《电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律》教学设计

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教科版高中物理选修3-1《电源的电动势和内阻_闭合电路_欧姆定律》名师教案

教科版高中物理选修3-1《电源的电动势和内阻_闭合电路_欧姆定律》名师教案

电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律教学目标(内容框架)(一)知识与技能1. 知道电动势和内阻是用来表征电源特性的两个物理量。

2. 明确在闭合回路中电动势等于电路上内、外电压之和。

3. 掌握闭合电路欧姆定律,学会分析简单的闭合电路(二)过程与方法1、通过演示和学生实验,激发学生寻找小灯泡“丢失的电压”,感悟到是电源有内阻,加深对电源电压以及内阻的理解2.用可变内阻的电池进行演示实验,探索得到电源端电压与内电压的变化规律和闭合电路欧姆定律的重要表达形式之一;3. 从能的转化与守恒角度,理论推导出闭合电路欧姆定律。

(三)情感、态度与价值观通过发现问题到解决问题这一完整的教学过程,学生亲身感受知识的建立过程,得到成功的体验,享受成功的愉悦,增加了探索自然规律的兴趣。

教学重难点重点:闭合电路欧姆定律的内容及其理解难点:从能量转化的角度推导出闭合电路欧姆定律;应用定律解释实际问题教学流程示意(可选项)教学过程(文字描述)情景引入:教师活动:打开手电筒,小灯泡发光微弱,疑问,是不是电池快没电了?取出电池,用电压表测量有2.7V;请学生读出小灯泡额定电压是2.5V.疑问:1、那小灯泡不应该超常发光么,实际发光那么微弱,究竟谁把小灯泡该得到的电压拿去了?2、手电筒里面装的是两节1.5V的干电池,以及额定电压2.5V的小灯泡,怎么这样设计手电筒呢?为什么不装额定电压为3V的小灯泡?带着这个问题我们走进今天这节课(板书):闭合电路欧姆定律新课讲授教师活动:展示实验电路图,请同学思考回答:学生活动:根据初中所学知识,猜测现象,分析原因。

可能就是分压导致小灯泡变暗。

教师活动:利用准备好的电路板演示实验学生活动:观察实验,与猜测相符合教师活动:进一步质疑,如果去掉R0,小灯泡亮暗又会怎样?学生猜想1:会变暗,就像手电筒那个实验,灯泡得不到全部电源电压;学生猜想2:不会变暗,并联关系,电压一样且不变。

教师:请大家自己去试试看学生实验探索:按电路图连接实物图,观察现象学生交流汇报实验结果:随着闭合开关,小灯泡逐步变暗教师活动:(有限长度的铜制导线,以及开关的电阻都很小,可以忽略不计)如此说来,电源里面也应该有电阻,我们可以叫它内电阻,简称内阻。

2024-2025学年高中物理第2章4电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律教案教科版选修3-1

2024-2025学年高中物理第2章4电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律教案教科版选修3-1
-讲解知识点:详细讲解电源的电动势和内阻、闭合电路欧姆定律等知识点,结合实例帮助学生理解。
-组织课堂活动:设计小组讨论、角色扮演、实验等活动,让学生在实践中掌握相关技能。
-解答疑问:针对学生在学习中产生的疑问,进行及时解答和指导。
学生活动:
-听讲并思考:认真听讲,积极思考老师提出的问题。
-参与课堂活动:积极参与小组讨论、角色扮演、实验等活动,体验电源的电动势和内阻、闭合电路欧姆定律的应用。
1.理解电动势的定义和物理意义,培养科学思维和概念理解能力。
2.掌握电源内阻对电路的影响,提高问题解决能力。
3.运用闭合电路欧姆定律分析电路中的电流、电压和电阻关系,锻炼实验探究和问题解决能力。
4.计算并分析电源的效率,培养实验操作和数据分析能力。
学习者分析
1.学生已经掌握了哪些相关知识:在学习本节课之前,学生应该已经掌握了以下知识点:电阻、电流、电压的基本概念;电路的基本连接方式;欧姆定律及其应用。这些知识为本节课的学习提供了基础。
【解析】首先,计算电流I =电动势E /总电阻R = 9V / (3Ω + 0.5Ω)。然后,计算灯泡两端的电压U_灯泡= I *灯泡电阻R_灯泡= I * 3Ω。最后,根据灯泡的亮度与电压的关系,电压越高,灯泡越亮。
教学反思
本节课的教学内容是关于电源的电动势和内阻以及闭合电路欧姆定律。通过本节课的教学,我深刻反思了自己的教学方法和策略,以下是我的几点思考:
(4)小组讨论法:在课堂上,我将组织学生进行小组讨论,鼓励学生发表自己的观点,培养学生的合作交流能力。
2.设计具体的教学活动
(1)导入新课:以一个有趣的实验现象引入新课,激发学生的学习兴趣,引发学生的思考。
(2)知识讲授:运用PPT展示电动势、电源内阻、闭合电路欧姆定律等概念和理论,结合生动的实例进行讲解,帮助学生理解和掌握。

2.4 电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律 教案(教科版选修3-1).

2.4 电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律 教案(教科版选修3-1).

4电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律(教师用书独具)●课标要求1.知道电源的电动势和内阻.2.理解闭合电路的欧姆定律.3.测量电源的电动势和内电阻.●课标解读1.知道电源是将其他形式的能转化为电能的装置.2.了解电路中自由电荷定向移动过程中静电力和非静电力做功与能量间转化的关系.3.了解电源电动势及内阻的含义.4.理解闭合电路欧姆定律,理解内外电路的电势降落.5.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系,并能进行电路分析与计算.●教学地位闭合电路欧姆定律的应用是高考命题的热点,常与其他电路知识相结合,以选择题的形式出现.(教师用书独具)●新课导入建议日常生活中我们会接触到各种各样的电源,如石英钟、遥控器中用的干电池(1号、5号、7号等);摩托车、汽车、电动车上用的蓄电池;手机中用的锂电池;电子手表中用的钮扣电池等.干电池、手机中的锂电池、钮扣电池和一节铅蓄电池的电动势各是多大?同一个电池对不同电阻供电时,电池两极电压和电路中的电流与外电路电阻有什么关系?今天我们就来解决这些问题.●教学流程设计课前预习安排:1.看教材2.填写【课前自主导学】(同学之间可进行讨论步骤1:导入新课,本节教学地位分析步骤2:老师提问,检查预习效果(可多提问几个学生步骤3:师生互动完成“探究1”互动方式(除例1外可再变换命题角度,补充一个例题以拓展学生思路)步骤7:完成“探究3”(重在讲解规律方法技巧步骤6:师生互动完成“探究2”(方式同完成“探究1”相同步骤5:让学生完成【迁移应用】检查完成情况并点评步骤4:教师通过例题讲解总结闭合电路动态问题的分析方法步骤8:指导学生完成【当堂双基达标】,验证学习情况步骤9:先由学生自己总结本节的主要知识,教师点评,安排学生课下完成【课后知能检测】1.(1)电源的电动势①电源:把其它形式的能转化为电能的装置.②电动势(ⅰ)大小等于没有接入电路时两极间的电压,用字母E表示.(ⅱ)物理意义:表示电源把其他形式的能转化成电势能的本领.(2)电源的内阻电源内部也是一段电路,也有电阻,它就是电源的内电阻,简称内阻,常用符号r来表示.2.思考判断(1)电源提供的电能越多,电源的电动势越大.(×)(2)电池是将化学能转化为电势能,光电池是将光能转化为电势能.(√)(3)当电路中通过1库仑的电荷量时,电源消耗的其他形式能的数值等于电源电动势的值.(√)3.探究交流电源的电动势和外接电路的负载有什么关系?【提示】电源的电动势只和电源本身有关,与所接的负载无关.1.(1)闭合电路只有用导线把电源、用电器连成一个闭合电路才有电流.用电器、导线组成外电路,电源内部是内电路.在外电路中,沿电流方向电势降低,在内电路中电流从负极到正极.(2)闭合电路欧姆定律①内容:在外电路为纯电阻的闭合电路中,电流的大小跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比.②公式:I=ER+r.③适用范围:外电路为纯电阻电路.2.思考判断(1)电源的电动势等于外电路电阻两端的电压.(×)(2)对整个闭合电路来说,内、外电阻串联,它们分担的电压之和等于电源电动势的大小.(√)(3)在闭合电路中,电源的电动势等于内、外电路上电压之和,所以电动势实质上就是电压.(×)3.探究交流闭合电路欧姆定律公式中,E 、R 、r 的物理意义各是什么?【提示】 E 代表电源的电动势,R 代表外电路的电阻,r 代表内电路的电阻.路端电压与外电阻、电流的关系(1)U =E -Ir ,对给定的电源来说,E 和r 是一定的①当外电阻R 增大时,电流I 减小,内电压减小,路端电压增大,当外电路断开,即R 为无穷大时,I =0,U 内=0,U 外=E .这就是说,开路时的路端电压等于电源电动势.②当外电阻R 减小时,电流I 增大,内电压增大,路端电压减小. ③当电源两端短路时,则电阻R =0,此时电流I =Er ,叫短路电流.(2)路端电压与电流的关系图像由U =E -Ir 可知,U -I 图像是一条向下倾斜的直线.如图2-4-1所示:图2-4-1①图线与纵轴截距的意义:电源电动势. ②图线与横轴截距的意义:短路电流. ③图线斜率的意义:电源的内阻. 2.思考判断(1)当电源短路时,路端电压等于电源的电动势.(×)(2)由于电源内阻很小,所以短路时会形成很大的电流,为保护电源,绝对不能把电源两极直接相连接.(√)(3)电源断开时,电流为零,所以路端电压也为零.(×) 3.探究交流上述路端电压U 与电流I 的图像中,UI表示外电阻还是内电阻?【提示】 因U 为路端电压,U I 表示外电阻R 的大小,而ΔUΔI 表示图线斜率,就是电源内阻的大小.1.用电压表测量闭合电路电源两端的电压,电压表的示数等于电源电动势吗? 2.在含有电动机的电路中,能用闭合电路的欧姆定律求电流吗?3.当外电路的电阻增大时,闭合电路中的电流如何变化?路端电压是增大还是减小? 1.对闭合电路的欧姆定律的理解 (1)I =ER +r或E =IR +Ir ,只适用于外电路为纯电阻电路的情况,对外电路中含有非纯电阻元件(如电动机、电解槽等)的电路不适用.(2)E =U 外+U 内=U 外+Ir ,即电源电动势等于内外电路的电压之和.普遍适用于外电路为任意用电器的情况,当外电路断开时,I =0,内电压U 内=Ir =0,U 外=E ,即只有当外电路断开时,电源两端的电压才等于电动势.(3)将电压表接在电源两极间测得的电压U 外是指路端电压,不是内电路两端的电压,也不是电源电动势,所以U 外<E .(4)电动势和路端电压虽然是有相同的单位且有时数值也相同,但二者是本质不同的物理量.电动势反映了电源将其他形式的能转化为电能的本领大小,路端电压反映了外电路中电能转化为其他形式的能的本领大小.2.闭合电路动态分析的步骤闭合电路中由于局部电阻变化(或开关的通断)引起各部分电压、电流(或灯泡明暗)发生变化的问题分析的基本步骤是:(1)明确各部分电路的串并联关系,特别要注意电流表或电压表测量的是哪部分电路的电流或电压.(2)由局部电路电阻的变化确定外电路总电阻的变化. (3)根据闭合电路欧姆定律I =ER +r判断电路中总电流如何变化. (4)根据U 内=Ir ,判断电源的内电压如何变化.(5)根据U 外=E -U 内,判断电源的外电压(路端电压)如何变化. (6)根据串并联电路的特点判断各部分电路的电流或电压如何变化.1.在闭合电路中,任何一个电阻的增大(或减小),都将引起电路总电阻的增大(或减小),该电阻两端的电压一定会增大(或减小).2.某支路开关断开时,相当于该支路电阻增大,开关闭合时,相当于该支路电阻减小.(2012·雅安高二检测)电动势为E 、内阻为r 的电源与定值电阻R 1、R 2及滑动变阻器R 连接成如图2-4-2所示的电路,当滑动变阻器的触头由中点滑向b 端时,下列说法正确的是( )A .电压表和电流表读数都增大B .电压表和电流表读数都减小C .电压表读数增大,电流表读数减小D .电压表读数减小,电流表读数增大【审题指导】 首先根据滑片的移动情况判断R 连入电路的阻值如何变化,然后判断外电阻如何变化,外电压如何变化,进而分析各部分电压及电流的变化.【解析】 由电路图可知,滑动变阻器的触头向b 端滑动时,其连入电路的阻值变大,导致整个电路的外电阻R 外增大,由U =E R 外+r R 外=E 1+r R 外知路端电压即电压表的读数变大;而R 1的分压UR 1=E R 外+r R 1减小,故R 2两端的电压UR 2=U -UR 1增大,再据I =UR 2R 2可得通过R 2的电流即电流表的读数增大,所以A 项正确.【答案】A直流电路的动态分析1.引起电路特性发生变化主要有三种情况:(1)滑动变阻器滑片位置的改变,使电路的电阻发生变化;(2)电键的闭合、断开或换向(双掷电键)使电路结构发生变化;(3)非理想电表的接入使电路的结构发生变化.2.进行动态分析的常见思路是:由部分电阻变化推断外电路总电阻(R外)的变化,再由全电路欧姆定律I总=ER外+r讨论干路电流I总的变化,最后再根据具体情况分别确定各元件上其他量的变化情况.3.分析方法(1)程序法:基本思路是“部分→整体→部分”.即从阻值变化入手,由串并联规律判知R总的变化情况,再由欧姆定律判知I总和U端的变化情况,最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判知各部分的变化情况.(2)结论法——“并同串反”:“并同”:是指某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大;某一电阻减小时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小.“串反”:是指某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小;某一电阻减小时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率将增大.(3)特殊值法与极限法:即因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论.一般用于滑动变阻器两部分在电路中都有电流时的讨论.图2-4-31.如图2-4-3所示电路,电源内阻不可忽略.开关S闭合后,在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()A.电压表与电流表的示数都减小B.电压表与电流表的示数都增大C.电压表的示数增大,电流表的示数减小D.电压表的示数减小,电流表的示数增大【解析】当R0滑动端向下滑动时,R0减小,则电路中总电阻减小,总电流增大,路端电压减小,所以电压表示数减小,又由于R1两端电压增大,R1两端电压减小,故电流表示数减小,A项正确.【答案】 A1.闭合电路的U-I图像与电阻的U-I图像有什么不同?2.如何在闭合电路的U-I图像上确定电源的电动势和内电阻?1.闭合电路U-I图像的物理意义反映路端电压U随电流I的变化关系,如图2-4-4所示是一条斜向下的直线.图2-4-42.闭合电路U -I 图像的应用(1)当外电路断路时(即R →∞,I =0):纵轴上的截距表示电源的电动势E (E =U 端); 当外电路短路时(R =0,U =0):横坐标的截距表示电源的短路电流I 短=E /r . (2)图线的斜率:其绝对值为电源的内电阻.(3)该直线上任意一点与原点连线的斜率:表示该状态时外电阻的大小.(2013·巴中高二检测)电源与电阻R 组成串联电路,路端电压U 随电流的变化图线及电阻R 的U -I 图线如图2-4-5所示,求:图2-4-5(1)电源的电动势和内阻; (2)电源的路端电压.【审题指导】 审题时应把握以下两点: (1)明确每一条图线的物理意义. (2)明确两条图线上交点的物理意义. 【解析】 (1)由图像可知电源电动势:E =4 V ,短路电流I 短=4 A 所以电源内阻为:r =EI 短=1 Ω.(2)由图像知:电源与电阻串联后的电流为I =1 A 此时对应路端电压为U =3 V . 【答案】 (1)4 A 1 Ω (2)3 V路端电压的U-I图像表示的是电源的性质,电阻的U-I图像表示的是导体的性质,只有在两图像的交点上才能把两方面知识结合起来.2.如图2-4-6所示,a、b为两电源的路端电压U和电路中的电流I的关系图线,则()图2-4-6A.a电源电动势等于b电源的电动势B.a电源的内阻大于b电源的内阻C.若电流变化相同,a路端电压变化小D.若路端电压变化相同,a电流变化大【解析】由图知与U轴交点表电动势,故A对.斜率绝对值表示内阻大小,故B错.由右图知当ΔI相同时,ΔU b>ΔU a,故C正确.若ΔU相同,则有ΔI b<ΔI a,故D对.【答案】ACD图2-4-7如图2-4-7所示的电路中,电源的电动势为E ,内阻忽略不计,R 1、R 2、R 3、R 4均为定值电阻,C 是电容器,开关S 是断开的,现将开关S 闭合,则在闭合S 后的较长时间内,通过R 4的电荷量是多少?【规范解答】 S 断开时,电源与R 1、R 2串联,R 3、R 4和电容器串联后与R 2并联,由于电容器可看做断路,故R 3、R 4上电压为零,电容器上的电压等于R 2的电压,且上极板电势高,带正电.Q 1=CR 2E R 1+R 2S 闭合时,R 1、R 2串联后与R 3并联,R 4和电容器串联后并联在R 1两端,电容器上的电压等于R 1两端的电压,且上极板电势低,带负电.Q 2=CR 1ER 1+R 2闭合S 后的较长时间内,通过R 4的电荷量为Δ Q =Q 1+Q 2=CR 2E R 1+R 2+CR 1ER 1+R 2=CE .【答案】 CE分析含电容器的直流电路时注意的四点1.在直流电路中,电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件,一旦电路达到稳定状态,在电容器处电路看做是断路.2.电路稳定后,由于电容器所在支路无电流通过,所以在此支路中的电阻上无电压,因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压.3.当电容器和用电器并联后接入电路时,电容器两极板间的电压与其并联用电器两端的电压相等.4.电路的电流、电压变化时,将会引起电容器的充(放)电.如果电容器两端电压升高,电容器将充电;如果电压降低,电容器将通过与它并联的电路放电.可以根据正极板电荷变化情况来判断电流方向.【备课资源】(教师用书独具)电池组用电器在额定电压和额定电流下才能正常工作.为了使用电器正常工作,必须配有合适的电源.然而,任何一个电池都有一定的电动势和允许通过的最大电流.为此,必须将若干个电池组成电池组,以适应不同规格用电器的需要.通常都是用相同的电池组成电池组.设每个电池的电动势为E,内阻为r,若将n个电池的正极和负极依次连接起来,便组成了串联电池组.串联电池组的电动势和内阻分别为:E串=nE,r串=nr.若将n个电池的正极和正极相连接,负极和负极相连接,便组成了并联电池组.并联电池组的电动势和内阻分别为:E并=E,r并=rn.1.下列说法中正确的是()A.电源的电动势实质上就是电源两极间的电压B.电源的电动势在数值上等于断路时两极间的电压C.电源的电动势与电压的单位相同,但与电压有本质的区别D.电动势越大,电源两极间的电压一定越高【解析】电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量.而电压是电场中两点间的电势差,电动势与电压有着本质的区别,所以A选项错,C选项对.当电源开路时,两极间的电压在数值上等于电源的电动势,但在闭合电路中,电源两极间的电压(路端电压)随外电阻的增大而增大,随外电阻的减小而减小,当电源短路时,R外=0,这时路端电压为零,所以B正确,D选项错.【答案】BC2.下列关于闭合电路的说法中,错误的是()A.电源短路时,电源的内电压等于电动势B.电源短路时,路端电压为零C.电源断路时,路端电压最大D.电路的外电阻增加时,路端电压减小【解析】根据闭合电路欧姆定律E=IR+Ir,当外电路短路时,R=0,E=Ir,U=0,所以A、B正确;当外电路断路时,I=0,Ir=0,E=U外,C正确;电路的外电阻增加时,路端电压应增大,D错误.【答案】 D3.(2012·天津高二检测)一电池外电路断开时的路端电压为3 V,接上8 Ω的负载电阻后路端电压降为2.4 V,则可以判定电池的电动势E和电阻r为()A.E=2.4 V,r=1 ΩB.E=3 V,r=2 ΩC.E=2.4 V,r=2 ΩD.E=3 V,r=1 Ω【解析】因为电路断开时路端电压为3 V,所以E=3 V当R =8 Ω时,U =2.4 V ,所以I =U R =2.48 A =0.3 AE =U +Ir ,所以r =2 Ω. 【答案】 B4.如图2-4-8所示,当R 3的触头向右移动时,电压表V 1和电压表V 2的示数的变化量分别为ΔU 1和ΔU 2(均取绝对值).则下列说法中正确的是( )图2-4-8A .ΔU 1>ΔU 2B .ΔU 1<ΔU 2C .电压表V 1的示数变小D .电压表V 2的示数变小【解析】 当R 3的触头向右移动时,接入电路的电阻减小,电源输出电流增大,电压表V 2的示数变大,电压表V 1的示数变小,选项C 正确,D 错误;设电源内阻为r ,内阻上电压变化量为ΔU r =ΔIr ,当R 3的触头向右移动时,U r 增大,U 2增大,U 1减小,所以ΔU 1>ΔU 2,选项A 正确,B 错误.【答案】 AC5.如图2-4-9所示的电路中,当S 闭合时,电压表和电流表(均为理想电表)的示数分别为1.6 V 和0.4 A .当S 断开时,它们的示数各改变0.1 V 和0.1 A ,求电源的电动势和内阻.图2-4-9【解析】 方法一:当S 闭合时,R 1、R 2并联接入电路,由闭合电路欧姆定律E =U +Ir 得E =1.6 V +0.4r ;当S 断开时,只有R 1接入电路,由闭合电路欧姆定律E =U +Ir 得E =(1.6+0.1)V +(0.4-0.1)r ,由上两式得E =2 V ,r =1 Ω.方法二:(图像法)画出U -I 图像如图所示,因为图线的斜率r =|ΔUΔI |=1 Ω,由闭合电路欧姆定律得E =U +Ir =1.6 V +0.4×1 V =2 V ,故电源电动势为2 V.【答案】 E =2 V r =1 Ω1.对于不同型号的干电池,下列说法中正确的是( ) A .1号干电池的电动势大于5号干电池的电动势 B .1号干电池的容量比5号干电池的容量大 C .1号干电池的内阻比5号干电池的内阻大D .把1号和5号干电池分别连入电路中,若电流I 相同,则它们做功的快慢相同 【解析】 电池的电动势取决于正、负极材料及电解液的化学性质,与体积大小无关,A 错.电池的容量与体积大小有关,B 正确.电池的内阻与体积大小无关,C 错.1号和5号电池电动势相同,电流相同时,做功快慢也相同,D 正确.【答案】 BD2.一太阳能电池板,测得它的开路电压为800 mV ,短路电流为40 mA ,若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路,则它的路端电压为( )A .0.10 VB .0.20 VC .0.30 VD .0.40 V【解析】 由题意知它的开路电压为800 mV ,可知电源电动势为800 mV ,由题意短路电流为40 mA ,而短路电流I 短=Er ,可得电源内阻为r =20 Ω,该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路,内外电阻相等,即路端电压为400 mV =0.40 V ,所以D 对.【答案】 D 3.图2-4-10如图2-4-10所示为某一电源的U -I 曲线,由图可知( ) A .电源电动势为2 V B .电源内电阻为13 ΩC .电源短路时电流为6 AD .电路路端电压为1 V 时,电路中电流为5 A【解析】 在U -I 图知,电源的电动势E =2 V .r =|Δ U Δ I |=1.26 Ω=0.2 Ω.当U =1 V 时,I =E -U r =10.2A =5 A【答案】 AD图2-4-114.如图2-4-11所示电路中,当电阻箱R 由2 Ω改为6 Ω时,电流减小为原来的一半,则电源的内电阻为( )A .1 ΩB .2 ΩC .3 ΩD .4Ω【解析】 设电源电动势为E ,内阻为r 当R =2 Ω时的电流为I 则I =E2+r①由题意可知12I =E6+r②联立①②解得r =2 Ω,故选项B 正确. 【答案】 B 5.图2-4-12(2012·阿坝州高二检测)在图2-4-12所示电路中E 为电源,其电动势E =9.0 V ,内阻可忽略不计;AB 为滑动变阻器,其电阻R =30 Ω;L 为一小灯泡.其额定电压U =6.0 V ,额定功率P =1.8 W ;K 为电键.开始时滑动变阻器的触头位于B 端,现在接通电键K ,然后将触头缓慢地向A 端滑动,当到达某一位置C 处时,小灯泡刚好正常发光,则CB 之间的电阻应为( )A .10 ΩB .20 ΩC .15 ΩD .5 Ω【解析】 本题中小灯泡正好正常发光,说明此时小灯泡达到额定电流I额=P /U =1.8/6.0 A =0.3 A ,两端电压达到额定电压U 额=6.0 V ,而小灯泡和电源、滑动电阻AC 串联,则电阻AC 的电流与小灯泡的电流相等,则R AC =U AC I AC =E -U L I AC =9.0-6.00.3 Ω=10 Ω,R CB =R -R AC =(30-10) Ω=20 Ω,所以B 选项正确.【答案】 B6.如图2-4-13所示电路中,4个电阻阻值均为R ,开关S 闭合时,有质量为m 、带电量为q 的小球静止于水平放置的平行板电容器的正中间.现断开开关S ,则下列说法正确的是( )图2-4-13A .小球带负电B .断开开关后电容器的带电量减小C .断开开关后带电小球向下运动D .断开开关后带电小球向上运动【解析】 由电路图知,电容器的上极板带正电,小球受到向上的电场力而平衡,所以小球带负电,A 正确.当开关S 断开后,电容器两端的电压(即竖直方向电阻的分压)变小,电容器的带电量减小,小球受到的电场力变小,小球将向下运动,B 、C 正确,D 错误.【答案】 ABC7.如图2-4-14所示是一实验电路图.在滑动触头由a 端滑向b 端的过程中,下列表述正确的是( )图2-4-14A .路端电压变小B .电流表的示数变大C .流过电源的电流变小D .电路的总电阻变大【解析】 当滑片向b 端滑动时,接入电路中的电阻减少,使得总电阻减小,D 错.根据I =ER 总,可知总电流在增加,根据闭合电路中的欧姆定律有E =Ir +U外,可知路端电压在减小,A 对,C 错.流过电流表的示数为I =U 外R 3,可知电流在减小,B 错.【答案】 A 8.图2-4-15(2011·海南高考)如图2-4-15所示E为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R3为定值电阻,S0、S为开关,○V与Ⓐ分别为电压表与电流表.初始时S0与S均闭合,现将S断开,则() A.○V的读数变大,Ⓐ的读数变小B.○V的读数变大,Ⓐ的读数变大C.○V的读数变小,Ⓐ的读数变小D.○V的读数变小,Ⓐ的读数变大【解析】S断开时,外电路总电阻增大,总电流减小,故路端电压增大,电压表示数增大,由于R3两端电压增大,故通过R3的电流增大,电流表示数增大,故B正确.【答案】 B9.(2012·武汉高二检测)如图2-4-16所示电路,闭合开关S,两个灯泡都不亮,电流表指针几乎不动,而电压表指针有明显偏转,该电路的故障可能是()2-4-16A.电流表坏了或未接好B.从点a经过灯L1到点b的电路中有断路C.灯L2的灯丝断了或灯座未接通D.电流表和灯L1、L2都坏了【解析】由于闭合开关,两灯不亮,电流表无示数,可以判定电路中某处断路,电压表有示数,所以应是a经L1到b点间有断路,故B正确.【答案】 B10.图2-4-17法国和德国两名科学家先后独立发现了“巨磁电阻”效应,共同获得2007年诺贝尔物理学奖.所谓“巨磁电阻”效应,是指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化的现象.物理兴趣小组的同学从“巨磁电阻”效应联想到一些应用,他们的探究如下:为了儿童安全,布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针,可以先将玩具放置在强磁场中,若其中有断针,则断针被磁化,用磁报警装置可以检测到断针的存在.如图2-4-17所示是磁报警装置一部分电路示意图,其中R B是利用“巨磁电阻”效应而制作的磁敏传感器,它的电阻随断针的出现而减小,a、b接报警器,当传感器R B所在处出现断针时,电流表的电流I、ab两端的电压U将()A.I变大,U变大B.I变小,U变小C.I变大,U变小D.I变小,U变大【解析】当R B处出现断针时,R B减小,R总减小,I总增大,I总r增大,U ab=E-I总r将减小;由于I总增大,所以R1分压增大,U R1+U RB =U ab,可得U RB减小,I R3减小,由I R3+I=I总,可得I增大.【答案】 C11.图2-4-18如图2-4-18所示的电路中,电源的电动势E =3.0 V ,内阻r =1.0 Ω;电阻R 1=10 Ω,R 2=10 Ω,R 3=30 Ω,R 4=35 Ω;电容器的电容C =10 μF.电容器原来不带电.求接通电键K 并达到稳定的过程中流过R 4的总电荷量.【解析】 由电阻的串并联公式,得闭合电路的总电阻为R =R 1(R 2+R 3)R 1+R 2+R 3+r =9.0 Ω 由欧姆定律得通过电源的电流I =E /R =1/3 A电源的路端电压U =E -Ir =8/3 V电阻R 3两端的电压U ′=R 3R 2+R 3U =2 V 通过R 4的总电荷量就是电容器的带电荷量Q =CU ′=2.0×10-5 C【答案】 2.0×10-5 C 12.如图2-4-19所示的电路中,电阻R 1=9 Ω,R 2=15 Ω,电源电动势E =12 V ,内电阻r =1 Ω.求当电流表示数为0.4 A 时,变阻器R 3的阻值为多大?图2-4-19【解析】 R 2两端的电压U 2=I 2R 2=0.4×15 V =6 V ,设总电流为I ,则有:E -I (r +R 1)=U 2,即12-I (1+9)=6,解得I =0.6 A ,通过R 3的电流I 3=I -I 2=(0.6-0.4)A =0.2 A ,所以R 3的阻值为:R 3=U 2I 3=60.2Ω=30 Ω. 【答案】 30 Ω。

优质课《闭合电路欧姆定律》教学设计

优质课《闭合电路欧姆定律》教学设计

闭合电路欧姆定律优质课教学设计一、教材分析课标分析:知道电源的电动势和内阻,理解闭合电路的欧姆定律教材地位:闭合电路欧姆定律是恒定电流一章的核心内容,具有承前启后的作用。

既是本章知识的高度总结,又是本章拓展的重要基础;通过学习,既能使学生从部分电路的认知上升到全电路规律的掌握,又能从静态电路的计算提高到对含电源电路的动态分析及推演。

同时,闭合电路欧姆定律能够充分体现功和能的概念在物理学中的重要性,是功能关系学习的好素材。

二、学情分析学生通过前面的学习,理解了静电力做功与电荷量、电势差的关系、了解了静电力做功与电能转化的知识,认识了如何从非静电力做功的角度描述电动势,并处理了部分电路欧姆定律的相关电路问题,已经具备了通过功能关系分析建立闭合电路欧姆定律,并应用闭合电路欧姆定律分析问题的知识与技能。

三、教学目标(一)知识与技能1、通过探究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,知道这种关系的公式表达,并能用来分析有关问题。

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、了解路端电压与电流的U-I图像,认识E和r对U-I图像的影响。

5、熟练应用闭合电路欧姆定律进行相关的电路分析和计算(二)过程与方法1、经历闭合电路欧姆定律及其公式的推导过程,体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用,培养学生推理能力。

2、通过路端电压与负载的关系实验,培养学生利用实验探究物理规律的科学思路和方法。

3、了解路端电压与电流的U-I图像,培养学生利用图像方法分析电学问题的能力。

4、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)情感态度价值观1、通过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力。

2、通过实验探究,加强对学生科学素质的培养。

3、通过实际问题分析,拉近物理与生活的距离,增强学生学习物理的兴趣。

测量电源的电动势和内阻教案

测量电源的电动势和内阻教案

测量电源的电动势和内阻优质教案一、教学目标1. 让学生理解电动势和内阻的概念,知道电源的电动势和内阻是描述电源特性的两个重要参数。

2. 让学生掌握闭合电路欧姆定律,并能够运用该定律分析电路中的电流、电压和电阻关系。

3. 培养学生运用实验方法测量电源的电动势和内阻,提高学生的实验技能和动手能力。

4. 培养学生运用科学思维方法,分析实验数据,提高学生的数据分析能力。

二、教学内容1. 电动势和内阻的概念介绍。

2. 闭合电路欧姆定律的内容及应用。

3. 实验原理及实验步骤。

4. 实验数据处理方法。

5. 实验结果分析。

三、教学重点与难点1. 重点:电动势和内阻的概念,闭合电路欧姆定律的应用,实验原理及实验步骤。

2. 难点:实验数据处理方法,实验结果分析。

四、教学方法1. 采用讲授法,讲解电动势和内阻的概念,闭合电路欧姆定律的内容。

2. 采用实验法,指导学生进行电源电动势和内阻的测量实验。

3. 采用讨论法,分析实验数据,引导学生运用科学思维方法。

4. 采用提问法,激发学生思考,巩固所学知识。

五、教学过程1. 导入:通过提问方式引导学生回顾电源、电压、电流等基本概念,为新课的学习做好铺垫。

2. 讲解:讲解电动势和内阻的概念,闭合电路欧姆定律的内容及应用。

3. 实验:指导学生进行电源电动势和内阻的测量实验,强调实验操作注意事项。

4. 数据分析:引导学生运用科学思维方法,分析实验数据,得出结论。

5. 总结:对本节课内容进行总结,强调重点知识点,布置课后作业。

六、教学评价1. 评价学生对电动势和内阻概念的理解程度。

2. 评价学生对闭合电路欧姆定律的应用能力。

3. 评价学生的实验操作技能和动手能力。

4. 评价学生对实验数据的分析能力及科学思维方法的运用。

七、教学反馈1. 课后收集学生作业,了解学生对知识的掌握情况。

2. 在实验报告中,评价学生的实验数据处理和分析能力。

3. 在课堂上,鼓励学生提问和发表观点,了解学生的学习需求。

闭合电路的欧姆定律教案的教学评价设计

闭合电路的欧姆定律教案的教学评价设计

闭合电路的欧姆定律教案的教学评价设计(实用版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。

文档下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种类型的实用范文,如学习资料、英语资料、学生作文、教学资源、求职资料、创业资料、工作范文、条据文书、合同协议、其他范文等等,想了解不同范文格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, this shop provides various types of practical sample essays, such as learning materials, English materials, student essays, teaching resources, job search materials, entrepreneurial materials, work examples, documents, contracts, agreements, other essays, etc. Please pay attention to the different formats and writing methods of the model essay!闭合电路的欧姆定律教案的教学评价设计闭合电路的欧姆定律教案的教学评价设计5篇欧姆定律的简述是:在同一电路中,通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,和电阻成反比。

闭合电路欧姆定律教学设计

闭合电路欧姆定律教学设计

闭合电路欧姆定律教学设计闭合电路欧姆定律教学设计1一、教材分析1、地位和作用《闭合电路欧姆定律》是高中物理第十五章《恒定电流》的第四节内容,是__的重点,也是整个电学部分的一个重点。

本节内容是在学生学习了“欧姆定律”、“电功”等内容之后编排的,是分析和理解部分电路和全电路的交汇点。

本节内容在教材中具有承上启下的作用,既是前面所学知识的巩固和深化,又为后继内容的学习做出了铺垫。

2、重点和难点重点:闭合电路欧姆定律的内容及其理解难点:电动势的概念;路端电压与负载的关系3、教学目标根据教学大纲、教材内容和学生的认知特点,确定如下的教学目标:(1)知识目标:知道电动势的概念;知道电源的电动势等于外电压和内电压之和;理解闭合电路欧姆定律及其公式,并能熟练地用来解决有关的电路问题;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像表达,并能用来分析、计算有关问题;理解闭合电路的功率表达式,理解闭合电路中能量的转化。

(2)能力目标培养学生观察、分析、解决问题的能力。

(3)科学思维品质目标通过教学示范作用,培养学生实验探索和科学推理的物理思维品质,由此进一步认识物理思维方法;通过能力训练,培养学生创造性地学习的思维品质,能够变换、创设问题,从中理性地体会物理思维方法。

二、教学方法1、对“电动势”采用“类比”方法,并配以多媒体模拟分析,使学生的认识从感性上升到理性。

2、对“路端电压与负载的关系”,可采用“设疑——猜测——实验——分析——结论”的研究方法,以完成本环节的内容及从实验现象到理论总结,从实验技能到科学推理的教学任务。

3、讲练结合式:结合本节内容,给出相应的练习,随时发现学生的错误,并引导分析其错误原因,把教师的主导作用与学生的主体作用结合起来,巩固强化有关知识。

三、教学程序设计1、指导思想根据教材特点和教学目标设计,教学中以了解、学习研究物理问题的方法为基础,掌握知识为中心,培养能力为主线,突出重点,突破难点为宗旨设计教学程序。

高中物理教案:电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律

高中物理教案:电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律

4电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律[学习目标]1.理解电源的电动势及内阻的含义.2.了解内电路、外电路,知道电动势与内、外电压的关系.3.掌握闭合电路欧姆定律并会进行有关计算.4.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系,培养逻辑思维能力.自主预习一、电源的电动势和内阻1.电源将其他形式的能转化为电势能的装置.2.电动势(1)大小:数值上等于电源未接入电路时两极间的电势差.(2)用字母E表示;单位:伏特,符号是V.(3)物理意义:表征电源将其他形式的能转化为电能的本领.3.内阻电源内部电路的电阻称为电源的内电阻,简称内阻.二、闭合电路欧姆定律1.内、外电路的电势降落(1)电流流过电源内部时,内电阻r上有电势降落,即电阻r两端的电压,称为内电压,U′=Ir.(2)电源外部,电流流经外电阻时,外电阻R上有电势降落,即外电阻R两端的电压,称为路端电压或外电压,U=IR.(3)电源电动势等于闭合电路总的电势降落之和,即E=U+U′=U+Ir.2.闭合电路欧姆定律(1)内容:在外电路为纯电阻的闭合电路中,电流的大小跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比.(2)表达式:I=ER+r.三、路端电压与负载的关系1.路端电压的表达式:U=E-Ir. 2.路端电压随外电阻的变化规律(1)当外电阻R增大时,由I=ER+r可知电流I减小,路端电压U=E-Ir增大.(2)当外电阻R减小时,由I=ER+r可知电流I增大,路端电压U=E-Ir减小.(3)两种特殊情况:当外电路断开时,电流I变为0,U=E.即断路时的路端电压等于电源电动势.当电源短路时,外电阻R=0,此时短路电流I0=E r.1.判断以下说法的正误.(1)所有电源都是将化学能转化为电能的装置.(×)(2)E=U+Ir适用于任何电路.(√)(3)某电源电动势为10 V,内阻为2 Ω,外接一线圈电阻为8 Ω的电动机,则电路中的电流为1 A.(×)(4)在闭合电路中,外电阻越大,路端电压越大.(√)(5)电路断开时,电路中的电流为零,路端电压也为零.(×)(6)外电路短路时,电路中的电流无穷大.(×)2.如图1所示,电动势为2 V的电源跟一个阻值R=9 Ω的电阻接成闭合电路,理想电压表测得电源两端电压为1.8 V,则电源的内阻为________ Ω.图1答案1教学过程一、电源的电动势和内阻(1)如图2所示,图(a)中两导体之间有一定的电势差,当与小灯泡连在一起后,小灯泡发光,此过程中能量是如何转化的?小灯泡能持续发光吗?图(b)中将蓄电池和小灯泡构成闭合电路,此过程能量是如何转化的?小灯泡持续发光的原因是什么?图2(2)用电压表测量一节干电池两端电压,然后把这节干电池与小灯泡构成闭合回路,再测量电池两端电压,比拟两次测量结果,电压表示数有什么不同?这说明什么?答案(1)两导体间储存的电势能转化为电路的电能,电能转化为光能.小灯泡亮度逐渐减小,直至熄灭.电源把化学能转化为电路的电能,电能又转化为光能.电源使小灯泡两端有持续的电压.(2)第二次电源两端的电压较小.电源内部有电阻,电路闭合时,内电阻分得一局部电压.1.对电动势的理解(1)电动势是反映电源将其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量.(2)单位:伏特,符号为V.(3)决定因素:由电源自身特性决定,跟电源的体积无关,跟外电路无关.2.电源电动势与电势差的区别和联系电动势电势差意义表示电源做功将其他形式的能转化为电能的本领大小表示两点电势的差值单位伏特(V)伏特(V)决定因素由电源本身特性决定,对于某一确定的电源,电动势大小不变决定于电阻两端的电势,可由U=IR计算联系当外电路断开时,电源电动势等于电源正负极间的电势差例1关于电源电动势,以下说法正确的是()A.同一电源接入不同的电路中,电动势会发生变化B.1号1.5 V干电池比7号1.5 V干电池大,但电动势相同C.电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小,电源把其他形式的能转化为电能越多,电动势越大D.电动势、电压和电势差虽名称不同,但物理意义相同,所以单位也相同答案B解析电动势与外电路无关,所以同一电源接入不同的电路,电动势不会改变,故A错误.电动势跟电源的体积无关,所以虽然1号干电池比7号干电池大,但电动势相同,故B正确.电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小,根据W=qE可知,电源把其他形式的能转化为电能越多,电动势不一定大,还跟移送电荷的多少有关,故C错误.电动势、电压和电势差物理意义不同,单位相同,故D错误.二、闭合电路欧姆定律如图3所示为闭合电路的组成,由局部电路欧姆定律知,各局部上电势降落各为多少?与电动势有什么关系?图3答案在内电路上,电流流过内阻r,电势降落U′=Ir;在外电路上,电流流过电阻R,电势降落U=IR.E=U+U′=IR+Ir.闭合电路欧姆定律的几种表达式及适用条件(1)I=ER+r或E=IR+Ir,只适用于外电路是纯电阻的闭合电路.(2)E=U外+U内或U外=E-Ir,适用于任意的闭合电路.例2(20xx·烟台期末)如图4所示的电路中,电源电动势E=1.5 V,内阻r=0.6 Ω,电阻R1=3 Ω,电阻R2=4 Ω,电阻R3=6 Ω.电压表为理想电表,闭合开关S,求:图4(1)通过电源的电流大小;(2)电源的内电压和电压表的示数. 答案 (1)0.25 A (2)0.15 V 0.6 V解析 (1)R 2、R 3并联后与R 1串联,R 2、R 3并联电阻 R 23=R 2R 3R 2+R 3=2.4 Ω干路电流I =Er +R 1+R 23=0.25 A(2)电源的内电压U r =Ir =0.15 V ,电压表的示数即为R 2、R 3并联局部的电压,U =IR 23=0.6 V .针对训练1 (20xx·聊城期末)如图5所示的电路中,当开关S 接a 点时,标有“4 V ,8 W 〞的小灯泡L 正常发光,当开关S 接b 点时,通过电阻R 的电流为1 A ,这时电阻R 两端的电压为5 V .求:图5(1)电阻R 的阻值; (2)电源的电动势和内阻. 答案 (1)5 Ω (2)6 V 1 Ω解析 (1)当开关S 接b 点时,由欧姆定律得,电阻R 的阻值为R =U I =51 Ω=5 Ω(2)当开关S 接a 时,U 1=4 V ,I 1=P 1U 1=84 A =2 A当开关S 接b 时,U 2=5 V ,I 2=1 A根据闭合电路欧姆定律得:E=U1+I1r,E=U2+I2r联立得:E=6 V,r=1 Ω.三、路端电压与电流、负载的关系1.在如图6所示的电路中,电源的电动势E=10 V,内电阻r=1 Ω,试求当外电阻R的电阻值分别为3 Ω、4 Ω、9 Ω时所对应的路端电压.通过数据计算,你发现了怎样的规律?图6答案外电压分别为7.5 V、8 V、9 V.随着外电阻的增大,路端电压逐渐增大.2.根据闭合电路欧姆定律写出路端电压U与干路电流I之间的关系式,画出U-I图像,并说明纵轴截距和斜率的意义.答案由E=U+U内及U内=Ir得U=E-IrU-I图像为纵轴截距为电动势E,斜率k=-r.1.路端电压与负载的关系U=E-U内=E-ER+rr,随着外电阻增大,路端电压增大;当外电路开路时(外电阻无穷大),路端电压U=E;这也提供了一种粗测电动势的方法,即用电压表直接测电源电动势.2.路端电压与电流的关系U=E-Ir.3.电源的U-I图像如图7所示是一条倾斜的直线,图像中U轴截距E表示电源电动势,I轴截距I0表示短路电流(纵、横坐标都从零开始),斜率的绝对值表示电源的内阻.图7例3(多项选择)如图8所示是某电源的路端电压与电流的关系图像,以下结论正确的是()图8A.电源的电动势为6.0 VB.电源的内阻为12 ΩC.电源的短路电流为0.5 AD.电流为0.3 A时的外电阻是18 Ω答案AD解析因该电源的U-I图像的纵轴坐标并不是从零开始的,故纵轴上的截距虽为电源的电动势,即E=6.0 V,但横轴上的截距0.5 A并不是电源的短路电流,且内阻应按斜率的绝对值计算,即r =|ΔU ΔI |=6.0-5.00.5-0 Ω=2 Ω.由闭合电路欧姆定律可得电流I =0.3 A 时,外电阻R=EI-r =18 Ω.应选A 、D. 针对训练2 (多项选择)(20xx·xx 级检测)当分别用A 、B 两电源给某电路供电时,其路端电压与电流的关系图线如图9所示,则( )图9A .电源电动势E A =EB B .电源内阻r A =r BC .电源A 的短路电流为0.2 AD .电源B 的短路电流为0.3 A 答案 BD解析 由闭合电路欧姆定律得U =E -Ir ,当I =0时,U =E ,由题图可知,E A =2 V ,E B =1.5 V ,E A >E B ,故A 错误;U -I 图线斜率的绝对值表示电源的内阻.两图线平行,说明电源的内阻相等,即r A =r B ,故B 正确;电源A 的短路电流为I A =E A r A =22-10.2A =0.4 A ,故C 错误;电源B 的短路电源为I B =E B r B = 1.51.5-10.1A =0.3 A ,故D 正确.四、闭合电路的动态分析 闭合电路动态问题的分析方法 (1)程序法①分析电路,明确各局部电路的串、并联关系及电流表或电压表的测量对象;②由局部电阻变化判断总电阻的变化;③由I=ER+r判断总电流的变化;④据U=E-Ir判断路端电压的变化;⑤由欧姆定律及串、并联电路的规律判断各局部的电路电压及电流的变化.(2)结论法——“并同串反〞“并同〞:是指某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大;某一电阻减小时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压都将减小.“串反〞:是指某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小;某一电阻减小时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压都将增大.例4如图10所示电路中,开关S闭合,当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时,以下判断正确的是()图10A.电压表示数变大,通过灯L1的电流变大,灯L2变亮B.电压表示数变小,通过灯L1的电流变小,灯L2变暗C.电压表示数变大,通过灯L2的电流变小,灯L1变亮D.电压表示数变小,通过灯L2的电流变大,灯L1变暗答案D解析当滑动变阻器的滑片P向上滑动时,变阻器接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,由I=ER外+r知总电流增大,通过L2的电流增大,L2变亮;由U并=E-I(R L2+r)知,变阻器与L1并联局部电压减小,示数变小,L1变暗,D正确.1.(路端电压与负载的关系)(多项选择)对于电动势和内阻确定的电源的路端电压,以下说法正确的是(I 、U 、R 分别表示干路电流、路端电压和外电阻)( )A .U 随R 的增大而减小B .当R =0时,U =0C .当电路断开时,I =0,U =0D .当R 增大时,U 也会增大答案 BD2.(电源U -I 图像的理解和应用)(多项选择)如图11所示为某一电源的U -I 图像,由图可知( )图11A .电源电动势为2 VB .电源内电阻为13Ω C .电源短路时电流为6 AD .电路路端电压为1 V 时,电路中电流为5 A答案 AD解析 由题图知,纵轴截距表示电源电动势,A 正确;横轴截距表示短路电流,C 错误;图线斜率的绝对值表示电源的内电阻,则r =2-0.86Ω=0.2 Ω,B 错误;当路端电压为1 V 时,内电阻分得的电压U 内=E -U 外=2 V -1 V =1 V ,则电路中的电流I =U 内r =10.2A =5 A ,D 正确.3.(闭合电路欧姆定律的应用)如图12所示,电源的电动势E =1.5 V ,内阻r =0.5 Ω,电阻R 1=R 2,当开关S 1闭合、S 2断开时,电流表的示数为1 A .当开关S 1、S 2都闭合时,求电流表和电压表的示数分别为多大?图12答案 1.5 A 0.75 V解析 当S 1闭合、S 2断开时,根据闭合电路的欧姆定律有:I 1=E R 1+r得R 1=E I 1-r =1 Ω 当S 1、S 2都闭合时,R 外=R 1·R 2R 1+R 2=0.5 Ω,根据闭合电路的欧姆定律,有:I =E R 外+r=1.5 A ,此即为电流表示数电压表示数即路端电压U =E -Ir =0.75 V .4.(外电压与负载的关系)如图13所示,电源的内阻不能忽略,当电路中点亮的电灯的数目增多时,以下说法正确的是( )图13A .外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压逐渐变小B .外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压不变C .外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压不变D .外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压逐渐变小答案D解析由题图可知,电灯均为并联;当点亮的电灯数目增多时,并联的支路增多,由并联电路的电阻规律可知,外电路总电阻减小,由闭合电路欧姆定律知,干路电流增大,则内电压增大,故路端电压减小,电灯两端的电压变小,故D正确.5.(闭合电路的动态分析)(多项选择)如图14所示,电源电动势为E,内阻为r,不计电压表和电流表内阻对电路的影响,当开关闭合后,两小灯泡均能发光.在将滑动变阻器的滑片逐渐向右滑动的过程中,以下说法正确的是()图14A.小灯泡L1、L2均变暗B.小灯泡L1变亮,小灯泡L2变暗C.电流表A的读数变小,电压表V的读数变大D.电压表V的读数变化量与电流表A的读数变化量之比不变答案BCD解析将滑动变阻器的滑片逐渐向右滑动的过程中,变阻器接入电路的电阻增大,与灯L1并联的电路的电阻增大,外电路总电阻增大,干路电流减小,电流表读数变小,L2变暗,电源的内电压减小,根据闭合电路欧姆定律知路端电压增大,电压表V的读数变大,而灯L2两端电压减小,所以灯L1两端的电压增大,灯L1变亮,故B、C正确,A错误;电压表的读数变化量(外电压的变化量)与电流表的读数变化量的比值为电源的内阻,电源的内阻不变,故D正确.。

闭合电路欧姆定律的教学设计-经典教学教辅文档

闭合电路欧姆定律的教学设计-经典教学教辅文档

《闭合电路欧姆定律》教学设计一、教学目标(一)知识与技能1.理解电动势的定义,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。

2.知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。

3.理解闭合电路欧姆定律及其公式,并能纯熟地用来解决有关的电路成绩。

4.理解路端电压随电流(或外电阻)关系的公式表达和图象表达,并能用来分析、计算有关成绩。

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。

6.初步掌握电源电动势和内阻的一些测量方法。

(二)过程与方法1.经过路端电压与外电阻的关系实验探求,培养先生利用“实验研讨,得出结论”的探求物理规律的科学思绪和方法。

2.经过研讨路端电压与电流的关系公式、图象及图象的物理意义,培养先生运用数学工具解决物理学成绩的能力。

3.经过利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实践成绩,培养先生运用物理知识解决实践成绩的能力。

(三)情感态度与价值观1.经过演示实验和探求实验,激发先生求知欲和学习兴味,享用成功的乐趣,领会物理学研讨的科学性。

2.经过分析路端电压与电流(外电阻)的关系,培养先生严谨的科学态度,感受物理之美。

3.经过先生之间的讨论、交流与协作探求,培养团队合作精神。

二、教学重点1.闭合电路欧姆定律。

2.路端电压与电流(外电阻)关系的公式表示及图象表示。

三、教学难点1.电动势的概念。

2.路端电压与电流(外电阻)关系。

四、教学思绪《闭合电路欧姆定律》一节是高二物理教材中先生感到较难堪以理解的部分,难点在于对电动势的物理意义的理解,这是掌握闭合电路欧姆定律的关键和基础。

首先,先让先生感受生活中的一些电源,初步明确电源是将其他方式的能转化成电能的安装,让先生本人用电压表测量不同类型的电源两极间的电压,为引入电动势的概念作铺垫。

其次,介绍闭合电路的组成,在内外电路上都有电势降落,利用类比动画讲解电源内部负极到正极电势降低的数值等于电路中电势降落的数值,接着再推导出闭合电路欧姆定律。

闭合电路欧姆定律 (教案)

闭合电路欧姆定律 (教案)

闭合电路欧姆定律复习班级:高二(理)时间:2014.4.2教师:李海燕【教学目的】1、知道电源的电动势和内电阻。

明确电动势的物理意义2、知道电源内阻的意义,知道电动势和内阻是标志电源性能的两个重要参数。

3、知道内电路和外电路的概念。

4、理解闭合电路欧姆定律的内容和表达式,并能进行有关闭合电路的简单计算。

5、能够区分路端电压和内电压,结合实际问题理解路端电压和外电路电阻的关系。

6、知道闭合电路的三个功率【教学重点】掌握闭合电路欧姆定律及用定律讨论外电压随外电阻变化的规律及原因【教学难点】电动势的概念比较抽象。

而应用闭合电路欧姆定律讨论电路中的路端电压、电流随外电阻变化的关系也是比较难以掌握的【教学安排】【新课导入】复习回顾:为了使电路中有持续的电流,要具备什么条件?(要使电路两端有持续的电压,可以将电路接到电源两端来得到)电源:保持两极间有持续电压,把其它形式的能转化为电能的装置。

电源在电路中的作用:将其它形式的能转变为电能;保持导体两端有持续的电压。

【新课内容】教师展示各种电池:这些各种各样的电源两极间的电压都一样吗?探究实验:测电源两极间电压。

我们可以用内阻很大的电压表来测量电源两极的电压。

可以发现尽管干电池的型号不同,但两极电压都是1.5V,而蓄电池的电压则是2V。

说明,这种情况下得到的电源两端电压是电源本身的性质决定的。

我们引入一个新的物理量来表征这种电源的特性——称为电动势E。

一、电动势E:(1)电源的属性,描述电源把其它形式能转化为电能本领的物理量。

电动势由电源自身决定(2)不同类型的电源电动势不同,同种类型不同型号电源电动势相同。

(4)用符号E表示。

(4)标量。

(5)在数值上就等于电源没有接入外电路时两极间电压。

探究实验:电源两极间电压保持不变吗?学生得到电源两极间电压在接上外电路时会减小。

产生矛盾,接上外电路时是什么分走了一部分电源电压。

二、电路的组成:内电路+外电路外电路:电源外部的电路,包括用电器、导线等. 外电阻R :外电路的总电阻. 内电路:电源内部的电路 内电阻r :内电路的电阻 外电路两端电压(路端电压):外U内电路两端电压:内U电动势的分配:内外U +=U EIR =外U Ir =内UIr IR U E +=+=内外U电流:rR EI +=三、闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 :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。

电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律 教案

电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律  教案

2.4 电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律一、教学目标(一)知识与技能1.知道电动势和内阻是表征电源特性的物理量。

2.理解电源的路端电压与电动势的关系U=E-Ir,会解释测得的电源路端电压区别于电源电动势的原因。

3.理解闭合电路欧姆定律,并会用它来计算电路电路问题。

(二)过程与方法1.创设环境使学生能从差异中发现问题和矛盾、从实验探究中领悟物理概念的提出。

2.通过用公式、图像分析路端电压随外电阻变化而变化的规律,培养学生用多种方法分析问题的能力.(三)情感态度与价值观1.通过外电阻的改变而引起I、U变化的深入分析,树立事物之间存在普遍的相互联系的观点.2.通过对闭合电路的分析计算,培养学生能量守恒的思想.二、教学重点和难点1.重点:①正确理解电动势的物理意义;②对闭合电路欧姆定律的理解和应用.2.难点:路端电压、电流随外电阻变化规律.三、教学过程:电源的电动势和内阻(一)引入新课问:如何使小灯泡发光?(答案:接电源,提供电压,有电流等)演示:把一小灯泡用导线接在旧电池两端,闭合开关,发现小灯泡不亮或微微发光,测得电池两端有电压;换上同样型号的新干电池,闭合开关后,发现,小灯泡正常发光,测得两端也有电压,但比旧电池大。

问:旧电池有电压为什么小灯泡不亮或微微发光呢?电池内部发生了什么变化导致相同的新旧电池两端间的电压不一样?(二)新课教学1.电源电动势(1)电源的作用理论分析:①充了电的电容器之间有电势差,当用导线把一个电阻与电容器的两极板连接起来时,电容器放电,电路中就有了电流流过,随着两极板之间的电荷量的减少,两极板之间的电势差将逐渐减少,两极板之间的电势差减少为0,电流也就消失了。

②用电池代替两导体时,电路中会有持续的电流,这是由于电池的作用:电池内部通过化学反应,不断地移动电荷,从而维持电池两极之间的电势差对于干电池,内部有化学物质,要维持电池两级之间的电势差,就得靠这种化学物质,在电池内部完成化学能转化为电能干电池的实质:将化学能转化为电能的装置电源的实质:是把其他形式的能转化为电能的装置(如干电池、光电池(光能转化为电能)、发电机(水利发电机、火力发电机、风力、核力)、蓄电池等等)(2)电动势1)电源的电动势问:根据生活经验1#、5#、7#号干电池接入相同的小灯泡以后,亮度相同吗?谁要亮一点?演示:1#、5#、7#电池,并请几位同学观察电池上的规格(均为1.5V),铅蓄电池电压为2.0V,并用电压表分别测得两端电压分析:对于1#、5#、7#,虽然大小、体积不一样,但,它们的结构和内部化学成分是一样的,测得它们各自两端的电压一样,所以,当用相同小灯泡分别接在它们两端时,小灯泡的亮度一样,可知,对于同种电源两端的电压与其大小无关;对于蓄电池,结构与内部成分都与干电池不一样,测得两端电压比干电池大,∴当接入相同的小灯泡后,亮度会更亮。

电机与电器——电动势闭合电路的欧姆定律(教案).docx

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§2-1电动势闭合电路的欧姆定律教学目的:理解电动势、端电压、电位的概念,熟练掌握闭合电路的欧姆定律。

教学重点:闭合电路的欧姆定律的应用。

教学难点:端电压随外电阻的变化关系。

教学课时:3课时教学方法:讲授法教学过程:组织教学:复习导入:1、电流形成条件是什么?本节是在前一章的基础上进一步学习简单直流电路的基本分析方法及其计算。

首先需介绍一个表征电源特性的物理量——电动势。

讲授新课:一、电动势1、电源的作用:保持导体两端的电压,使电路屮形成电流。

2、闭合电路的组成:内电路:电源内部的电路;外电路:电源以外的部分。

3、静电力:正负电荷之间的作用力;非静电力:反抗静电力的力:来源于化学作用、电磁作用等。

4、电源的供电原理:在电源内部,非静电力把正(负)电荷从负(正)极移到正(负)极而做功,将其它形式的能转化为电能。

在电源外部,电场力做,将电能传化为其它形式的能。

5、电动势:(1)物理意义:反映了电源将其它形式的能转化为电能的本领。

(2)概念:菲静电力把正(负)电荷从负(正)极经电源内部移到正(负)极而做的功与被移送的电荷量的比值。

w(3)公式:E=—单位:V;q(4)决定因索:由电源本身决定,与外电路无关。

(5)方向规定为:自负极经电源内部指向正极。

(6)性质:虽有大小和方向,但仍为标量。

说明:电源电动势大小等于电源没有接入电路时两端的电压,可用内阻较大的伏特表粗略测量。

二、闭合电路的欧姆定律1、几个概念:内电阻门电源内部的电阻,即内电路的电阻;外电阻R:电源外部的电阻,即外电路的电阻;内电压U r(U z):内电路两端的电压;外电压U (路端电压、端电压人外电路的电压一电源外部电路两端的电压。

2、闭合电路的欧姆定律(1)内容:闭合电路内的电流,跟电源的电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比。

F(2)表达式:1= -----R + r或E=IR+Ir=U+ U —即电源电动势等于内外电路电压Z和(3)适用条件:外电路为纯电阻电路。

《闭合电路的欧姆定律》--优质获奖教案 (5)

《闭合电路的欧姆定律》--优质获奖教案 (5)

闭合电路欧姆定律教学设计一、内容及解析内容:本节课主要是介绍了电动势,闭合电路的欧姆定律,路端电压与电流(外电阻)关系以及闭合电路的功率四个主要部分。

解析:本节首先介绍了电动势的概念,再引入外电路、内电路以及各自的电阻等基本概念,从而得出了闭合电路的欧姆定律,根据闭合电路的欧姆定律得到了路端电压与负载之间的关系,最后又从能量的角度分析了闭合电路的功率。

教学的重点应该在闭合电路的欧姆定律;路端电压与负载的关系以及闭合电路中的功率的计算,特别是闭合电路只能适用于纯电阻电路,对有电动机等存在的非纯电阻电路的处理问题要详细介绍。

二、教学目标及解析教学目标:1、理解电动势的定义,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;2、知道电源的电动势等于内、外电路上的电势降落之和;3、理解闭合回路的欧姆定律及其公式,并能熟练地用来解决有关的电路问题;4、理解路端电压与电流(外电阻)的关系,知道这种关系的公式表达的图线表达;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解析:本节教学的重点应该在闭合电路的欧姆定律;路端电压与负载的关系以及闭合电路中的功率的计算,特别是闭合电路只能适用于纯电阻电路,对有电动机等存在的非纯电阻电路的处理问题要详细介绍。

三、问题诊断及分析1、对于电路中存在电动机等器件的非纯电阻电路的处理是本节的难点所在,应该要重点介绍和讲解;2、在电路中电压表和电流表的变化的分析;四、教学支持条件分析1、教学方法实验演示,讨论,举例2、教学准备 多媒体五、教学过程1、电动势(1)电源:电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置。

(2)电动势:电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。

2、闭合电路欧姆定律 (1)内电路和外电路①内电路:电源内部的电路,叫内电路。

如发电机的线圈、电池内的溶液等。

②外电路:电源外部的电路,叫外电路。

包括用电器、导线等。

(2)内电阻和外电阻①内电阻:内电路的电阻,通常称为电源的内阻。

测量电源的电动势和内阻教案

测量电源的电动势和内阻教案
方法二 在坐标纸上以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立U—I坐标系,在坐标平面内描出各组(U,I)值所对应的点,然后尽量多地通过这些点作一条直线,不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧,则直线与纵轴交点的纵坐标值即是电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距),直线斜率的绝对值即为电池的内阻r.即r=| |.
(1)图线与纵轴交点为E.
(2)图线与横轴交点为I短= .图2
(3)图线的斜率表示r= .
三、实验器材
电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸.
四、实验步骤
1.连接电路
电流表用0.6 A量程,电压表用3 V量程,按图1连接好电路.
2.测量与记录
(1)把变阻器的滑片移动到使用阻值最大的一端.
1.用一个电流表和电阻箱测量,电路如图3所示,测量原理为:E=I1(R1+r),E=I2(R2+r),由此可求出E和r,此种方法使测得的电动势无偏差,但内阻偏大.
2.用一个电压表和电阻箱测量,电路如图4所示,测量原理为:E= U1+ r,E=U2+ r.由此可求出r和E,此种方法测得的电动势和内阻均偏小.
【二次备课】
【作业布置】
【教学后记】
六、误差分析
由于实验电路及电压表、电流表内阻的影响,本实验的结果E测<E真,r测<r真.
七、注意事项பைடு நூலகம்
1.为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的干电池).
2.要测出不少于6组的(I,U)数据,且变化范围要大些,然后用方程组求解,并求平均值.
3.画U-I图线时,由于读数的偶然误差,描出的点不在一条直线上,在作图时应使图线通过尽可能多的点,并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧,个别偏离直线太远的点可舍去.这样就可使偶然误差得到部分抵消,从而提高精确度.

优质课《闭合电路欧姆定律》教学设计

优质课《闭合电路欧姆定律》教学设计

闭合电路欧姆定律优质课教学设计一、教材分析课标分析:知道电源的电动势和内阻,理解闭合电路的欧姆定律教材地位:闭合电路欧姆定律是恒定电流一章的核心内容,具有承前启后的作用。

既是本章知识的高度总结,又是本章拓展的重要基础;通过学习,既能使学生从部分电路的认知上升到全电路规律的掌握,又能从静态电路的计算提高到对含电源电路的动态分析及推演。

同时,闭合电路欧姆定律能够充分体现功和能的概念在物理学中的重要性,是功能关系学习的好素材。

二、学情分析学生通过前面的学习,理解了静电力做功与电荷量、电势差的关系、了解了静电力做功与电能转化的知识,认识了如何从非静电力做功的角度描述电动势,并处理了部分电路欧姆定律的相关电路问题,已经具备了通过功能关系分析建立闭合电路欧姆定律,并应用闭合电路欧姆定律分析问题的知识与技能。

三、教学目标(一)知识与技能1、通过探究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,知道这种关系的公式表达,并能用来分析有关问题。

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、了解路端电压与电流的U-I图像,认识E和r对U-I图像的影响。

5、熟练应用闭合电路欧姆定律进行相关的电路分析和计算(二)过程与方法1、经历闭合电路欧姆定律及其公式的推导过程,体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用,培养学生推理能力。

2、通过路端电压与负载的关系实验,培养学生利用实验探究物理规律的科学思路和方法。

3、了解路端电压与电流的U-I图像,培养学生利用图像方法分析电学问题的能力。

4、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)情感态度价值观1、通过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力。

2、通过实验探究,加强对学生科学素质的培养。

3、通过实际问题分析,拉近物理与生活的距离,增强学生学习物理的兴趣。

《电源地电动势和内阻闭合电路欧姆定律》教学设计

《电源地电动势和内阻闭合电路欧姆定律》教学设计

《电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律》教学设计一、教学目标知识与技能(1)知道电动势的概念,知道电动势等于电源未接入电路(电源开路)时两极间的电压。

(2)知道电源的电动势等于内、外电压之和。

(3)理解闭合电路欧姆定律及其公式,并能用来解决相关问题。

过程与方法(1)通过“探究电源是否有内阻”和“研究内、外电压之间的关系”的实验,感悟探究物理规律的科学思路和方法;(2)通过闭合电路欧姆定律解决一些实际问题,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。

情感态度与价值观(1)通过本节的学习活动,鼓励学生勇于探究与日常生活相关的物理问题(2)通过探究活动,培养学生严谨的科学态度和合作精神二、教学重点1、理解电动势的物理意义2、对闭合电路欧姆定律的理解和应用3、探究过程,培养学生的科学思想和方法三、教学难点:1、闭合回路中电源电动势等于电路上内、外电压之和四、教学方法启发式教学,探究式教学法,实验教学法五、教学用具电源、开关、小灯泡、滑动变阻器、电压表、化学电池、导线若干、多媒体、实物投影、学案六、教学过程:【演示实验】【提出问题】两个相同的小灯泡分别接在两节电池上,亮度不一样,请思考一下:小灯泡亮度微弱的可能原因?请大家根据生活常识和初中所学的知识分析一下。

【提问】根据初中所学的知识,电源两端电压不变,小灯泡亮度微弱,说明电流小了,电压相同,电流小,那说明电阻大,而这里只可能是电源引起的,说明电源可能有电阻。

接下来,我们就先来具体研究电源。

一、电源我们首先来看下,电源是什么呢?这是初中学习的电路的一部分(图1),小灯泡不会发光,因为没有电源,也就是大家初中经常所说的没有电压(也就是没有电势差),而有电压的东西很多,比如说大家学习的电容器,充满电后两极板间就有电压,将电容器接到小灯泡上,小灯泡是否会发光呢?电容器接上后,电子会发生定向移动,与正电荷中和,两极板上电荷量要减少,根据电容器知识,电量减少,电压就会减少,而且不止是一个电荷要中和,其他电荷也要中和,所以,即使小灯泡连上去,小灯泡也不会亮(最多亮一下),那电容器能成为电源吗?【提问】电容器因为不能持续提供电流而不能当作电源,怎样才能将这个装置转化成电源呢?若有一个装置,可以讲中和掉的正负电荷不断分开,以增加两极板上的电荷量,从而保持电压不变,这个装置就能当作一个电源。

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《电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律》
教学设计
一、教学目标
知识与技能
(1)知道电动势的概念,知道电动势等于电源未接入电路(电源开路)时两极间的电压。

(2)知道电源的电动势等于内、外电压之和。

(3)理解闭合电路欧姆定律及其公式,并能用来解决相关问题。

过程与方法
(1)通过“探究电源是否有内阻”和“研究内、外电压之间的关系”的实验,感悟探究物理规律的科学思路和方法;
(2)通过闭合电路欧姆定律解决一些实际问题,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。

情感态度与价值观
(1)通过本节的学习活动,鼓励学生勇于探究与日常生活相关的物理问题
(2)通过探究活动,培养学生严谨的科学态度和合作精神
二、教学重点
1、理解电动势的物理意义
2、对闭合电路欧姆定律的理解和应用
3、探究过程,培养学生的科学思想和方法
三、教学难点:
1、闭合回路中电源电动势等于电路上内、外电压之和
四、教学方法
启发式教学,探究式教学法,实验教学法
五、教学用具
电源、开关、小灯泡、滑动变阻器、电压表、化学电池、导线若干、多媒体、实物投影、学案
六、教学过程:
【演示实验】【提出问题】
两个相同的小灯泡分别接在两节电池上,亮度不一样,请思考一下:小灯泡亮度微弱的可能原因?请大家根据生活常识和初中所学的知识分析一下。

【提问】
根据初中所学的知识,电源两端电压不变,小灯泡亮度微弱,说明电流小了,电压相同,电流小,那说明电阻大,而这里只可能是电源引起的,说明电源可能有电阻。

接下来,我们就先来具体研究电源。

一、电源
我们首先来看下,电源是什么呢?
图1 图2 图3
这是初中学习的电路的一部分(图1),小灯泡不会发光,因为没有电源,也就是大家初中经常所说的没有电压(也就是没有电势差),而有电压的东西很多,比如说大家学习的电容器,充满电后两极板间就有电压,将电容器接到小灯泡上,小灯泡是否会发光呢?
电容器接上后,电子会发生定向移动,与正电荷中和,两极板上电荷量要减少,根据电容器知识,电量减少,电压就会减少,而且不止是一个电荷要中和,其他电荷也要中和,所以,即使小灯泡连上去,小灯泡也不会亮(最多亮一下),那电容器能成为电源吗?【提问】
电容器因为不能持续提供电流而不能当作电源,怎样才能将这个装置转化成电源呢?
若有一个装置,可以讲中和掉的正负电荷不断分开,以增加两极板上的电荷量,从而保持电压不变,这个装置就能当作一个电源。

为什么自然状况下不行呢?我们来看,两极板间电场方向向右,而负电荷受到的电场力方向向左(图4),自然状态下,电荷不会向右运动,就像我们生活中一样,俗话说“人往高处走,水往低处流”,要想把水从低处抽往高处,经常用到抽水机(图5),在将水从低处抽往高处
的过程中,需要消耗电能,克服水的重力做功,转化成水的重力势能,那对比一下,在电子从征集移向负极的过程中,电子的什么能增加了呢?(电势能)增加的电势能是哪里来的呢?如果是化学电池,就是化学能转化为电势能,如果是核电站,就是原子能转化为电势能,所以从能量转化的角度,电源就是一个将其他形式的能转化为电势能的装置。

1、电源
定义:将其他形式的能转化为电势
能的装置。

生活中有很多电源,比如说,卫星
上经常用太阳能电池,钟表上,经常用5号干电池,电瓶车上常用的铅酸蓄电池,我们选择这些电池是根据我们的能量需要的,也就是说,不同的电源将其它形式的能转化为电势能的本领是不一样的,为了描述这个本领,在物理中,用电动势来表示该本领。

2、 电动势 图 4 图5 图6
(1)用来表示电源将其他形式的能转化为电势能本领大小的物理量。

电动势越大,表明电源把其他形式的能转化为电势能的本领越大。

(2)大小:等于电源未接入电路(电源处于开路)时两极间的电势差,用字母E表示。

(3)注意:电源上标的电压指的是电源的电动势,一般是
不会变化的!
知道了电源的基本知识,接下来,我们来看,电源真
的有电阻吗?我们看这个实验,将滑动变阻器并联在的电
源上,在变阻器两端并联电压表,电压表测量的是滑动变
阻器两端的电压,根据我们初中的知识,滑动变阻器两端的电压等于电源电压,改变滑片的位置,电压表示数不变,是否真的是这样呢?老师这里准备了一套实验器材,线路我已经连接了一部分,我们请一个同学来连接剩下的线路,并进行操作。

【学生进行实验】从实验中,我们可以看出,当滑动变阻器阻值减小的时候,变阻器
两端电压减小,而减少的这部分电压,只可能是电源拿走了,因此,电
图7 源有电阻。

3、电源的内阻
电流通过电源内部,电源内部也是一段电路,也有电阻,它被称为
电源的内电阻,简称内阻。

常用r表示。

用导线把电源、用电器连成一个电路,称为闭合回路,我们把电源外部的用电器和导线构成外电路。

把电源内部称为内电路,既然电源有内阻,电流流过电源内部时,内阻上就有电压,我们称为内电压,外电路上的电压称为外电压,也叫做路端电压,路端电压很好测量,那内电压呢?
图8 图9 图10
我们这里的两种都不能够进行内电压的测量,老师这里给大家介绍一种可以测量内电压的装置——化学电池,首先我们看下实验的原理图(图10),它的正极是锌板,负极是铅板,里边是稀硫酸,它的内部是开放的,用两个探针分别靠近电源的正负极,连接电压表就可以得到内电压,探针要离极板足够近,注意的是,电流在电源外部由正极流向负极,在电源内部由负极流向正极。

通过滑动变阻器改变外电压,这是实验仪器。

图11 图12
这个实验较为复杂,老师事先连接好了,下面我将进行实验,请一个同学来读数,另一个同学来记录一下,下边的同学请在学案上记录内外电压的读数。

【实验操作】
请大家观察所记录的数字,看下内外电压有什么关
系呢?【提问】
从大家记录的数据可以看出,当外电压减小的时候,
内电压增大,且
内、外电压之和为定值,那大家猜测一下,这个定值等于什么呢?(学生很可能回答电动势)【进行测量】大量的实验和理论证明,内外电压之和等于电动势,即Ur+U路=E。

现在我们知道了电流流过闭合回路时,内、外电压的关系,那么,闭合回路中的电流如何计算呢?我们先看一个大家熟悉的电路(图12),大家先看下这个电路的电流如何计算。

I=U/R,我们计算时用到的原理是欧姆定律,我们来回顾下欧姆定律的内容。

【提问】那今天我们知道,电源有内阻,我们又该如何计算呢?I=E/(R+r)。

这个式子
就是我们要学习是下一个内容—闭合电路欧姆定律的表达式,请大家对比欧姆定律,尝试着用文字描述一下呢【学生表述】
二、闭合电路欧姆定律
1、内容:在外电路为纯电阻的闭合回路中,电流的大小跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比
2、表达式:r R E I +=
3、适用条件:外电路是纯电阻电路
接下来我们来看下闭合电路欧姆定律如何应用,首先,请大家尝试着用解释我们课前的实验,电池用旧了,内阻会变得很大
我们再看另一个教材上的实验,请大家尝试理论分析一下,一次
闭合开关,小灯泡亮度会如何变化【提问】【进行实验,验证猜想】
接下来,我们来练习一下公式的运用
例题:如图所示电路,电源电动势为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。

图12 图13 图14
练习:在如图所示的电路中,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,求电源电动势E和内电阻r。

【本课小结】
【课后探究】若给你一个电压表、一个电阻箱、导线若干、开关,如何测量一节干电池的电动势和内阻?
七、板书设计:
§2.4电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律
一、电源
1、电源
2、电动势(1)定义(2)大小(3)注意:
3、电源的内阻二、闭合电路欧姆定律
1、内容:
2、表达式
3、适用条件
11。

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