《闭合电路的欧姆定律》导学案

2.7《闭合电路的欧姆定律》导学案

【学习目标】

1、经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程。体验能量转化和能量守恒定律在电路中的具体应用，理解内、外电路的能量变化。

2、理解内、外电路的电势降落，理解闭合电路欧姆定律。

3、会用闭合电路欧姆定律分析路端电压和负载的关系，并能进行相关的电路分析和计算。【重点难点】

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

预习案

1、闭合电路欧姆定律

（1）内电路、内阻、内电压

电源内部的电路叫____________。内电路的电阻叫__________。当电路中有电流通过时，内电路两端的电压叫___________。用U内表示

（2）外电路、路端电压

电源外部的电路叫____________。外电路两端的电压习惯上叫____________。用U外表示

2、电动势E、外电压U外与内电压U内三者之间的关系________________。

①电动势等于电源___________时两极间的电压

②用电压表接在电源两极间测得的电压U外___E

3、闭合电路欧姆定律

①内容___________

②表达式_________________________________

③常用变形式_________________________________

预习自测

1、关于电源的电动势，下面叙述正确的是（）

A、电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压

B、同一电源接入不同电路，电动势就会发生变化

C、电源的电动势时表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量

D、在闭合电路中，当外电阻变大时，路端电压变大，电源的电动势也变大

探究案

探究一：闭合电路的欧姆定律：

问题一：什么是闭合电路，分别由哪几部分组成？闭合电路中电荷是怎样移动的？问题二：闭合电路中沿电流方向电势是如何变化的？为什么？

问题三：推导闭合电路欧姆定律

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E外的表达式；

2、写出在t时间内，内电路中消耗的电能E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；

4、根据能量守恒定律推导闭合电路欧姆定律

(1)内容

(2)表达式

(3)它的适用条件是什么？

(4)其他表达式

5、什么是路端电压？什么是内电压？电动势，路端电压，内电压的关系是怎样的？

针对训练1.一个电源接8Ω电阻时，通过电源的电流为0.15A，接13Ω电阻时，通过电源的电流为0.10A，求电源的电动势和内阻。

探究二、路端电压与负载的关系

1、路端电压U：他是外电路上总的电势降落。负载R:电路中消耗电能的元件。

2、路端电压与外电阻的关系

①根据U=E-Ir、I=

r

R

E

可知：当R_____时，U增大，当R_____时，U减小

②当外电路断开时，R==_____，I=_____,U=_____

当外电路短路时，R==_____，I=_____,U=_____

思考与讨论：

傍晚时每一天用电的高峰时段，万家灯火，但灯光较暗，而夜深人静的候，你若打开电灯，灯光又特别亮；又如在家用电器使用中，打开大功率的空调后，你会发现灯泡会变暗，而关掉空调后灯又马上亮起来，这是为什么呢？

图4

0 2 4 6 8 1

2

3 U/I /A

图5 3、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 说出：

①图线与纵轴截距的意义_____________________ ②图线与横轴截距的意义_____________________ ③图像斜率的意义___________________________ ④与部分电路欧姆定律U —I 曲线的区别________ _________________________________________

针对训练2、在图1中R 1=14Ω,R 2=9Ω.当开关处于位置1时，电流表读数I1=0.2A;当开关处于位置2时，电流表读数I 2=0.3A.求电源的电动势E 和内电阻r 。

探究点三：闭合电路中的功率

问题一、闭合电路中的功率 ①电源的电功率:P= ②电源的输出功率:P 出= ③电源内耗功率：P 内= ④关系：

问题二、纯电阻电路电源的输出功率是多少，什么条件下输出功率最大？做出P-R 关系图

问题三3、电源的效率如何表示？当外电路是纯电阻电路时电源的效率又如何表示？效率的高低如何变化？

当堂检测

1、如图4所示的电路中，当变阻器R 3的滑动触头P 向b 端移动时（ ）

A 、电压表示数变大，电流表示数变小

B 、电压表示数变小，电流表示数变大

C 、电压表示数变大，电流表示数变大

D 、电压表示数变小，电流表示数变小

2、如图5是某电源的路端电压U 随干路电流I 的变化图像，由图像可知，

该电源的电动势 V,内阻为 。 3、以太阳能电池板，测得他的开路电压为800mV,短路电流40mA.如将该电池板与一阻值为20Ω 的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是（ ） A 、0.10V B 、0.20V C 、0.30V D 、0.40V

4、电源的电动势为4.5V ，外电阻为4.0Ω时，路端电压为4.0 V 。如果在外电路并联一个6.0Ω的电阻，路端电压是多大？如果6.0Ω的电阻串联在外电路中，路端电压又是多大？

5、现有电动势1.5V ，内阻1.0Ω的电池多节，准备用一定数量的这种电池串联起来对一个“6.0 V,0.6W ”的用电器供电，以保证用电器在额定状态下工作。问：最少要用几节这种电池？电路中还需要一个定值电阻做分压用，请计算这个电阻的规格。

图1