闭合电路的欧姆定律教学设计.doc

闭合电路的欧姆定律教学设计

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。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。
3、熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题。理解路端电压与电流的关系图像。
（二）过程与方法
1、通过演示路端电压与负载的关系实验，培养学生利用“实验研究，得出结论”的探究物理规律的科学思路和方法。
2、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。
教学重难点
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
难点 路端电压与负载的关系及其图像。
教学方法
演示实验，自主学习，讨论、讲解
教学手段
滑动变阻器、电压表、电流表、电键、导线若干、投影仪、多媒体电脑
教学活动
（一）引入新课
教师：前边我们知道电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。怎样测得电池的电动势？把小灯泡接入电路，电压表读数小于1.5V，为什么不是1.5V呢？是谁“偷走了”电压吗？（演示试验1）
（二）进行新课
1、闭合电路欧姆定律
学生：自主学习，阅读。
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，正电荷受静电力作用，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（代表）：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）1.闭合电路的组成。
2.闭合电路中电势升降的关系。
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E1外的表达式；
（2）写出在t时间内，内电路中消耗的电能E2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）E1外=I2Rt（2）E2内=I2rt（3）W=Eq=EIt
根据能量守恒定律，W= E1外+E2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= (1) E =IR+ Ir (2) (3)
(1)(2)适用于纯电阻电路。
R
S
E
r
例1：在如图所示的电路中，电源的电动势为 1.5V，内阻为0.12Ω，外电路的电阻为1.38Ω， 求电路中的电流和路端电压.
解：由闭合电路欧姆定律，电路中的电流为

路端电压

2、路端电压与负载的关系
理论推导：
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。
A
教师：外电阻增大时，路端电压如何变化？
学生：有人说变大，有人说变小。
V
教师：实践是检验真理的惟一标准，让我们一起来做下面的实验。
演示实验：探讨路端电压随外电阻变化的规律。（实验演示2）
（1）投影实验电路图如图所示。
（2）按电路图连接电路。
（3）调节滑动变阻器，改变外电路的电阻，观察路端电压怎样随电流（或外电阻）而改变。
学生：总结实验结论：
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。
拓展：讨论两种特殊情况：
教师：刚才我们讨论了路端电压跟外电阻的关系，请同学们思考：在闭合电路中，当外电阻等于零时，会发生什么现象？
学生：发生短路现象。
教师：发生上述现象时，电流有多大？
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=。
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。当外电阻很大时，又会发生什么现象呢？
学生：断路。断路时，外电阻R→∝，电流I=0，U内=0，U外=E。
教师：电压表测电动势就是利用了这一原理。
3、闭合电路欧姆定律的应用（投影）
例题2: 如图所示, R1=14Ω、R2=9Ω,当开关S 切换到位置1时,电流表的示数为I1=0.2A ;当开关S切换到位置2时,电流表的示数为I2=0.3A. 求:电源的电动势 E 和内阻 r.

A
R1
R2
1
2
解：根据闭合电路欧姆定律得：
E = I1R1 + I1r
E = I2R2 + I2r
消去E，解出r，得r=1Ω
将r值代入方程⑴中，得E = 3V
教师引导学生分析解决例题。
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：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。
（三）课堂总结、点评
通过本节课的学习，主要学习了以下几个问题：
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。
（四）课堂练习
1.在闭合电路中，下列叙述正确的是 ( AD )
A.闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比
B.当外电路断开时，路端电压等于零
C.当外电路短路时，电路中的电流趋近于∞
D.当外电阻增大时，路端电压也增大
2.关于电源电动势的说法，正确的是 ( C )
A.在某电路中每通过2C的电荷量，电池提供的电能是4J，那么这个电池的电动势是0.5V
B.电源的路端电压增大时，其电源电动势一定也增大
C.无论内电压和外电压如何变化，其电源电动势一定不变
D.电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多

c
b
a
R
3、如图电路，闭合开关S后，a、b、c三盏灯均能发光，电源电动势E恒定且内阻r不可忽略。现将变阻器R的滑片稍向上滑动一些，三盏灯的亮度变化情况是（ B ）
A、a灯变亮，b、c灯变暗
B、a、c灯变亮，b灯变暗
C、a、c灯变暗，b灯变亮
D、a、b灯变暗，c灯变亮
教学反思