2.7闭合电路欧姆定律定律.doc1.doc12.docVIP

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。