高中物理人教版 (新课标)选修37 闭合电路欧姆定律教案

闭合电路欧姆定律习题课

一、教学目标

　　　　１．知识内容：能够应用闭合电路的欧姆定律进行计算，学会分析变化电路的基本方法。

　　　　２．通过对变化电路的分析，培养学生分析、判断、推理的能力。

二、教学重点、难点

　　　　１．重点：学会应用闭合电路的欧姆定律解决简单的电路问题。

　　　　２．难点：极值电路的分析、判断。

三、教具

　　　　投影仪和写好的幻灯片。

四、教学过程

　　　　教师：上节课我们学习了闭合电路的欧姆定律，请一个同学说说它的主要内容。

　　　　学生：闭合电路中的电流强度以和电源电动势成正比，和内、外电路中的电阻之和成反比。

　　　　教师：好。现在我们应用闭合电路的欧姆定律来分析几个具体问题。

　　　　板书：１、闭合电路的欧姆定律的适用条件

　　　　例１．如图１所示电路，电动机的线圈电阻是１Ω，电动机工作时电压表的示数是12Ｖ，电池组的电动势是22Ｖ，内电阻是0.5Ω，电阻R上消耗的电功率是18W。求：

（1）电阻R的大小；

（2）电动机输出的功率。（投影）

教师：同学们用两分钟的时间思考，然后请两个同学到黑板上来做这道题。

学生可能出现的错解是：

解1：因为电动机的电压是12V，电动机线圈的电阻是1Ω，所以电路中的电流I=U/R线=12/1=12A，电阻R=P/I2=18/I2=18Ω。

解2：I=E/R总=22/（1+R+0.5） （1）

电阻R上消耗的电功率是18W，P=18W=I2R （2）

（1）、（2）式联立，解出I和R的值。

教师：以上两种错解主要表现为不能正确的理解欧姆定律，在含有电动机的非纯电阻电路中，乱套公式，不考虑公式的物理意义。本题是非纯电阻电路，应从能量的分配和转化的角度去思考和解答。在电路中，电源的作用是把其他形式的能量转化为电能，是电路中的总能量。用电器在电路中的作用是把电能转化为其他形式的能，本题中，电阻R是把电能转化为内能，是纯电阻；电动机是把电能转化为机械能。根据能量守恒定律，电源转化来的总电能=电源内部电阻消耗的能量+外电路用电器消耗的能量，即IE=I（U内+U外）=I（UR+r+U动），所以E= UR+r+ U动，UR+r=22�12=10（V）

又因为UR+r=I（R+r）=10V=I（R+0.5） （1）

P=18W=I2R （2）

故 R= 4.5Ω，I=2A。

电动机输出的机械能=电路输入电动机的电能IU动�电动机线圈电阻消耗的能量I2R动，故 P= IR动- I2R动=20（W）

板书：2、动态电路问题

教师：电路中某个电阻发生变化会对整个电路产生影响，而整体的变化又制约着局部。对变化电路的一般分析步骤是：从局部某一电阻的变化，确定总电阻的变化，进一步利用闭合电路的欧姆定律确定总电流、路端电压的变化，再逐步分析局部电流、电压及电功率的变化。简单地说，就是从局部到整体再到局部。

例2：如图2所示电路，已知电源的电动势E和内电阻r恒定，R1、R2是定值电阻，R3是滑动变阻器。当滑动头从a移到b，各个电表的示数如何变化？（投影）

学生思考后，请一个同学来分析。学生：在滑动头从a移到b的过程中，电阻R3从小变到大，外电路的总电阻变大，根据闭合电路的欧姆定律，总电流I将变小，所以电流表A1的示数变小。又因U=E�Ir，所以路端电压变大，电压表V1变大。I3的变化不会分析。

教师：因为R3变大，电压表V2也变大，所以R3支路中的电流I3的变化无法直接用欧姆定律求出。可以用并联电路电流分配的特点求解，I3=I1�I2，I1减小，I2增大，所以I3减小。

对变化电路的讨论，一般情况下认为电源的E和r在短时间内是不变的，电路中的I和U是状态量，将随外电阻的变化而变化。交替使用欧姆定律的串、并联的特点及规律来分析电路中的一些量的变化，能够较快地得到变化的规律。

例3：如图3所示的电路，已知电源的电动势E和内电阻r恒定，R0是定值电阻，R是滑动变阻器，当滑动头从a移到b的过程中，电流表的示数如何变化？（投影）

教师：由本题的电路结构可知，当滑动变阻器的滑动头放在a、b两端时，电路中的总电阻最小，R总=R0+r，根据闭合电路的欧姆定律头放在中点时，电路中的总电阻最大，R总=R0+r+R/4，电流有最小值。所以，当滑动变阻器的滑动头从a端滑到b端时，电流表的示数是先减小后增大。

教师：思考1、若本题电路中的a、c之间接入一个定值电阻R1，b、c之间接入一个定值电阻R2，则滑动变阻器的滑动头从a移到b的过程中，电流表的示数如何变化？

思考2、如果电路如图4所示，滑动变阻器的滑动头从a移到b的过程中，电流表的示数如何变化？