2019-2020年高中物理《閉合電路歐姆定律》教案 新人教版選修3-1.doc
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2019-2020年高中物理《閉合電路歐姆定律》教案 新人教版選修3-1 教學過程 1、認識閉合電路 情境引入： 問題1：最簡單的閉合電路是由哪幾部分組成的？ 問題2：在閉合電路中電流如何流向及電源在閉合電路中起什么作用？ 根據(jù)電路圖分析電流形成的原因以及電源在電路中所起的作用. 電源的工作過程類似于如圖所示的抽水機的工作過程。 電源的作用不是產(chǎn)生電荷，而是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，將堆積在負極的正電荷移到正極，在電源的兩極產(chǎn)生并維持一個恒定的電勢差（電壓），從而在電路中形成恒定的電流。 分析：電荷的定向移動形成電流。 在外電路中，在靜電力的作用下，正電荷由電源正極移動到負極，電流方向由正極流向負極，沿電流方向電勢降低。 在電源內(nèi)部（即在內(nèi)電路中），通過非靜電力做功使正電荷由負極移到正極，所以電流方向為負極流向正極。 內(nèi)電路與外電路中的總電流是相同的。 電源：是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 電動勢：1）物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領的物理量。 2）電源的電動勢在數(shù)值上等于不接用電器時電源正負兩極間的電壓。 3）符號與單位：符號：E 單位：伏特 （V） 2、閉合電路歐姆定律 閉合電路歐姆定律的推導過程： 由以上分析可知：閉合電路外電路和內(nèi)電路兩部分，如圖所示。 問題1：電源電動勢與外電路電壓及內(nèi)電路電壓有什么關(guān)系呢？ 方法一：實驗法 實驗裝置如圖所示： (1)其中，電壓表V1示數(shù)為電源的外電壓U外，V2示數(shù)為電源的內(nèi)電壓U內(nèi)。 (2)測量過程和方法： ①S1閉合，S、S2斷開時，V1示數(shù)為電源電動勢E。 ②S1、S、S2閉合，V1示數(shù)為電源的外電壓U外，V2示數(shù)為電源的內(nèi)電壓U內(nèi) (3)結(jié)論：改變滑動變阻器R的阻值，多測幾組電壓，均滿足 而U外=IR，U內(nèi)=Ir, 可得： 方法二：能量轉(zhuǎn)化法 問題：如圖，若外電路兩端的電勢降落，即，即電勢差為U外；內(nèi)電路中的電勢降落，即電勢差為U內(nèi)；電源電動勢為E；當電鍵閉合后，電路中的電流為I，通電時間為t。試回答下列問題： （1）在t時間內(nèi),外電路中靜電力做的功W外為多少？ （2）在t時間內(nèi),內(nèi)電路中靜電力做的功W內(nèi)為多少？ （3）電池化學反應層在t時間內(nèi),非靜電力做的功W非為多少？ （4）靜電力做的功等于消耗的電能，非靜電力做的功等于轉(zhuǎn)化的電能，根據(jù)能量守恒你能得到什么？ 問題2：依據(jù)上面得到的結(jié)果，推導出閉合電路中的電流I與電動勢E、內(nèi)電阻r、外電阻R的關(guān)系式？ 閉合電路歐姆定律：上式表明，閉合電路中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，這個結(jié)論叫做閉合電路的歐姆定律。 例1、若用E表示總電動勢，U表示外電壓，U’表示內(nèi)電壓，R表示外電路總電阻，r表示內(nèi)電阻，I表示總電流強度，考察下列各關(guān)系式：⑴U’= IR ⑵U’= E－U ⑶E = U+Ir ⑷I =E / (R+r) ⑸U = ER / (R+r) ⑹U = E+Ir，上述關(guān)系式中成立的是：（ ） A、⑴⑵⑶⑷ B、⑵⑶⑷⑸ C、⑶⑷⑸⑹ D、⑴⑶⑸⑹ 3、路端電壓與負載的關(guān)系 問題1：對給定的電源，E、r均為定值，外電阻R變化時，電路中的電流I如何變化？ 問題2：若外電阻R減小，路端電壓U路會有怎樣的變化？ 定性分析： R↑→I(＝)↓→Ir↓→U(＝E－Ir)↑ R↓→I(＝)↑→Ir↑→U(＝E－Ir)↓ 結(jié)論：當外電阻增大時，電流減小，路端電壓增大；當外電阻減小時，電流增大，路端電壓減小。 例2、如圖所示的電路中，電壓表和電流表都是理想電表，若將滑動變阻器的滑動觸點向b端移動時（ ） A．電壓表V的讀數(shù)增大，電流表A的讀數(shù)減小 B．電壓表V的讀數(shù)減小，電流表A的讀數(shù)增大 C．電壓表V和電流表A的讀數(shù)都減小 D．電壓表V和電流表A的讀數(shù)都增大 例3、在如圖15－17所示的電路中，在滑動變阻器R2的滑動頭向下移動的過程中，電壓表V和電流表A的示數(shù)變化情況正確的是：（ ） A．電壓表和電流表讀數(shù)都增大 B．電壓表和電流表讀數(shù)都減小 C．電壓表讀數(shù)增大，電流表讀數(shù)減小 D．電壓表讀數(shù)減小，電流表讀數(shù)增大 方法總結(jié)：基本思路是“部分→整體→部分”，從阻值變化的部分入手，由歐姆定律和串、并聯(lián)電路特點判斷整個電路的總電阻，干路電流和路端電壓的變化情況，然后再深入到部分電路中，確定各部分電路中物理量的變化情況。 拓展到兩個特殊情況： ∞ 0 0 外電路斷路：R↑→I↓→Ir↓→U＝E。 0 外電路短路：R↓→I(＝)↑→Ir(＝E)↑→U＝0 I＝ 稱為短路電流 4、閉合電路的U-I圖像 根據(jù)U＝E－Ir知，E、r是定值，U與I是一次函數(shù)關(guān)系。 以路端電壓U為縱坐標，電流I為橫坐標，采用描點、擬合圖像的方法，作出U與I的圖像分析： 圖象的物理意義 ①在縱軸上的截距表示電源的電動勢E． ②在橫軸上的截距表示電源的短路電流 ③圖象斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，圖線傾斜得越厲害． 例4、如圖所示為兩個不同閉合電路中兩個不同電源的U-I圖象，則下列說法中正確的是( ) A.電動勢E1=E2，短路電流I1>I2 B.電動勢E1=E2.內(nèi)阻r1>r2 C電動勢E1>E2，內(nèi)阻r1
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