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2019-2020年高中物理《閉合電路歐姆定律》教案4 新人教版選修3-1 要 點：知道電動勢是由電源本身決定，大小等于開路時兩極間的電壓 理解閉合電路的歐姆定律，并會用它解決有關(guān)問題 理解路端電壓與負載的關(guān)系 教學難點：電動勢與電壓的區(qū)別、歐姆定律的拓寬及應(yīng)用 考試要求：會考B（閉合電路的歐姆定律） 課堂設(shè)計：本節(jié)內(nèi)容是初高中的重要差別所在，它將初中未涉及到的電源內(nèi)部的因素、歐姆定律的完整表達式進行了適時和合理的介紹。學生有了電路的一般知識，有了對電源做功的認識，理解電動勢的概念相對來說容易一些。教學主要是圍繞電動勢的概念來進行的，閉合電路的歐姆定律的理解并不困難，但應(yīng)用的要求較高。為降低難度，本節(jié)主要在導(dǎo)出的定律后給予一定的熟悉和訓練機會，對于定律的討論、展開和應(yīng)用分解到下一節(jié)。 解決難點：由功和能量的關(guān)系推出電動勢新概念，再從這個新概念結(jié)合部分電路的歐姆定律導(dǎo)出閉合電路的歐姆定律，熟悉定律式的物理量。 學生現(xiàn)狀：電動勢名字陌生，理解新概念需要時間；電路知識由遺忘和欠缺，對新概念的建立有抵觸；內(nèi)外電路影響了的整體的思考，沒有全局觀念。 培養(yǎng)能力：分析綜合能力，理解推理能力 課堂教具：（干）電池組（新、舊），電鍵，導(dǎo)線若干，小燈泡，電壓表 一引入新課 問：同學們都知道，電荷的定向移動形成電流．那么，導(dǎo)體中形成電流的條件是什么呢？（學生答：導(dǎo)體兩端有電勢差．） 問：要形成持續(xù)的電流，必須滿足什么條件？ 答：電源、用電器和導(dǎo)線組成閉合電路。 既然形成電流必須要在閉合電路當中，那今天我們就來研究在閉合電路當中的一些物理現(xiàn)象。所謂閉合是區(qū)別與上節(jié)課的部分電路。 （二）新課教學 在上新課時，我們先介紹一個表征特性的物理量——電動勢 【板書】1、電源的作用：把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能 它并不創(chuàng)造能量，也不創(chuàng)造電荷．例如：干電池是把化學能轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電機是把機械能、核能等轉(zhuǎn)化為電能的裝置． 電源有兩極，正極的電勢高，負極的電勢低，兩極間存在電壓。 不接用電器時，干電池的電壓為1.5V,蓄電池的電壓為2V，不接用電器時，電源兩端的電壓的大小電源的本身的性質(zhì)決定，同種電源兩極間的電壓相同，不同種電源兩極間的電壓不同，為了表征電源大這種性質(zhì)我們引入了電動勢的概念 【板書】2、電源的電動勢（電源提供電能本領(lǐng)的標志） （1）大小：電源的電動勢在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時其兩極間的電壓 干電池：1.5V 蓄電池：2V （2）符號：E 單位：伏特 V （3）標量：但有方向 （4）物理意義：表征其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng) （5）決定因素：由電源本身的性質(zhì)決定 例如：干電池的電壓是1.5V，它表明了什么？ 在干電池內(nèi)把化學能轉(zhuǎn)化為電能時，可以使1C的電量具有1.5J的電能（E=W/q） 各種型號的干電池的電動勢都是1.5V．那么把一節(jié)1號電池接入電路中，它兩極間的電壓是否還是1.5V呢？ 演示：電路如圖所示，結(jié)論：開關(guān)閉合前，電壓表示數(shù)是1.5V，開關(guān)閉合后，電壓表示數(shù)變?yōu)?.4V．實驗表明，電路中有了電流后，電源兩極間的電壓減少了． V 演示：電路如圖所示，結(jié)論：開關(guān)閉合前，電壓表示數(shù)是1.5V，開關(guān)閉合后，電壓表示數(shù)變?yōu)?.4V．實驗表明，電路中有了電流后，電源兩極間的電壓減少了． 上面的實驗中，開關(guān)閉合后，電源兩極間的電壓比1.5V要小，那么減少的電壓哪去了呢？ 分析：閉合電路由內(nèi)電路和外電路兩部分組成，電源內(nèi)部的叫內(nèi)電路，電源外部的叫外電路． 【板書】3、閉合電路的組成 (1)外電路：外電阻（用電器和導(dǎo)線） 外電壓 （能量的轉(zhuǎn)化？） (2)內(nèi)電路：內(nèi)電阻（發(fā)電機內(nèi)的線圈、干電池內(nèi)的溶液） 內(nèi)電壓（內(nèi)電阻消耗能量） 在外電路中，電流由電勢高的一端流向電勢低的一端，在外電阻上有電勢降落如圖14－12同時在內(nèi)電路上也有內(nèi)電勢的降落，介紹圖14－13 在誤差許可的范圍內(nèi)，內(nèi)、外電壓之和等于電源電動勢． (3)大小關(guān)系：E=U內(nèi)+U外 U外=IR；U內(nèi)=Ir（課本P60 圖12—6） 所以 E=IR+Ir 即 I=E/（R+r） 類比（課本P160 圖14－14） 電路中有電流流過時，不但在外電阻上有電勢的降落，在內(nèi)電阻上也有電勢的降落 好比兒童做滑梯，內(nèi)、外電阻兩端的電勢差（電壓）就象兒童滑梯兩端的高度差；電源就象升降機，升降機舉起的高度就象電源的電動勢。 【板書】4、閉合電路歐姆定律 （1）內(nèi)容：閉合電路里的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。 （2）公式：E=U內(nèi)+U外 或 I=E/（R+r） （3）電池的串聯(lián) E總=E r=r/n 電池的并聯(lián) E總=nE r總=nr 【板書】五、路端電壓跟負載的關(guān)系 問：通常我們對閉合電路的歐姆定律可進行哪些變換？ ——用電流替 U外叫做路端電壓，則有： 討論：討論U外與外電路電阻R的關(guān)系？ 【板書】1、根據(jù)公式： （1）R↑—→()I↓—→()U外↑(左移) （2）R↓—→()I↑—→()U外↓(右移) 2、外電路斷開時 R—→∞（斷開）—→（）I=0—→(E=Ir+U外)U外＝E 錯誤理解：電流為零，IR也為零，U外＝0 在電阻R不變的條件下，IR也為零，UR＝0正確；但因為R的變化造成I變化存在著制約關(guān)系，不能簡單確定U外＝0。 另：電壓表測定電壓時，其實外電路是構(gòu)成回路的（有電流），測到的是（電壓表）大電阻下的路端電壓，接近電動勢。 3、外電路短路時 R—→0 —→（）I=—→() U=0 E 0 I短 I U α 此時電路中的電流最大，稱為短路電流。電源的內(nèi)阻r一般很小，例如蓄電池r=0.005Ω∽0.1Ω，所以短路電流很大，容易燒壞電源。 4．圖象 問：比較和有什么類似？ U外－I是圖線應(yīng)該是一條直線 【板書】1、從圖象可知路端電壓隨電流的增大而減小 2、與坐標交點的意義 與縱坐標的交點：電動勢（I＝0） 與橫坐標的交點：短路電流（U＝0） 3、斜率的意義 U/I，表示電源的穩(wěn)壓性能：（新電池較平坦） 短路電流 I＝E/r 內(nèi)阻 r＝E/I 分析：分析新舊電池、大電網(wǎng)、理想電源的U－I曲線 例題：課本P161 例題1 例題2（測電源電動勢和內(nèi)電阻的一種方法） 【板書】六、閉合電路中的功率 在E=U內(nèi)+U外乘以I,得到EI=U內(nèi)I+U外I 1．電源提供的功率（電源功率）P總＝EI 2．電源的輸出功率（外電路得到的功率）P外＝U外I 3．電源內(nèi)阻上的熱功率P內(nèi)＝U內(nèi)I＝I2r 作業(yè)：學習包《閉合電路歐姆定律》 教學札記： 1． 2． 3．