高中物理人教版 (新课标)选修37 闭合电路欧姆定律教学设计

[高二物理教案14-6]

14.62   闭合电路欧姆定律

一、教学目标

1．知识目标：

（1）通过复习，熟练掌握闭合电路欧姆定律的两种表达式和及其适用条件。

（2）熟练掌握路端电压和负载的关系。

（3）掌握电源的总功率P总=IE，电源的输出功率P输=IU，电源内阻上损耗的功率P损=I2r及它们之间的关系P总=P输＋P损。

2．能力目标：

通过对路端电压、输出功率、电源效率随外电阻变化的规律的讨论培养学生的推理能力。

3．物理方法教育目标：

通过外电阻改变引起I、U变化，树立学生普遍联系的观点；通过分析外电压变化原因，了解内因与外因关系；通过对闭合电路的分析计算，培养学生能量守恒思想。

二、教学重点、难点分析

1．重点：应用闭合电路欧姆定律讨论电路中的路端电压、电流强度随外电阻变化的关系。

2．难点：短路、断路特征，路端电压随外电阻的变化。

三、教学方法：

实验演示，启发式教学

四、教    具：

电路示教板一块，示教电压表（0～2.5V）、电流表，10Ω定值电阻一个，滑线变阻器（0～50Ω）一只，开关，导线若干。

五、教学过程：

（一）新课引入

教师：上节课我们学习了闭合电路的欧姆定律，请大家写出闭合电路欧姆定律的两个表达式。

学生：    

教师：当外电路的电阻变化时，外电路两端的电压、电路中的电流、电功率怎么变化呢？这节课我们就来学习这些内容。

（二）进行新课

【板书】第六节  闭合电路欧姆定律

【板书】三、路端电压跟负载的关系

【板书】1、路端电压

外电路的电势降落，也就是外电路两端的电压，叫做路端电压。

路端电压就是电源加在负载（用电器）上的“有效”电压，也就是电源两极之间的电压。那么路端电压与负载之间有何关系呢？

【板书】2、路端电压跟负载的关系

实验：见教材160页，如图所示。

实验结论：

当负载电阻R增大时，电流I将减小，则电源内阻上的电势降Ir将减小，所以路端电压U增大，所以路端电压U随外电阻的增大而增大。

引导学生分析：

由得 路端电压表达式为

可见，电源的电动势和内阻r是一定的，当负载电阻R增大时，由知电流I将减小，由知路端电压增大；相反，当负载电阻R减小时，电流I增大，路端电压减小。（培养学生分析推理能力）

两个特例：

（1）短路

当R→0时，I→E/r，可以认为U=0，路端电压等于零。这种情况叫电源短路。发生短路时，电流强度叫短路电流，，一般，电源的内阻都比较小，所以短路电流很大。一般情况下，要避免电源短路。

（2）断路

当R→∞，也就是当电路断开时，I→0则U=E。当断路（亦称开路）时，路端电压等于电源的电动势。

说明：在用电压表测电源的电压时，有电流通过电源和电压表，外电路并非断路，这时测得的路端电压并不等于电源的电动势。只有当电压表的电阻非常大时，电流非常小，此时测出的路端电压非常近似地等于电源的电动势。

【板书】3、U-I图线

如图所示为的函数图像，是一条倾斜向下的直线。

从图线可以看出，路端电压U随着电流I的增大而减小。图线还反映出电源的特性：直线的倾斜程度跟内阻r有关，内阻越大，倾斜得越厉害；直线与纵轴交点的纵坐标表示电源电动势的大小（I=0时，U=E）。

【板书】四、闭合电路中的功率

在公式E=U外+U内   两端乘以电流I得到

式中和分别表示外电路和内电路上消耗的电功率，表示电源提供的电功率。上式表示，电源提供的电能只有一部分消耗在外电路上，转化为其它形式的能。另一部分消耗在内电路上，转化为内能。电动势E越大，电源提供的电功率越大，这表示电源把其他形式的能转化为电能本领越大。

如果外电路为纯电阻电路，上式可表示为=

（三）例题精讲

【例1】在如图所示的电路中，在滑动变阻器R2的滑动头向下移动的过程中，电压表V和电流表A的示数变化情况如何？

目的：熟悉路端电压随外电阻变化的关系及分析方法。

【例2】如图甲所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定，当负载R变化时，电路中的电流发生变化，于是电路中的三个功率：电源的总功率P总、电源内部消耗功率P内和电源的输出功率P外随电流变化的图线可分别用图乙中三条图线表示，其中图线Ⅰ的函数表达式是______；图线Ⅱ的函数表达式是______；图线Ⅲ的函数表达式是______。

（四）总结、拓展

1．电动势是描述电源将其它形式能转化为电能本领的物理量，数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压，数值上还等于闭合电路内、外电压之和。

2．闭合电路欧姆定律的两种表达式 和

注意适用条件：纯电阻电路

3．路端电压跟负载的关系：当负载电阻R增大时，电流I减小；路端电压U增大；相反，当负载电阻R减小时，电流I增大，路端电压U减小。

4．闭合电路中的功率： 或  =

（五）布置作业：

1．学习本节课文。

2．把162页练习四第（2）、（3）、（4）、（5）题做在作业本上。