1、第七节：闭合电路的欧姆定律教案天津 谢自成【教学目标】1知识与技能（1）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，并能熟练地用来解决有关的电路问题（4）理解路端电压与电流（或外电阻）的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题.（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2过程与方法（1）通过演示路端电压与外电阻的关系实验，培养学生利用“实验研究，得出结论”的探究物理规律的科学思路和方法.（2）通过研究路端电压与电流关系的公式、图线及图线的物理意义，培养学生应用数
2、学工具解决物理问题的能力.（3）通过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.3情感与价值：通过本节课教学，加强对学生科学素质的培养，通过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力.【教学重点】1闭合电路的欧姆定律.2路端电压与电流（外电阻）关系的公式表示及图线表示.【教学难点】1电动势的概念.2路端电压与电流（或外电阻）的关系.【教学方法】讲授法，探究法，实验法，练习法【教学过程】（一）复习与预习引入：1.复习前面学过的电动势的概念,理解电动势的物理含义.2.什么是闭合电路的欧姆定律?跟我们初中学习的知识有什么不同的地方?3.当负载变化的时候,路端电压
3、怎么变化?4.短路和断路对电路的影响.（二）知识要点：1电源的电动势。电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。电动势表征的是电源把其他形式的能转化为电能的本领。例如干电池的电动势为1.5V，与干电池的形状及大小无关。具体电动势的含义可以参照课件上的类比理解。2闭合电路的欧姆定律。其文字表述为：闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比。其数学表达式为。3路端电压。路端电压就是外电路（电源外部的电路）两端的电压，也叫外电压，显然就是电源两极之间所接电压表测量出的电压。4电源的输出功率。在纯电阻电路中，电源的输出功率可见当R=r时，有最大输出功率。（三）难点解析：1闭合电
4、路欧姆定律的几种表达形式。闭合电路的欧姆定律，由于着眼点不同，可以有多种表达形式。常见形式有：（1）电流形式：，说明决定电路中电流强度的因素与电流间的关系，即电流强度与电源电动势成正比，与电路总电阻成反比。（2）电压形式：E=I（R+r），或等，它表明电源电动势在值上等于电路中内、外电压之和。（3）能量形式：，此式可以认为是电压形式两端乘以电荷量q而来，使能量转化的本质更显现出来，即移送单位电荷量电荷的过程中，非静电力做功与电场力做功量值相等；也就是说，其他形式的能量转化为电能，再由电能转化为电阻R上的内能的转化过程中，能量守恒。（4）功率形式：或。总之，闭合电路欧姆定律无论用何种形式表达，本
5、质上都是能的转化与守恒定律在恒定电流中的体现，可见闭合电路欧姆定律是十分重要的定律之一。2通路、断路及短路状态。（1）通路状态：当外电阻R满足R0时，电路处于通路状态。在通路状态中，电流，路端电压U=IR=EIr，电阻R消耗的电功率。（2）断路状态：当外电阻R时，电路处于断路状态。在断路状态中，电流，路端电压，电阻R消耗的电功率为零。（3）短路状态：当外电阻R=0时，电路处于短路状态。在短路状态中，有短路电流，路端电压。由于短路时，电源总功率，即电源将其他形式的能量转化成的电能全部消耗在内电路中，会使电源急剧发热而烧毁，并由此引起其他不愉快的事情发生，因此应防止短路状态发生。3电路中的几种功率
6、。根据全电路欧姆定律，有，式中IE反映电源在单位时间里将其他形式能量转化为电能的数量，称为电源的总功率，即；式中IU是电源向外电路提供的电功率，当然也是外电路消耗的电功率；称为电源的输出功率，即；式中为 电源内部因内阻发热而损耗的电功率，称为电源内耗（或热耗）功率，即。这样从能量分配的角度上，有。由于一般情况下，认为电源的电动势E和内电阻r是定值，因此在外电阻减小时，I增大，从而电源总功率及电源热耗功率均增大；在外电阻增大时，及均减小。对于输出功率，当R=r时有最大输出功率；在外电路电阻Rr时，随着R 的增大，电源的输出功率减小。 (四)课堂练习：例1 电动势和电压有些什么区别？例2 电动势为
7、2V的电源跟一个阻值R=9的电阻接成闭合电路，测得电源两端电压为1.8V，求电源的内电阻（见图）.例3 把电阻R1接到内电阻等于1的电源两端，测得电源两端电压为3V.如果在电阻R1上串联一个R2=6的电阻，再接到电源两端，测得电源两端电压为4V.求电阻R1的阻值.例4 四节干电池，每节电动势为1.5V，内阻为0.5，用这四节干电池组成串联电池组对电阻R=18的用电器供电，试计算：（1）用电器上得到的电压和电功率；（2）电池组的内电压和在内电阻上损失的热功率.例5 在下图的电路中，电池的电动势E=5V，内电阻r=10，固定电阻R=90，R0是可变电阻，在R0由零增加到400的过程中，求：（1）可变电阻R0上消耗热功率最大的条件和最大热功率.（2）电池的内电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和.