1、第十二章 电能 能量守恒定律第2节 闭合电路欧姆定律教学设计问题与目标1会从能的守恒和转化定律推导出闭合电路的欧姆定律2理解内、外电压，理解闭合电路的欧姆定律3会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系，会进行相关的电路分析和计算.重点与难点1会从能的守恒和转化定律推导出闭合电路的欧姆定律（难点）2理解内、外电压，理解闭合电路的欧姆定律（难点）3会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系，会进行相关的电路分析和计算.（重点）教学准备教师要求教学课件，电池、小灯泡、开关、导线。学生要求复习初中有关电路的知识，预习本节课程。教学过程一、导入新课演示实验1：多个小灯泡并联在两节旧干电池上，闭合开
2、关后，一段时间后，灯泡和干电池都会发热。演示实验2：一个小灯泡串联在两节干电池上，另外四个小灯泡并联在两节干电池上，观察两组小灯泡的亮度。想一想，实验1中为什么干电池也会发热？实验2中为什么一个小灯泡要比四个小灯泡明显亮？二、新课教学如下图，导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路，分为内电路和外电路。1. 外电路定义：用电器、导线组成外电路，也就是电源之外的电路部分。电流方向：在外电路中，电流的方向为从电源的正极流向负极，沿电流方向电势降低2. 内电路定义：电源内部的电路。电流方向：在内电路中，电流的方向为从电源的负极流向正极，沿电流方向电势升高。3. 电动式在电源内部，存在着由正极指向负极
3、的电场。在这个电场中，静电力阻碍正电荷向正极移动。因此，在电源内部要使正电荷向正极移动，就一定要有一种与静电力方向相反的力作用于电荷才行。我们把这种力叫作非静电力。也就是说，电源把正电荷从负极搬运到正极的过程中，这种非静电力在做功，使电荷的电势能增加。从能量转化的角度看，电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。我们用非静电力所做的功与所移动的电荷量之比来表示电源的这种特性，叫作电动势。电动势在数值上等于非静电力吧1C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功。如果移动电荷量q时非静电力所做的功为W，那么，电动势E表示为电动势由电源中非静电力的特性决定，跟外电路无关。4. 闭合电
4、路欧姆定律及其能量分析在初中我们所学到的部分电路欧姆定律为通过刚才的实验，我们发现电路在通电一段时间后，电源也会发热。根据上一节课学到的焦耳定律，我们不难推测出，电源内部也是有电阻的。既然电源也有电阻，电源的内阻用r表示，那么一定也适用于部分电路欧姆定律，即对于电源来说，因非静电力做功将其他形式的能转化为电能，转化的数值与非静电力做的功相等。时间t内电源输出的电能为如果从能量守恒的角度来看，将外电路电阻和内阻带入上式有：，进而：根据焦耳定律我们又可以得出，进而：整理得：上式表示：闭合电路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。这个结论叫作闭合电路的欧姆定律。5. 路端电压与负
5、载的关系我们常常把外电路中的用电器叫作负载，把外电路的电势降落叫作路端电压。负载变化时，电路中的电流就会变化，路端电压也随之变化。上述我们提到，在电路实验中，我们用电压表能够直接测量的就是路段电压，电流表测量的就是电路中的干路电流，所以闭合电路欧姆定律可以表示为前面我们做的第二个实验中，一个小灯泡与四个小灯泡并联相比，在相同电源的情况下，一个小灯泡要更亮些。这是因为，当四个小灯泡并联时，外电阻，根据可知，减小，电路中增大，增大，电源电动势不变，则减小，所以在实验2中，并联的四个小灯泡亮度更低。当外电路断开时，电流为0，也就为0，由可知，。短路时的路端电压等于电源电动势。我们常根据这个道理测量电
6、源的电动势。当电源两端短路时，外电阻，由可知此时为了保证电源的高效输出，一般电源的内阻都比较小，通过上式可知在短路的时候，电流会比较大。电流过大，温度过高就会产生危险。三、课堂小结这一节课我们学习了电路分为内外电路，通过部分电路欧姆定律探究出闭合电路欧姆定律以及表达式。更深刻的探究了短路与断路。四、作业设计完成课本第88页习题。课堂练习1.某同学利用如图所示的电路来探究闭合电路中总电流与电源电动势的关系，其中定值电阻，电源的内阻为。当单刀双掷开关接1时电流表的示数为，当单刀双掷开关接2时，电流表的示数为( )A.0.24 AB.0.2 AC.0.18 AD.0.3 A答案：A解析：根据闭合电路
7、的欧姆定律得，当单刀双掷开关接1时，当单刀双掷开关接2时，由以上两式解得。故选A。2.如图所示，当可变电阻时，理想电压表的示数，已知电源的电动势，则( )A.此时理想电流表的示数是2 AB.此时理想电流表的示数是3 AC.电源的内阻是D.电源的内阻是答案：AC解析：题图所示电压表测量的是路端电压，电流表测的是通过可变电阻R的电流，由部分电路欧姆定律有，得，再由闭合电路欧姆定律有，将、代入可得，故选项AC正确，选项BD错误。3.某电池板开路电压是，短路电流为，若将该电池板与阻值为的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是( )ABCD答案：D解析：电源没有接入外电路时，路端电压值等于电动势，则知电池板的电动势为：由闭合电路欧姆定律得短路电流：则电源内阻：该电源与20的电阻连成闭合电路时，电路中电流：故路端电压：；故选：D.板书设计第2节 闭合电路的欧姆定律1.外电路，2.内电路，3.电动式4.闭合电路欧姆定律及其能量分析，5.路端电压与负载的关系 短路 断路