教学设计
多组演示实验对比、引入新课。
演示实验一个由小灯泡、开关、导线组成的简单电路。第一次不接电源,闭合开关,灯不亮。第二次,接上电源后,闭合开关,灯亮了。
问:为什么?
设问:上述演示实验,说明了什么问题?
无论是干电池还是手摇发电机都可以让小灯泡发光。从能量转化角度分析,它们都可以把其他形式能转化成电能。即:电源是把其他形式能转化成电能的一种装置。
刚才我们看到发电机转得慢和快,灯的亮度是不同的,也就是说,单位时间里机械能转化成电能的多少是不同的,转得快,转化得也快,单位时间里转化的电能多,消耗的机械能也多。
电源都具有把其他形式能转化成电能的本领,但不同的电源转化成电能的本领是不一样的。那么用什么方法可以描述这种本领的大小呢?
[新课展开]
为了表征电源转化成电能的本领大小的特征,物理学中引入了电动势这个物理量。
一、电动势
1、物理意义:电动势反映了电源将其他形式能转化成电能本领的物理量。
同学们,你们平时见到过哪些电源?答:干电池、电瓶等。
老师展示实物:干电池(1号),铅蓄电池。不同种类的电源,一般来说两极间的电压是不相同的,例如,新的干电池是1.5伏,铅蓄电池是2伏。表示干电池每通过1C的电荷,可以把1 .5J的化学能转化成电能,蓄电池可以把2J的化学能转化成电能。电源的电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。
2、电源的电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极的电压。用字母E来表示,单位是伏特(V)。
为什么要强调电源没有接入电路这一条件呢?如果接入电路情况又如何?下面请同学独立完成下面几个实验。
分组实验三:1、学生各自完成测定干电池两端开路电压并记录下结果。
2、把干电池与滑动变阻器接成回路,再用电压表测量出电源两端的电压,记录结果。
比较前后两次的测量结果,可知:接入滑动变阻器后,所测电源两极的电压明显变小了。再次强调,只有电源没有接入电路时,两极电压值才是电源电动势的大小。
那么,造成上面两次测量结果明显变化的原因是什么呢?
二、闭合电路欧姆定律
闭合电路由两部分组成:一部分是电源外部由用电器组成的电路叫外电路,另一部分是电源内部的电路叫内电路。外电路的电阻通过称为外电阻,所消耗的电压称外电压。内电路上也有电阻,通常称为电源的内电阻,简称内阻,所消耗的电压称为内电压。实验三第二次测量的电压,实际上就是测的外电路电压。
那么,外电压,内电压与电源电动势存在怎样的制约关系呢?
实验四:按照图一装置连接好电路图。由学生讨论后归纳出结论。E=U外+U内=I(R+r),这就是闭合电路欧姆定律。
1、内容:闭合电路中的电流强度跟电源的电动势成正比,跟内、外电路中的电阻成反比。
2、定义式:I=E/(R+r)
3、适用条件:纯电阻用电器
设问:由闭合电路欧姆定律可知,外电路电压和电流强度与回路中电阻有关。能否从理论上分析,它们之间的具体关系如何?若要分析各用电器消耗的功率,情况又如何?
学生充分思考讨论后,给出结论。
理论分析表明:当外电阻增大时,电流强度减小,外电压增大,外电路断开时,外电阻无穷大,电流为零,外电压等于电源电动势;当外电阻减小时,电流强度增大,外电压减小,;当外电阻为零时,即外电路短接,电流强度达到最大,外电压等于零,所有电动势都消耗在电池内阻上。
课件21张PPT。 物理选修3-1 第四章 第一节 闭合电路欧姆定律 第四章 第一节 闭合电路欧姆定律外:F电正功,
电能→内能?外:F电正功,
电能→内能内:F非正功,
F电负功
其它能→电能1.电源:把其他形式的能转化为电能的装置F非的作用:
保持两级间
的电压
2.电动势
意义: 1.电源:把其他形式的能转化为电能的装置电源把其他形式能转化为电能的本领
单位:伏(V)
大小:把其他形式的能转化为电能的装置电源把其他形式能转化为电能的本领等于外电压与内电压之和
2.电动势
1.电源:意义:U外=IR、U内=Ir即:E=IR+Ir3.闭合电路欧姆定律
(1)内容:流过闭合电路的电流与电路中电源的电动势成正比,与电路中内、外电阻之和反比。
(2)表达式
(3)适用范围:外电路是纯电阻的电路。U=E-Ir当R=∞时(开路状态),U=E当R=0时(短路状态),U=04.路端电压UU=E-IrU=-Ir+E-k=rEy= kx+b例1.在图中,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和内电阻r。例2.如图所示,开关S接通后,将滑动变阻器的滑动片P向a端移动时,各电表的示数变化情况是( )
A.V1减小,V2减小,A1增大
B.V1增大,V2增大,A1减小 R2
C.V1减小,V2增大,A1减小
D.V1增大,V2减小,A1增大R11.电源2.电动势3.闭合电路4.闭合电路欧姆定律5.路端电压课堂小结U=E-Ir谢谢!测评练习
1.如图,电源有一定内阻,当变阻器滑片向上移动时,则 ( )
A.电压表示数将变大,灯L将变暗
B.电压表示数将变大,灯L将变亮
C.电压表示数将变小,灯L将变暗
D.电压表示数将变小,灯L将变亮
2.如图所示的电路中,A、B、C、D是四只相同的灯泡.当滑动变阻器的滑动片向下滑动时,下列说法正确的是 ( )
A.A灯变亮
B.B灯变亮
C.C灯变亮
D.D灯变亮
3.在如图所示的电路中,R1、R2、R3和R4均为定值电阻,R5为可变电阻,电源的电动势为E,内阻为r,设电流表A1读数为I1,电流表A2的读数为I2,电压表V的读数为U,当R5的滑动触点向图中a端移动时(??? )
A.I1变大,I2变大,U变大???B.I1变大,I2变小,U变大
C.I1变大,I2变小,U变小??D.I1变小,I2变小,U变小
4.如图所示的电路,电阻R3 = 4Ω,电流表A和电压表V均为理想电表.闭合开关S后,电流表示数为0.75A,电压表示数2.0V.由于某种原因,电路有一只电阻发生断路现象,使电流表示数变为0.8A,电压表示数为3.2V.试回答下列问题:
(1) 分析判断哪一个电阻发生了断路.
(2) 求电阻R1、R2的值.
(3) 求电源的电动势E和内电阻r.