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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(diǎn)：知道電動(dòng)勢(shì)是由電源本身決定，大小等于開(kāi)路時(shí)兩極間的電壓 理解閉合電路的歐姆定律，并會(huì)用它解決有關(guān)問(wèn)題 理解路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 教學(xué)難點(diǎn)：電動(dòng)勢(shì)與電壓的區(qū)別、歐姆定律的拓寬及應(yīng)用 考試要求：會(huì)考B（閉合電路的歐姆定律） 課堂設(shè)計(jì)：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(dá)式進(jìn)行了適時(shí)和合理的介紹。學(xué)生有了電路的一般知識(shí)，有了對(duì)電源做功的認(rèn)識(shí)，理解電動(dòng)勢(shì)的概念相對(duì)來(lái)說(shuō)容易一些。教學(xué)主要是圍繞電動(dòng)勢(shì)的概念來(lái)進(jìn)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(xùn)練機(jī)會(huì)，對(duì)于定律的討論、展開(kāi)和應(yīng)用分解到下一節(jié)。 解決難點(diǎn)：由功和能量的關(guān)系推出電動(dòng)勢(shì)新概念，再?gòu)倪@個(gè)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(xué)生現(xiàn)狀：電動(dòng)勢(shì)名字陌生，理解新概念需要時(shí)間；電路知識(shí)由遺忘和欠缺，對(duì)新概念的建立有抵觸；內(nèi)外電路影響了的整體的思考，沒(méi)有全局觀(guān)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(xiàn)若干，小燈泡，電壓表 一引入新課 問(wèn)：同學(xué)們都知道，電荷的定向移動(dòng)形成電流．那么，導(dǎo)體中形成電流的條件是什么呢？（學(xué)生答：導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差．） 問(wèn)：要形成持續(xù)的電流，必須滿(mǎn)足什么條件？ 答：電源、用電器和導(dǎo)線(xiàn)組成閉合電路。 既然形成電流必須要在閉合電路當(dāng)中，那今天我們就來(lái)研究在閉合電路當(dāng)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(xué) 在上新課時(shí)，我們先介紹一個(gè)表征特性的物理量——電動(dòng)勢(shì) 【板書(shū)】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(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能、核能等轉(zhuǎn)化為電能的裝置． 電源有兩極，正極的電勢(shì)高，負(fù)極的電勢(shì)低，兩極間存在電壓。 不接用電器時(shí)，干電池的電壓為1.5V,蓄電池的電壓為2V，不接用電器時(shí)，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(dòng)勢(shì)的概念 【板書(shū)】2、電源的電動(dòng)勢(shì)（電源提供電能本領(lǐng)的標(biāo)志） （1）大小：電源的電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)其兩極間的電壓 干電池：1.5V 蓄電池：2V （2）符號(hào)：E 單位：伏特 V （3）標(biāo)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(xué)能轉(zhuǎn)化為電能時(shí)，可以使1C的電量具有1.5J的電能（E=W/q） 各種型號(hào)的干電池的電動(dòng)勢(shì)都是1.5V．那么把一節(jié)1號(hào)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(kāi)關(guān)閉合前，電壓表示數(shù)是1.5V，開(kāi)關(guān)閉合后，電壓表示數(shù)變?yōu)?.4V．實(shí)驗(yàn)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(kāi)關(guān)閉合前，電壓表示數(shù)是1.5V，開(kāi)關(guān)閉合后，電壓表示數(shù)變?yōu)?.4V．實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中，開(kāi)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(shū)】3、閉合電路的組成 (1)外電路：外電阻（用電器和導(dǎo)線(xiàn)） 外電壓 （能量的轉(zhuǎn)化？） (2)內(nèi)電路：內(nèi)電阻（發(fā)電機(jī)內(nèi)的線(xiàn)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(shì)高的一端流向電勢(shì)低的一端，在外電阻上有電勢(shì)降落如圖14－12同時(shí)在內(nèi)電路上也有內(nèi)電勢(shì)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(dòng)勢(shì)． (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(lèi)比（課本P160 圖14－14） 電路中有電流流過(guò)時(shí)，不但在外電阻上有電勢(shì)的降落，在內(nèi)電阻上也有電勢(shì)的降落 好比兒童做滑梯，內(nèi)、外電阻兩端的電勢(shì)差（電壓）就象兒童滑梯兩端的高度差；電源就象升降機(jī)，升降機(jī)舉起的高度就象電源的電動(dòng)勢(shì)。 【板書(shū)】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(dòng)勢(shì)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(shū)】五、路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系 問(wèn)：通常我們對(duì)閉合電路的歐姆定律可進(jìn)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(shū)】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(kāi)時(shí) R—→∞（斷開(kāi)）—→（）I=0—→(E=Ir+U外)U外＝E 錯(cuò)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?yàn)镽的變化造成I變化存在著制約關(guān)系，不能簡(jiǎn)單確定U外＝0。 另：電壓表測(cè)定電壓時(shí)，其實(shí)外電路是構(gòu)成回路的（有電流），測(cè)到的是（電壓表）大電阻下的路端電壓，接近電動(dòng)勢(shì)。 3、外電路短路時(shí) R—→0 —→（）I=—→() U=0 E 0 I短 I U α 此時(shí)電路中的電流最大，稱(chēng)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(wèn)：比較和有什么類(lèi)似？ U外－I是圖線(xiàn)應(yīng)該是一條直線(xiàn) 【板書(shū)】1、從圖象可知路端電壓隨電流的增大而減小 2、與坐標(biāo)交點(diǎn)的意義 與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)：電動(dòng)勢(shì)（I＝0） 與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)：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(xiàn) 例題：課本P161 例題1 例題2（測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的一種方法） 【板書(shū)】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(xué)習(xí)包《閉合電路歐姆定律》 教學(xué)札記： 1． 2． 3．