闭合电路欧姆定律实验步骤_闭合电路的欧姆定律_生活广记

《闭合电路欧姆定律》教学案例
教学目标： (一) 知识与技能
1．能够掌握闭合电路的欧姆定律及其公式，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和图线表达，并能用来分析、计算有关问题。
3．掌握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．熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题。5．理解闭合电路的功率表达式，知道闭合电路中能量的转化。(二) 过程与方法
通过利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
(三) 情感、态度与价值观
通过本节课教学，加强对学生科学素质的培养，通过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力。
教学重点难点：重点：
1．闭合电路欧姆定律的几个表达形式，应用定律进行有关讨论。2．路端电压与负载的关系。难点：
路端电压与负载的关系。(一) 引入新课
问题：在恒定电流这一章，有几个欧姆定律，什么叫部分电路欧姆定律？理想电源和非理想电源的区别学生思考讨论
学生回答：导体中的电流I 跟导体两端的电压U 成正比，跟它的电阻R 成反比
理想电源无内阻，非理想电源有内阻
问题：根据大家的理解，部分电路和闭合电路欧姆定律的区别是什么学生讨论
学生回答：闭合电路考虑电动势和内阻深入问题：内阻造成的影响是什么学生讨论，
教师导语：要深入了解这个问题，需要研究好电源所以请讨论以下问题问题一： 1、什么是电源？
2、电源电动势的概念? 物理意义? 学生思考讨论
学生回答：把其它形式的能转换成电能的装置。
1）定义：电源在移动电荷过程中，非静电力对电荷做的功与移动电荷的比值
2）意义：电动势表示电源将其他形式的能转化为电能本领。
学生举例分析：干电池，化学能转化成电能，太阳能电池，太阳能转化成电能
这个问题是基本概念，可以一代而过
问题二：闭合回路的组成是什么？那部分是外电路，那部分是内电路？并画出最简单的闭合回路。闭合回路的电流方向如何？
电路中的电势变化情况如何？
学生讨论
学生回答：电源开关用电器导线。电源内部的是内电路，电源外部是外电路
外电路有正极流向负极，内电路由负极流向正极外电路电势由高到低，内电路由低到高教师：这个同学说得确切吗？
教师点评：出现的问题最多的地方是内电路，内电路中有电阻，所以内电
路是电势升中有降
请学生结合下图进行理解分析
直接过渡到本节重点内容
问题三：电动势等于内外电路电势降落之和，请继续推导闭合电路欧姆定律的其他形式学生讨论推导
教师巡视教师，观察学生推导过程中的问题这一基本内容学生掌握不错
E ＝U 外＋U 内 E ＝U 外＋Ir
根据欧姆定律，外电路两端的电势降落为U 外＝IR ，习惯上称为路端电压，内电路的电势降落为U 内＝Ir ，代入E ＝IR ＋Ir 得I ＝
E R ＋r
对点检测：在如图所示电动势为2V 的电源跟一个阻值R=9Ω的电阻接成闭合电路, 测得电源两端电压为1.8V, 求电源的内电阻.
学生掌握不错，学生自己可以解决，教师不用多讲
问题四：分析两个特例？当外电路断路时，电压表读数是多少？当外电路短路时，电流表读数是多少学生讨论
学生：断路。断路时，外电阻R →∝，电流I ＝0，U 内＝0，U 外＝E。教师：如何用电压表测量电动势？
学生：电压表测电动势就是利用了这一原理。
学生：当发生短路时，外电阻R ＝0，U 外＝0 ， U 内＝E ＝Ir ，故短路电流I E。r
教师：一般情况下，电源内阻很小，像铅蓄电池的内阻只有0.005 Ω～0.1 Ω，干电池的内阻通常也不到1 Ω，所以短路时电流很大，很大的电流会造成什么后果？
学生：可能烧坏电源，甚至引起火灾。教师：实际中，要防止短路现象的发生。
对点检测：如图，R ＝0.8Ω当开关S 断开时电压表的读数为1.5V ；当开关S 闭合时电压表的读数为1.2V 则该电源的电动势和内电阻分别为多少?
学生掌握不错，学生可以解决，教师不用多讲问题五: 讨论：电源的U －I 图象
教师：根据U ＝E-Ir，利用数学知识可以知道路端电压U 是电流I 的一次函数，同学们能否作出U －I 图象呢？
学生：路端电压U 与电流I 的关系图象是一条向下倾斜的直线。投影：U －I 图象如图所示。
教师：从图象可以看出路端电压与电流的关系是什么？学生：U 随着I 的增大而减小。
教师：直线与纵轴的交点表示的物理意义是什么？直线的斜率呢？学生讨论
学生：直线与纵轴的交点表示电源的电动势E ，直线的斜率的绝对值表示电源的内阻
教师点评：如果纵坐标不是从0开始变化，纵轴的截距表示短路电流吗？学生继续讨论
这时不是短路电流，是某一个电流值问题六．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 ＝
E
R 增大时I 减?。籖减小时I 增大。R ＋r
教师：外电阻增大时，路端电压如何变化？
学生：当外电阻增大时，电流减小，路端电压增大；当外电阻减小时，电流增大，路端电压减小。
教师提出新的问题：下面用前面学过的知识讨论它们之间的关系。路端电压与电流的关系式是什么？
学生：U ＝E －Ir
问题讨论：运用这一关系，进行分析
学生：就某个电源来说，电动势E 和内阻r 是一定的。当R 增大时，由I E E ＝得，I 减?。?由U ＝E －Ir ，路端电压增大。反之，当R 减小时，由I ＝R ＋r R ＋r 得，I 增大，由U ＝E －Ir ，路端电压减小。
教师点评，分析问题要有理有据
例题：如图所示，电源的电动势和内阻都保持不变，当滑动变阻器的滑动触点向上端移动时（）
A、电压表的读数增大，电流表的读数减小 B、电压表和电流表的读数都增大 C、电压表和电流表的读数都减小
D、电流表的读数增大，电压表的读数减小
学生做题讨论找学生代表讲解讨论
再找一学生代表总结程序法解题步骤闭合电路动态分析程序法思路总结：
R 局增大→R 总增大→I 总减小→U 端增大→I 局和U 局
问题七探究：闭合电路欧姆定律的能量关系是什么？学生讨论
学生回答：电源通过非静电力做功，把其他能转化为电能，总电能分两部分消耗，一部分是内电阻产生的电热，一部分输出给外电路
教师问题：请推导出具体的能量关系式 E ＝U 内＋U 外 EI ＝U 内I ＋U 外I
1．电源提供的功率（电源功率）=EI
2．电源的输出功率（外电路得到的功率）=U外I 3．电源内阻上的热功率 =I2r
教师提出新的具体问题：外电阻多大，电源有最大输出功率？请同学们运用具体知识进行推导，同时推导电源效率问题学生充分讨论 P=UI=I2r=E
2
r/(R+r)2
当R=r时，输出功率最大
P 进一步提问：电源效率跟外电阻的关系是？ η=出?100%
学生讨论
P 总
I 2R
η=2?100%=R ?100%=
I (R +r ) 结论：电源的效率随外电阻的增大而增大R +r
?100%
r 1+
R 典型例题分析：如图所示, 直线A 为电源的路端电压U 与电流I 的关系图线, 直线
B 是电阻R 的两端电压U 与电流I 的关系图象, 用该电源与电阻R 组成闭合电路, 电源的输出功率和电源的效率分别为多少?
U/V
1
进一步拓展新的问题:
对应面积是？
哪块面积表示电源总功率？哪块面积表示电源内功率？学生提问教师答疑
(三) 课堂总结
通过本节课的学习，主要学习了以下几个问题：
2
4
6
I/A
1．电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。电源电动势等于闭合电路内、外电阻上的电势降落U 内和U 外之和，即E ＝U 内＋U 外。
2．闭合电路的欧姆定律的内容及公式。
3．路端电压随着外电阻的增大而增大，随着外电阻的减小而减小。4．路端电压与电流的关系式为U ＝E －Ir，其U －I 图线是一条倾斜的直线。5. 学习了电源的能量关系
如图所示，闭合开关S ，当滑片P向左移动时（）A．电流表示数变大，电压表示数变小B．电流表示 C

分析：电压表测并联电路电压，电源电压U不变，所以电压表示数不变，电阻R和灯泡L并联，加在电源两端，所以在滑片P由右端向左滑向中点处的过程中，灯泡两端电压不变，亮度不变
点评：本题是一道闭合电路的动态分析题，分析电路结构画出等效电路图是正确解题的前提；灵活应用欧姆定律、并联电路的特点、功率公式是正确解题的关键．
A

试题分析：分析电路结构，明确各电路元件的连接方式；
根据滑片的移动方向，判断滑动变阻器接入电路的阻值如何变化，电路的总阻值如何变化；
由欧姆定律及串联电路的特点，可判断出电流表与电压表的示数如何变化．
解：（1）定值电阻与滑动变阻器串联在电路中，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路电流；
（2）滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变?。?缏纷艿缱鑂变小，电源电压U不变，
电路电流I=变大，电流表示数变大；
（3）定值电阻阻值不变，电路电流变大，定值电阻两端的电压变大；电源电压不变，由串联电路特点知，
滑动变阻器两端的电压等于电源电压与定值电阻两端电压之差，所以滑动变阻器两端的电压变?。?
故选A．
【闭合电路欧姆定律实验步骤_闭合电路的欧姆定律】
点评：本题是一道闭合电路的动态分析题，分析清楚电路图，明确各电路元件的连接方式，是正确解题的前提；熟练应用欧姆定律、串联电路的特点是正确解题的关键．