第七节、闭合电路的欧姆定律（导学案）
【学习目标】
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。
2、能够理解内、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、电流的关系。
【教学重点和难点】
重点：闭合电路欧姆定律的推导及理解
难点：闭合电路中电势升降关系的理解，路端电压与负载、电流的关系，以及相关电路的分析和计算。
【教学过程】
一、课题引入
〈实验一〉
当电键S1闭合，灯泡L1发光。当电键S2闭合，请观察灯泡L1亮度如何变化？当电键S3闭合，请观察灯泡L1亮度如何变化？
二、认识闭合电路
1．闭合电路：当电键S闭合，电源、导线、用电器组成闭合电路。
2．外电路：由用电器和导线组成外电路。
在外电路中，正电荷在电场力的作用下从正极向负极移动，即从电势高的位置向电势低的位置移动，电路中正电荷定向移动方向规定为电流方向。
所以在外电路中，沿电流方向电势降低。外电路上总的电势降落即为外电路总电压，习惯上叫做路端电压。若外电路为纯电阻电路，U外=IR
3．内电路：电源内部是内电路。
电源内阻为r，流过电源的电流为I，内电路的电势降落即为内电压，U内=Ir
三、回顾电源和电动势
1、电源起什么作用？
2、电源怎么实现提供电能？
如何描述电源把其他形式的能转化为电能的本领？
4、如何定量描述非静电力做的功？
四、理论推导闭合电路的欧姆定律
（提示：应用能量的转化和守恒定律）
设电源电动势为E，内阻为r 外电阻为R 电键闭合后，流过电源的电流为I，则经过时间t
电源提供的电能：
外电路中电流做功消耗的电能：
内电路中电流做功消耗的电能：
由能量的转化和守恒定律得：
闭合电路的欧姆定律：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。
此定律的适用条件：
闭合电路的欧姆定律几个变形表达式以及适用条件：
五、对闭合电路的欧姆定律进行讨论及应用
1．路端电压、内电压和电动势的关系。
E=U外+U内
整个闭合电路的电势高低变化情况如上图所示，图中各点位置的高低表示电路中相应各点电势的高低，A，B两个位置分别与电源的正极和负极位置相对应，由于BC和DA是化学反应层，D代表电池溶液中与正极靠近的位置，C代表电池溶液中与负极靠近的位置。
A到B表示外电路上总的电势降落，C到D表示内电路的电势降落，B到C表示电池负极附近化学反应层中非静电力提高的电势，D到A表示电池正极附近化学反应层中非静电力提高的电势。
从电源正极A沿闭合电路的B、C、D绕一周再回到A时，一路上电势降落的总和，必定等于电势升高的总和。
U外+U内=电源内部电势升高的总和
例1、如图所示，R1=14Ω，R2=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I2=0.3A。求电源的电动势E和内阻r。
例2、把例1中的电流表换成电压表，如何设计电路测电源的电动势和内阻？
2．路端电压与负载的变化关系。
U路 = E – Ir
〈实验二〉按图示电路连接，改变滑动变阻器的阻值，观察电流表和电压表的变化情况，如何解释看到的现象？请同学们分组讨论。
结论：当负载R减小时，电流 ，路端电压 ；当负载R增大时，电流 ，路端电压 。
应用1：
问题1、〈实验一〉中，当电键S2闭合，灯泡L1变暗，请同学们解释实验现象。
问题2：当电键S3闭合时，灯泡L1、L2亮度会有什么变化？请同学们解释实验现象。
问题3：当电键S3断开时，灯泡L1、L2亮度又会有什么变化？请同学们解释实验现象。
闭合电路动态分析的基本思路：先局部到整体，再由整体到局部
应用2：课本第61页“说一说”
应用3：讨论两种特殊情况：
当R趋于无穷大时，即外电路处于 状态，I= ，U路= ，即断路时的路端电压等于
提供了一种测量电动势的方法。
当R等于0时，即外电路处于 状态，I= ，U路=
由于电源内阻一般很小，短路时电流很大。
3、电源的U—I 图象
课本第62页“思考与讨论”
电源的U—I 图象的物理意义。
（1）、图象与纵坐标交点的物理意义：
（2）、图象与横坐标交点的物理意义：
（3）、直线斜率的物理意义：
（4）、直线上的任意点的物理意义：
（5）、图象的面积的物理意义：
应用：
例3、如下左图所示，为闭合电路中两个不同电源的U－I图象，则两电源的电动势和内阻的关系为（ ）
A．E1r2 B．E1＝E2 r1＝r2 C．E1E2 r1例4、(多选)如下右图所示为两个独立电路A和B的路端电压与其总电流I的关系图线，则 （ ）
A．路端电压都为U1时，它们的外电阻相等 B．电流都是I1时，两电源内电压相等
C．电路A的电源电动势大于电路B的电源电动势 D．A中电源的内阻大于B中电源的内阻
作业布置：
完成课本第63页问题与练习1---5题
课件17张PPT。闭合电路的欧姆定律一、课题引入现象：电键S1闭合，灯泡L1发光，当电键S2闭合时，灯泡L1变暗。当电键S3闭合时，灯泡L1更暗。
说明：灯泡两端电压变小。二、认识闭合电路当电键S闭合，电源、导线、用电器组成闭合电路。S电源导线用电器＋－I二、认识闭合电路当电键S闭合，电源、导线、用电器组成闭合电路。由用电器和导线组成外电路。电源导线用电器＋－S电源内部是内电路1、电源起什么作用？非静电力做功把其他形式的能转化为电能。提供电能2、怎样实现提供电能？W=I·E·t3、如何描述电源把其他形式的能转化为电能的本领？ 4、如何定量描述非静电力做的功？设电源电动势为E，流过电源的电流为I，则经过时间t，非静电力做了多少功？电源内阻为r，流过电源的电流为I，内电路的电势降落即为内电压，U内=Ir三、推导闭合电路的欧姆定律由能量的转化和守恒定律得：????闭合电路欧姆定律：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。 I = E / (R+r) （1） E = U外 + U内 （2） E = U外 + Ir （3）（1）适用于外电路为纯电阻电路
（2）、（3）、（4）适用于一切电路．闭合电路的欧姆定律几个表达式： U外= E - Ir （4）四、对闭合电路欧姆定律进行讨论及应用1．路端电压、内电压和电动势的关系 E=U外+U内 电势降落的总和 = 电势升高的总和 U外+U内=E从电势的角度理论分析 例1、在如图所示的电路中，R1=14.0Ω，R2=9.0Ω，当开关S扳到位置1时，电流表的示数为I1=0.20A；当开关S板到位置2时，电流表的示数为I2=0.30A，求电源的电动势和内电阻。解：根据闭合电路欧姆定律得：
E=I1R1＋I1r
E=I2R2＋I2r
消去E，解出r，得
r=(I1R1＋I2R2)/(I2-I1)
代入数值，得r=1Ω
将r值代入E=I1R1＋I1r中，得
E=3 V 改变滑动变阻器的阻值，电流表和电压表的示数如何变化？结论：当负载R减小时，电流增大，路端电压减小；
当负载R增大时，电流减小，路端电压增大。 2、路端电压与负载的变化关系应用1、解释实验一的现象应用2：课本第61页“说一说”
应用3：讨论两种特殊情况：
（1）当R趋于无穷大时，即外电路断开时，I=0，
U路=E，断路时的路端电压等于电动势
提供了一种测量电动势的方法。
（2）当R等于0时，即电源两端短路时，I=E/r，
U路=0
由于电源内阻一般很小，短路时电流很大。 3、U—I 图象的物理意义：1、图象与纵坐标交点的物理意义：I=0，R趋于无穷大，即外电路断路，此时U路=E
纵截距等于电源电动势2、图象与横坐标交点的物理意义：U路=0，Im=E/r，此时R等于0 即外电路短路。
横截距等于外电路短路时的电流3、直线斜率的物理意义：
斜率的绝对值表示电源内阻r,电源内阻r越大，图象的倾斜程度越明显
或者由Im=E/r得r=E/Im，所以直线斜率的绝对值就等于电源内阻
直线斜率的绝对值越大，内阻r越大．4、直线上的任意点的物理意义：
表示闭合电路的某一个工作点，即某一个工作状态，以M点为例说明，工作点与原点连线的斜率表示此工作状态下的外电阻。
． 5、图象的面积的物理意义：
图象中某点横、纵坐标的乘积IU为此工作状态下电源的输出功率，即图中矩形的“面积”表示电源的输出功率． 例3、如图所示，为闭合电路中两个不同电源的U－I图象，则两电源的电动势和内阻的关系为( )
A．E1r2 B．E1＝E2 r1＝r2
C．E1E2 r1 A．路端电压都为U1时，它们的外电阻相等
B．电流都是I1时，两电源内电压相等
C．电路A的电源电动势大于电路B的电源电动势
D．A中电源的内阻大于B中电源的内阻 ACD
