗,与图2所示电路的分析结果相同。 引导学生分析实验现象产生的原因,找出电路中相当于图2所示电路中r的电阻可能在电源的内部,从而引入了分析包括电源在内的闭合电路的必要性,并由此引入新课。 (二)进行新课 1、闭合电路欧姆定律 教师:(投影)教材图2.7-1(如图所示) 教师:闭合电路是由哪几部分组成的? 学生:内电路和外电路。 教师:在外电路中,沿电流方向,电势如何变化?为什么? 学生:沿电流方向电势降低。因为正电荷的移动方向就是电流方向,在外电路中,正电荷受电场力作用,从高电势向低电势运动。 教师:在内电路中,沿电流方向,电势如何变化?为什么? 学生:沿电流方向电势升高。因为电源内部,非静电力将正电荷从电势低处移到电势高处。 教师:这个同学说得确切吗? 学生讨论:如果电源是一节干电池,在电源的正负极附近存在着化学反应层,反应层中非静电力(化学作用)把正电荷从电势低处移到电势高处,在这两个反应层中,沿电流方向电势升高。在正负极之间,电源的内阻中也有电流,沿电流方向电势降低。 教师:(投影)教材图2.7-2(如图所示)内、外电路的电势变化。 教师:引导学生推导闭合电路的欧姆定律。可按以下思路进行: 设电源电动势为E,内阻为r,外电路电阻为R,闭合电路的电流为I, (1)写出在t时间内,外电路中消耗的电能E外的表达式; (2)写出在t时间内,内电路中消耗的电能E内的表达式; (3)写出在t时间内,电源中非静电力做的功W的表达式; 学生:(1)E外=I2Rt (2)E内=I2rt (3)W=Eq=EIt 根据能量守恒定律,W= E外+E内 即EIt =I2Rt+ I2rt 整理得:E =IR+ Ir 或者 教师(帮助总结):这就是闭合电路的欧姆定律。 (1)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。 (2)公式:I= (3)适用条件:外电路是纯电阻的电路。 根据欧姆定律,外电路两端的电势降落为U外=IR,习惯上成为路端电压,内电路的电势降落为U内=Ir,代入E =IR+ Ir 得 该式表明,电动势等于内外电路电势降落之和。 2、路端电压与负载的关系 教师:对给定的电源,E、r均为定值,外电阻变化时,电路中的电流如何变化? 学生:据I=可知,R增大时I减小;R减小时I增大。

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