课件14张PPT。闭合电路欧姆定律周至二中 王文勇外电路:电源外部的用电器和导线构成外电路。其电阻称为外电阻,R
内电路:电源内部的电路叫做内电路。其电阻称为内电阻,r思考1:最简单的电路由哪几部分构成?
由电源、用电器、开关及导线构成外电路中电流做功产生的热为外电路中电流做功产生的热为电池化学反应层: 由能量守恒以纯电阻电路为例。在t时间内闭合电路欧姆定律:表述: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.适用条件:仅适用于纯电阻电路实验验证电动势等于内外电路电势降落之和三、路端电压跟负载的关系 外电路两端的电压叫路端电压.1、按图中的电路进行演示:R增大,电流减小,路端电压增大R减小,电流增大,路端电压减小路端电压:2、电源的外电路的伏安特性曲线——路端电压U随电流I变化的图象. (1)图象的函数表达: (2)图象的物理意义
①在纵轴上的截距表示电源的电动势E. ②在横轴上的截距表示电源的短路电流③图象斜率的绝对值表示电源的内阻,内阻越大,图线倾斜得越厉害.3、两个特例:(2)外电路短路时(1)外电路断路时例1:图4的电路中R1=14Ω,R2=9Ω,当S扳至位置1时,电流表示数I1=0.2A;当S扳至位置2时,电流表的示数I2=0.3A,求E和r. 解:根据闭合电路欧姆定律,题述的两种情况可列以下方程
消去E,得出r,得:代入数值,得将r及 的值代入 中,得E r图4R2S12R1练习:如图所示的电路中,电阻R1=6Ω,R2=3Ω,S断开时,电流表示数为0.9A,S闭合时,电流表示数为0.8A,则电源电动势为E=______V,内阻r=______Ω。解:根据闭合电路欧姆定律,题述的两种情况可列以下方程由并联电路得:综上 : r=4 Ω E=9V电池化学反应层
E I t内电路
I2 r t外电路
I2R t=+
●非静电力移送电荷做的功等于其电势能的增加量。
●电动势与非静电力做功的关系 E=W/q
根据“电场力做功,电势能减小;非静电力做功,电势能增”分析闭合电路各点的电势高低关系。一个沿电流方向电势高低变化的直观图在图中分清哪是内电路、哪是外电路在内、外电路电势降落处应用焦耳定律根据能量守恒推导出闭合电路欧姆定律通过路端电压跟负载的关系理解欧姆定律用断路和短路两种极端情况深化对定律的理解本节课的结构和线索小结:1.电源的电动势E等于电源没有接入电路时两极间的电压。当电路闭合时,电源电动势等于闭合电路内、外电阻上的电势降落U内和U外之和,即E=U内+U外。4.路端电压与电流的关系式为U=E-Ir,其U—I图线是一条倾斜的直线。. 2.闭合电路的欧姆定律的内容及公式。3.路端电压随着外电阻的增大而增大,随着外电阻的减小而减小。课题:闭合电路欧姆定律
授课班级:高二(1)
执教人:王文勇
授课时间:2009年11月13日
一、教学目标?
(一)知识目标
1、经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程。体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用,理解内、外电路的能量转化。
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与负载的关系,并能进行有关的电路分析和计算。
(二)能力目标
1、培养学生分析解决问题能力,会用闭合电路欧姆定律分析外电压随外电阻变化的规律。
2、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。
3、通过用公式、图像分析外电压随外电阻改变规律,培养学生用多种方式分析问题能力。
(三)情感目标
1、? 通过外电阻改变引起电流、电压的变化,树立学生普遍联系观点。
2、? 通过分析外电压变化原因,了解内因与外因关系。
3、通过对闭合电路的分析计算,培养学生能量守恒思想观点。
二、教学设想
路端电压与电流(或外电阻)的关系,是一个难点.希望作好演示实验,使学生有明确的感性认识,然后用公式加以解释.路端电压与电流的关系图线,可以直观地表示出路端电压与电流的关系,务必使学生熟悉这个图线.
学生应该知道,断路时的路端电压等于电源的电动势.因此,用电压表测出断路时的路端电压就可以得到电源的电动势.在考虑电压表的内阻时,希望通过思考与讨论,让学生自己解决这个问题.
三、重点、难点分析
【教学重点】:
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
【教学难点】:路端电压与负载的关系
【教学方法】:演示,实验,讨论、讲解
四、【课堂探究】:
(一)引入新课
前边我们知道电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。只有用导线将电源、用电器连成闭合电路,电路中才有电流。那么电路中的电流大小与哪些因素有关?电源提供的电能是如何在闭合电路中分配的呢?今天我们就学习这方面的知识。
(二)进行新课
一、闭合电路欧姆定律
思考1:闭合电路是由哪几部分组成的?
思考2:在外电路中,沿电流方向,电势如何变化?为什么?
思考3:在内电路中,沿电流方向,电势如何变化?为什么?
练习: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;
总结:这就是闭合电路的欧姆定律。
1、内容: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,这个结论叫做闭合电路的欧姆定律。
2、公式:I=
3、适用条件:外电路是纯电阻的电路。
4、
该式表明,电动势等于内外电路电势降落之和。
观看实验录像
教师点评:物理学是一门实验科学,在探究物理规律时理论推导和实验验证相辅相成。这是物理学探讨问题的科学方法。
二、路端电压与负载的关系
思考4:对给定的电源,E、r均为定值,外电阻变化时,电路中的电流如何变化?
思考5:外电阻增大时,路端电压如何变化?
演示实验:探讨路端电压随外电阻变化的规律。
总结实验结论:
当外电阻增大时,电流减小,路端电压增大;当外电阻减小时,电流增大,路端电压减小。
讨论:路端电压与电流的关系式是什么?
说明:就某个电源来说,电动势E和内阻r是一定的。当R增大时,由得,I减小,由U=E-Ir,路端电压增大。反之,当R减小时,由得,I增大,由U=E-Ir,路端电压减小。
讨论:电源的U—I图象
①根据U=E-Ir,利用数学知识可以知道路端电压U是电流I的一次函数,同学们能否作出U—I图象呢?
②从图象可以看出路端电压与电流的关系是什么?
③直线与纵轴的交点表示的物理意义是什么?直线的斜率呢?
拓展:讨论两种特殊情况:
①在闭合电路中,当外电阻等于零时,会发生什么现象?
②发生上述现象时,电流有多大?
③一般情况下,电源内阻很小,像铅蓄电池的内阻只有0.005 Ω~0.1 Ω,干电池的内阻通常也不到1 Ω,所以短路时电流很大,很大的电流会造成什么后果?实际中,要防止短路现象的发生。
④当外电阻很大时,又会发生什么现象呢?
总结:电压表测电动势就是利用了这一原理。
(三)课堂练习
例1:图4的电路中R1=14Ω,R2=9Ω,当S扳至位置1时,电流表示数I1=0.2A;当S扳至位置2时,电流表的示数I2=0.3A,求E和r.
(教师引导学生分析,教师板书,师生共同完成)
设计意图: 利用本节学习的内容,分析有关题目,进一步培养学生科学、系统、周密地讨论分析问题的能力.
例2图所示的电路中,电阻R1=6Ω,R2=3Ω,S断开时,电流表示数为0.9A,S闭合时,电流表示数为0.8A,则电源电动势为E=______V,内阻r=______Ω。
(四)课堂总结、点评
通过本节课的学习,主要学习了以下几个问题:
1、电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。电源电动势等于闭合电路内、外电阻上的电势降落U内和U外之和,即E=U内+U外。
2、闭合电路的欧姆定律的内容及公式。
3、路端电压随着外电阻的增大而增大,随着外电阻的减小而减小。
4、路端电压与电流的关系式为U=E-Ir,其U—I图线是一条倾斜的直线。
板书设计?:
???????????????? 第五节?? 闭合电路欧姆定律
一、闭合电路欧姆定律
1、几个概念
2、闭合电路的欧姆定律:(1)、内容: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,这个结论叫做闭合电路的欧姆定律。
(2)、公式:I=
(3)、适用条件:外电路是纯电阻的电路。
二、路端电压与负载的关系
(1)路端电压随着外电阻的增大而增大,随着外电阻的减小而减小。
(2)路端电压与电流的关系式为U=E-Ir,其U—I图线是一条倾斜的直线