2020-2021学年7 闭合电路欧姆定律教学设计及反思

闭合电路欧姆定律习题课

一、教学目标

1．通过例题的讲解，使学生对闭合电路欧姆定律熟练掌握。

2．让学生理解规律的内涵及外延。

3．使学生形成用数学处理物理问题的思维定势，熟练运用某些常用的方法、技能、技巧来解决问题。

二、重点和难点

1．重点是熟练掌握闭合电路欧姆定律的使用。

2．难点是电表的处理及电路的改画。

三、主要教学过程

（一）引入新课

我们已经学习了闭合电路欧姆定律，先请一位同学把定律的内容口述一下，并写出公式（I=E/（R+r）及适用条件，进一步提问U路、η等随外电阻R变化的情况符合什么规律。前面已经作了些定性分析，下面作一些定量的计算。

（二）教学过程

例1．如图所示电路，电源的内阻r=0.4 Ω，电阻R1=R2= R3=4Ω，开头S合上时，电流表A的示数为1.5A，电压表V的示数为2V，求开关S断开后电压表V的示数。（电压表和电流表的内阻的影响不计）

分析：此电路中共有四个电阻，一个电源及电压表和电流表。因为题目中已说到两表的影响不计，所以可当成理想表。电压表处视为断路，电流表处视为短路。要想计算，首先要将电路改画成一般熟练所谓的将表从电路中“拆掉”的形式，再看看表放在哪里合适，引导学生改画电路图，并请同学将结果画在黑板上。

给出几分钟思考的时间，再请一位同学说一下自己的思路。在学生回答的基础上归纳：

①要求的是S断开后电压表的示数，即测的是R2两端电压，从题目给的已知量来看要求Uˊ2，必须知道E，R4；

②S闭合时，电压表测的是R2两端电压U2，电流表测的是过电阻R1和R3的电流，根据电阻的串、并联情况可以解出R4及E；

③利用闭合电路欧姆定律，解出。

解答：闭合时：

I1=I2=U/R=2/4=0.5(A),I3=IA-I1=1.5=0.5=1(A)

U3=I3R3=1X4=4(V)

U4=U3-U2=4-2=2(V)

I4=I1+I2=1(A)

所以 R4=U4/I4=1/2=2(Ω)

E=U3+(I3+I4)r=4+(1+1)X0.4=4.8(V)

S断开时:

R总=r+R2+R并=6Ω Uˊ2=E/R总XR2=4.8/6X4=3.2(V)

小结:做这一类型的题目,我们可以按以下的步骤:

简化电路,由所求入手(缺什么,找什么),根据规律求解.

例2:电源由6个电动势E=1.5V,内电阻r0==0.1Ω的电池串联而成,R1=4.4Ω,R2=6Ω,R2的额定功率为3.84W,变阻器R3开始放在阻值12Ω处,求:(1)通过电阻R2的电流和此时电源的输出功率:(2)若要使R2消耗的实际功率不超过它的额定功率,R3的阻值应取什么范围?

分析:此题中电阻的关系很清楚。(请同学做出第一问)

解答：（1）E=6X1.5=9（V） r=6X0.1=0.6（Ω）

R=R1+（R2R3）/（R2+R3）=4.4+（6X12）/（6+12）=8.4（Ω）

I=E/（R+r）=9/（8.4+0.6）=1（A）

I2=R3/（R2+R3）=2/3X1=0.67（A）

P出=IE�I2r=I2R=12X8.4=8.4（W）

提问：第2问不超过额定功率如何理解？

归纳：①有一个特定的R3阻值，可以使R2此时所消耗的功率正好为额定功率，达到额定功率也就意味着电流、电压也均达到额定值。

②根据电路的情况可分析出，如果R3超同特定值，那么R2、R3并联部分所占的电压就会提高，会使R2实际功率超过额定值，反之，则符合题意。

③如何解出该特定值，应从给定的R2的额定功率求出。

解答：由P2=I22R2，得I2=√（P2/R2）=√3.84/6=0.8（A）

设R2消耗为额定功率时，R3实用阻值为x

故 R3应小于等于120Ω。

小结：该题要求同学对额定功率的概念要理解，要会正确使用动态变化中的定性分析。

例3．如图电源电动势E=12V，内电阻r=0.5Ω，将一盏额定电压为8V，额定功率为16W的灯泡与一只线圈电阻为0.5Ω的直流电动机并联后和电源相连，灯泡则刚好能正常发光，通电100min，问电源提供的能量、电流对灯泡和电动机所做的功、灯丝和电动机线圈产生的焦耳热，电动机的效率分别为多少？

先给出几分钟，让学生去做，将其中的错解写在黑板上。

错解：因为 R=U2P=82/16=4（Ω）

故 I=E/（R+r）=12/[（4X0.5）/（4X0.5）+0.5]=12.7（A）

请同学们讨论该种做法是否正确？（不正确）错在哪里？

强调：闭合电路欧姆定律I=E/（R+r）适用于纯电阻电路一般如电炉、电灯泡均可使用，而直流电动机已不属于此范围，在此也可归纳一下一般题目中遇到的情况下何为纯电阻电路。

纯电阻电路，如电炉子、电熨斗、电暖气、白炽灯等；

非电阻电路，如电动机，电解槽，电镀槽等。

如何解决此题？提示E=IR+Ir=U+Ir，也就是说可把电源电动势分成两部分来看，一部分是路端电压，一部分是内电压。

再给一定时间让学生继续解答，并提醒要弄清各小问的确切定义。

解答：因为电灯与电动机并联，故该电路的路端电压为8V。

I=（E-UL）/r=（12-8）/0.5=8（A）

电源提供能量 W电源=IEt=8X12X6000=5.76X105（J）

电流对灯泡做功 WL=PLt=16X6000=9.6X104（J）

电流对电动机所做的功 Wm=（I�IL）Umt=（8�10/8）X8X6000=2.88X105（J）

灯丝产生的焦耳热 QL=WL=9.6X104（J）

电动机线圈产生的焦耳热Qm=I2rmt=62X0.5X6000=1.08X105（J）

电动机效率ηm=（Wm�Qm）/wm=（2.88�1.08）/2.88=62.5%

（三）课后小结

电路的分析，初中阶级要求已经比较高，我们在做题时应注意对基本概念正确理解，注意规律的适用条件，灵活运用公式。

四、说明

1．因为初中阶段已做了许多习题，现在选的题尽量注意多类型。

2．有意举出错误的解答，让学生去讨论，激发其兴趣，这样在讨论中对概念规律理解得更清楚。