闭合电路欧姆定律学案
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闭合电路欧姆定律学案
考点突破
一、闭合电路的功率计算
1.电源的总功率:P 总=EI =IU 外+IU 内=P 出+P
内.
若外电路是纯电阻电路,则有P 总=I 2
(R +r)=E
2
R +r 2.电源内部消耗的功率:P 内=I 2
r =U 内I =P 总-P 出.
3.电源的输出功率:P 出=UI =EI -I 2
r =P 总-P 内. 若外电路是纯电阻电路,则有 P 出=I 2
R =E 2
R (R +r )2=E
2
(R -r )
2
R
+4r . 由上式可以看出
(1)当R =r 时,电源的输出功率最大为Pm =E 2
4r
.
(2)当R>r 时,随着R 的增大输出功率越来越小. (3)当R (4)当P 出 1 1+ r R ×100% 因此R 越大,η越大;当R =r ,电源有最大输出功率时,效率仅为 50%. η-R 图象如图所示. 典例必研 【例1】 如图所示,电源电动势E =3 V ,内阻r =3 Ω,定值电阻R 1=1 Ω,滑动变阻器R 2的最大阻值为10 Ω,求: (1)当滑动变阻器的阻值R 2为多大时,电阻R 1消耗的功率最大?电阻R 1消耗的最大功率是多少? (2)当变阻器的阻值为多大时,变阻器消耗的功率最大?变阻器消耗的最大功率是多少? (3)当变阻器的阻值为多大时,电源输出功率最大?电源输出的最大功率是多少? (4)三种情况下,电源的效率分别为多大? 跟踪训练 如图 8-3-6,a 、b 分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线.则以下说法正确的是 A .电池组的内阻是 1 Ω B .电阻的阻值为 0.33 Ω C .将该电阻接在该电池组两端,电池组的输出功率将是 4 W D .改变外电阻的阻值时,该电池组的最大输出功率为 4 W AD 二、电路的动态分析 根据闭合电路的欧姆定律和串联、并联电路的特点来分析电路中某电阻变化引起整个电路中各部分电学量的变化情况,常见的方法有: 1.程序法 . (2)判定总电阻变化情况的规律 ①当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时,电路的总电阻一定增大(或减小). ②若开关的通、断使串联的用电器增多时,电路的总电阻增大;若开关的通、断使并联的支路增多时,电路的总电阻减小. 2.直观法 任一电阻阻值增大,必引起该电阻中电流的减小和该电阻两端电压的增大. 3.“并同串反”规律 所谓“并同”,即某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大,反之则减小.所谓“串反”,即某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端的电压、电功率都将减小,反之则增大.即 }U 串↓ I 串↓ P 串↓←R ↑→{ U 并↑ I 并↑ P 并↑ 4.极限法 即因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论. 典例必研 【例2】如图所示电路,电源内阻不可忽略.开关S 闭合后,在变阻器R 0的滑动端向下滑动的过程中( ) A .电压表与电流表的示数都减小 B .电压表与电流表的示数都增大 C .电压表的示数增大,电流表的示数减小 D .电压表的示数减小,电流表的示数增大 跟踪训练 为了儿童安全,布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针,可以先将玩具放置强磁场中,若其中有断针,则断针被磁化,用磁报警装置可以检测到断针的存在.如图所示是磁报警装置中的一部分电路示意图,其中R B是磁敏传感器,它的电阻随断针的出现而减小,a、b接报警器,当传感器R3所在处出现断针时,电流表的电流I、a、b两端的电压U将( ) A.I变大,U变大B.I变小,U变小 C.I变大,U变小D.I变小,U变大 三、电路故障的分析方法 电路故障一般是短路或断路,常见的情况有:导线断芯,灯泡断丝、灯座短路、变阻器内部断路、接触不良等现象.检查故障的基本方法有两种: 1.电压表检测方法:如果电压表示数为0,说明电压表上无电流通过,则可能在并联路段之外有断路,或并联路段内有短路. 如果电压表有示数,说明电压表上有电流通过,则在并联路段之外无断路,或并联路段内无短路. 2.用多用电表的欧姆挡检测 要对检测的电路切断电源,逐一使元件脱离原电路(或对某段电路检测)后测量是通路还是断路便可找到故障所在. 图8 【例3】(广东理科基础高考)用电压表检查如图8所示电路中的故障,测得U ad=5.0 V,U cd=0 V,U bc=0 V,U ab=5.0 V,则此故障可能是() A.L断路B.R断路 C.R′断路D.S断路 四、含容电路分析 分析和计算含有电容器的直流电流时,要注意以下几点: (1)电路稳定后,由于电容器所在支路无电流通过,所以在此支路中的电阻上无电压降,因此电容器两极间的电压就等于该支路两端电压.电容器稳定时,相当于此处电路断路. (2)当电容器和电阻并联后接入电路时,电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等. (3)电路的电流、电压变化时,将会引起电容器的充(放)电.如果电容器两端电压升高,电容将充电;反之,电容器将对与它并联的电路放电. 图9 【例4】如图9所示,电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,电阻R1=2 Ω,R2=3 Ω,R3=7.5 Ω,电容器的电容C=4 μF.开关S原来断开,现在合上开关S到电路稳定,试问这一过程中通过电流表的电荷量是多少? 课后训练 1.(2011·广州模拟)如图10所示为“热得快”热水器的电路图和示意图.现接通电源,发现该热水器没有发热,并且热水器上的指示灯也不亮,现用交流电压表测得热水器A、B 两端的电压为220 V,指示灯两端的电压为220 V.那么该热水器的故障在于() 图10 A.连接热水器和电源之间的导线断开 B.连接电阻丝与指示灯的导线发生了短路 C.电阻丝熔断,同时指示灯烧毁 D.同时发生了以上各种情况 2.(2011·海南·2)如图11所示,E为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R3为定值电阻,S0、S为开关,与分别为电压表和电流表.初始时,S 0与S均闭合,现将S断开,则() 图11 A.的读数变大,的读数变小 B.的读数变大,的读数变大 C.的读数变小,的读数变小 D.的读数变小,的读数变大 图12 3.(2010·江苏南通期末)如图12所示的电路中,电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,电阻R1=6 Ω,R2=5 Ω,R3=3 Ω,电容器的电容C=2×10-5 F.若将开关S闭合,电路稳定时通过R2的电流为I;断开开关S后,通过R1的电荷量为q.则() A.I=0.75 A B.I=0.5 A C.q=2×10-5 C D.q=1×10-5 C 图13 4.(2011·宁夏固原模拟)如图13所示,直线A是电源的路端电压和电流的关系图线,直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线,若将这两个电阻分别接到该电源上,则() A.R1接在电源上时,电源的效率高 B.R2接在电源上时,电源的效率高 C.R1接在电源上时,电源的输出功率大 D.电源的输出功率一样大 图14 5.(2009·全国Ⅱ·17)如图14为测量某电源电动势和内阻时得到的U-I图线,用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路,测得路端电压为4.8 V.则该电路可能是下图中的() 6.(2011·福建南平月考)某同学将一直流电源的总功率P E、输出功率P R和电源内部的发热功率P r随电流I变化的图线画在了同一坐标系中,如图15中的a、b、c所示.以下判断错误的是() A.直线a表示电源的总功率 B.曲线c表示电源的输出功率 C.电源的电动势E=3 V,内电阻r=1 Ω D.电源的最大输出功率Pm=9 W 7. 图16 在某控制电路中,需要连成如图16所示的电路,主要由电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及电位器(滑动变阻器)R连接而成,L1、L2是红绿两个指示灯,当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a端时,下列说法中正确的是() A.L1、L2两个指示灯都变亮 B.L1、L2两个指示灯都变暗 C.L1变亮,L2变暗 D.L1变暗,L2变亮 图17 8.(2011·浙江金华质检)如图17所示电路中,电源电动势E恒定,内阻r=1 Ω,定值电阻R3=5 Ω.当开关K断开与闭合时,ab段电路消耗的电功率相等.则以下说法中正确的是() A.电阻R1、R2可能分别为4 Ω、5 Ω B.电阻R1、R2可能分别为3 Ω、6 Ω C.开关K断开时电压表的示数一定小于K闭合时的示数 D.开关K断开与闭合时,电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比一定等于6 Ω 9.(2010·天星金考卷热点专题)如图18甲所示为某一小灯泡的U-I图线,现将两个这样的小灯泡并联后再与一个4 Ω的定值电阻R串联,接在内阻为1 Ω、电动势为5 V的电源两端,如图乙所示,则() A.若通过每盏小灯泡的电流强度为0.2 A,此时每盏小灯泡的电功率为0.6 W B.若通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A,此时每盏小灯泡的电功率为0.6 W C.若通过每盏小灯泡的电流强度为0.2 A,此时每盏小灯泡的电功率为0.26 W D.若通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A,此时每盏小灯泡的电功率为0.4 W 图19 10.(2011·广东中山模拟)在如图19所示的电路中,R1=2 Ω,R2=R3=4 Ω,当开关K 接a时,R2上消耗的电功率为4 W,当开关K接b时,电压表示数为4.5 V,试求: (1)开关K接a时,通过电源的电流和电源两端的电压; (2)开关K接b时,电源的电动势和内电阻; (3)开关K接c时,通过R2的电流. 闭合电路欧姆定律 非纯电阻电路典型例题 1.如图2所示,当开关S 断开时,理想电压表示数为3 V ,当开关S 闭合时,电压表示数为1.8 V ,则外电阻R 与电源内阻r 之比为( ) A .5∶3 B .3∶5 C .2∶3 D .3∶2 2.在如图4所示的电路中,E 为电源电动势,r 为电源内阻,R 1和R 3均为定值电阻,R 2为滑动变阻器.当R 2的滑动触点在a 端时合上开关S ,此时三个电表A 1、A 2和V 的示数分别为I 1、I 2和U .现将R 2的滑动触点向b 端移动,则三个电表示数的变化情况是( ) A .I 1增大,I 2不变,U 增大 B .I 1减小,I 2增大,U 减小 C .I 1增大,I 2减小,U 增大 D .I 1减小,I 2不变,U 减小 3.如图为两个不同闭合电路中两个不同电源的U -I 图象,则下列说法正确的是( ) A .电动势E 1=E 2,发生短路时的电流I 1>I 2 B .电动势E 1=E 2,内阻r 1>r 2 C .电动势E 1=E 2,内阻r 1 6.如图所示的电路中,电源由4个相同的电池串联而成.电压表的电阻很大.开关S 断开时,电压表的示数是4.8V ,S 闭合时,电压表的示数是3.6V.已知R1=R2=4Ω,求每个电池的电动势和内电阻. 7.在图1的电路中,电池的电动势E=5V ,内电阻r=10Ω,固定电阻R=90Ω,R0是可变电阻,在R0由零增加到400Ω的过程中,求: (1)可变电阻R0上消耗热功率最大的条件和最大热功率. (2)电池的内电阻r 和固定电阻R 上消耗的最小热功率之和. 8.如图10所示的电路中,电路消耗的总功率为40 W ,电阻R 1为4 Ω,R 2为6 Ω,电源内阻r 为0.6 Ω,电源的效率为94%,求: (1)a 、b 两点间的电压;2)电源的电动势. 9.如图所示,直线A 电源的路端电压U 与电流I 的关系 图象,直线B 是电阻R 两端电压U 与电流I 的关系图象, 把该电源与电阻R 组成闭合电路,则电源的输出=P W ,电源的电动势=E V ,电源的内电阻 =r Ω,外电阻 =R Ω。 10.如图所示,已知电源电动势E=20V ,内阻r=l Ω,当接入固定电阻R=3Ω时,电路中标有“3V,6W ”的灯泡L 和内阻R D =1Ω的小型直流电动机D 都恰能正常工作.试求: B A 闭合电路欧姆定律教学设计 一、教材分析 课标分析:知道电源的电动势和内阻,理解闭合电路的欧姆定律 教材地位:闭合电路欧姆定律是恒定电流一章的核心内容,具有承前启后的作用。既是本章知识的高度总结,又是本章拓展的重要基础;通过学习,既能使学生从部分电路的认知上升到全电路规律的掌握,又能从静态电路的计算提高到对含电源电路的动态分析及推演。同时,闭合电路欧姆定律能够充分体现功和能的概念在物理学中的重要性,是功能关系学习的好素材。 二、学情分析 学生通过前面的学习,理解了静电力做功与电荷量、电势差的关系、了解了静电力做功与电能转化的知识,认识了如何从非静电力做功的角度描述电动势,并处理了部分电路欧姆定律的相关电路问题,已经具备了通过功能关系分析建立闭合电路欧姆定律,并应用闭合电路欧姆定律分析问题的知识与技能。 三、教学目标 (一)知识与技能 1、通过探究推导出闭合电路欧姆定律及其公式,知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。 2、理解路端电压与负载的关系,知道这种关系的公式表达,并能用来分析有关问题。 3、掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。 4、了解路端电压与电流的U-I图像,认识E和r对U-I图像的影响。 5、熟练应用闭合电路欧姆定律进行相关的电路分析和计算 (二)过程与方法 1、经历闭合电路欧姆定律及其公式的推导过程,体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用,培养学生推理能力。 2、通过路端电压与负载的关系实验,培养学生利用实验探究物理规律的科学思路和方法。 3、了解路端电压与电流的U-I图像,培养学生利用图像方法分析电学问题的能力。 4、利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。 (三)情感态度价值观 1、通过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力。 2、通过实验探究,加强对学生科学素质的培养。 3、通过实际问题分析,拉近物理与生活的距离,增强学生学习物理的兴趣。 四、教学重点、难点 推导闭合电路欧姆定律,应用定律进行相关讨论是本节的重点,帮助学生理解电路中的能量转化关系是基础和关键。应用闭合电路欧姆定律讨论路端电压与负载关系是本节难点。 高二物理 闭合电路欧姆定律习题及答案 课堂同步 1.下列说法正确的是 ( ) A .电源被短路时,放电电流无穷大 B .外电路断路时,路端电压最高 C .外电路电阻减小时,路端电压升高 D .不管外电路电阻怎样变化,其电源的内、外电压之和保持不变 2.直流电池组的电动势为E ,内电阻为r ,用它给电阻为R 的直流电动机供电,当电动机 正常工作时,电动机两端的电压为U ,通过电动机的电流是I ,下列说法中正确的是 ( ) A .电动机输出的机械功率是UI B .电动机电枢上发热功率为I 2R C .电源消耗的化学能功率为EI D .电源的输出功率为EI-I 2 r 3.A 、B 、C 是三个不同规格的灯泡,按图2-34所示方式连接恰 好能正常发光,已知电源的电动势为E ,内电阻为r ,将滑动变阻器的滑片P 向左移动,则三个灯亮度变化是( ) A .都比原来亮 B .都比原来暗 C .A 、B 灯比原来亮,C 灯变暗 D .A 、B 灯比原来暗,C 灯变亮 4.如图2-35所示电路中,电源电动势为E ,内阻为r ,电路中O 点接地,当滑动变阻器的滑片P 向右滑动时,M 、N 两点电势变化情况是( ) A .都升高 B .都降低 C .M 点电势升高,N 点电势降低 D .M 点电势降低,N 点电势升高 E .M 点电势的改变量大于N 点电势的改变量 5.如图2-36所示的电路中,电键S 1、S 2、S 3、S 4均闭合, C 是极板水平放置的平行板电容器,极板间悬浮着一油滴P ,欲 使P 向下运动,应断开电键( ) A .S 1 B .S 2 C .S 3 D .S 4 6.如图2-37所示电路中,电源的总功率是40W ,R 1=4Ω,R 2=6Ω,a 、b 两点间的电压是,电源的输出功率是。求电源的内电阻 和电动势。 课后巩固 1.电源电动势为ε,内阻为r ,向可变电阻R 供电.关于路端电压,下列说法中正确的是 ( ) A .因为电源电动势不变,所以路端电压也不变 B .因为U=IR ,所以当R 增大时,路端电压也增大 C .因为U=IR ,所以当I 增大时,路端电压也增大 D .因为U=ε-Ir ,所以当I 增大时,路端电压下降 A B C P 图2-34 R 1 R 3 M O P N E R 2 图2-35 图2-36 R 2R 3 E a b 图2-37 闭合电路欧姆定律优质课教学设计 一、教材分析 课标分析:知道电源的电动势和阻,理解闭合电路的欧姆定律 教材地位:闭合电路欧姆定律是恒定电流一章的核心容,具有承前启后的作用。既是本章知识的高度总结,又是本章拓展的重要基础;通过学习,既能使学生从部分电路的认知上升到全电路规律的掌握,又能从静态电路的计算提高到对含电源电路的动态分析及推演。同时,闭合电路欧姆定律能够充分体现功和能的概念在物理学中的重要性,是功能关系学习的好素材。 二、学情分析 学生通过前面的学习,理解了静电力做功与电荷量、电势差的关系、了解了静电力做功与电能转化的知识,认识了如何从非静电力做功的角度描述电动势,并处理了部分电路欧姆定律的相关电路问题,已经具备了通过功能关系分析建立闭合电路欧姆定律,并应用闭合电路欧姆定律分析问题的知识与技能。 三、教学目标 (一)知识与技能 1、通过探究推导出闭合电路欧姆定律及其公式,知道电源的电动势等于、外电路上电势降落之和。 2、理解路端电压与负载的关系,知道这种关系的公式表达,并能用来分析有关问题。 3、掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。 4、了解路端电压与电流的U-I图像,认识E和r对U-I图像的影响。 5、熟练应用闭合电路欧姆定律进行相关的电路分析和计算 (二)过程与方法 1、经历闭合电路欧姆定律及其公式的推导过程,体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用,培养学生推理能力。 2、通过路端电压与负载的关系实验,培养学生利用实验探究物理规律的科学思路和方法。 3、了解路端电压与电流的U-I图像,培养学生利用图像方法分析电学问题的能力。 4、利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。 (三)情感态度价值观 1、通过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力。 2、通过实验探究,加强对学生科学素质的培养。 3、通过实际问题分析,拉近物理与生活的距离,增强学生学习物理的兴趣。 四、教学重点、难点 推导闭合电路欧姆定律,应用定律进行相关讨论是本节的重点,帮助学生理解电路中的能量转化关系是基础和关键。应用闭合电路欧姆定律讨论路端电压与负载关系是本节难点。 鲁科版选修3-1第四章第一节闭合电路 欧姆定律 一、教材分析 课标分析:知道电源的电动势和内阻,理解闭合电路的欧姆定律 教材地位:闭合电路欧姆定律是恒定电流一章的核心内容,具有承前启后的作用。既是本章知识的高度总结,又是本章拓展的重要基础;通过学习,既能使学生从部分电路的认知上升到全电路规律的掌握,又能从静态电路的计算提高到对含电源电路的动态分析及推演。同时,闭合电路欧姆定律能够充分体现功和能的概念在物理学中的重要性,是功能关系学习的好素材。 二、学情分析 学生通过前面的学习,理解了静电力做功与电荷量、电势差的关系、了解了静电力做功与电能转化的知识,并处理了部分电路欧姆定律的相关电路问题,已经具备了通过功能关系分析建立闭合电路欧姆定律,并应用闭合电路欧姆定律分析问题的知识与技能。 三、教学目标 1.知道电路结构,理解电动势定义及物理意义; 2.知道电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压,等于内、外电路上电势降落之和; 3.理解闭合电路欧姆定律及其公式,会分析路端电压与外电阻的关系 四、教学方法 1、经历闭合电路欧姆定律及其公式的推导过程,体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用,培养学生推理能力。 2、通过路端电压与负载的关系实验,培养学生利用实验探究物理规律的科学思路和方法。 3、了解路端电压与电流的U-I图像,培养学生 利用图像方法分析电学问题的能力。 4、利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。 五、教学重点、难点 推导闭合电路欧姆定律,应用定律进行相关讨论是本节的重点,帮助学生理解电路中的能量转化关系是基础和关键。应用闭合电路欧姆定律讨论路端电压与负载关系是本节难点。 六、教学过程 教 学 程 序 教学内容学生活动设计意图 情景引入演示实验: 问题:依次接通S1、S2、S3、S4、后,灯 泡1有什么现象? 观察灯泡 1在S1闭合、 S2闭合时的亮 暗变化,积极 思考亮暗变化 的直接原因? S1闭合时,灯泡1正常发 光,说明:灯泡1两端电压达 到或接近灯泡1的额定电压 S2闭合现象:灯泡1变暗 当S2、S3、S4闭合时,灯泡1 变暗,说明:灯泡1两端电压 小于灯泡1的额定电压 灯泡1始终接在电源两 端,为什么它两端的电压会发 IH 2J-I 闭合电路由 内电鶴韩外电越姐威; § 2.7闭合电路欧姆定律导学案(第一课时) 教学目标 1、 理解闭合电路欧姆定律及其公式,并能用来解决有关的电路问题。 2、 理解路端电压与电流(或外电阻)的关系,知道其图像表达,并能用来分析、计算有关 问题。 3、 理解闭合电路的功率,知道闭合电路中能量的转化。 教学重点: 1、 掌握闭合电路欧姆定律的内容; 2、 路端电压和电流(或外阻)的关系,及其图像的物理意义。 使用说明:用严谨认真的态度完成导学案中要求的内容,明确简洁的记录自己遇到问题。 导学案分四个板块: 预习部分(20分钟): 、闭合电路欧姆定律 读教材60— 61页,回答以下问题。 1, 什么是闭合电路?闭合电路是由哪几部分组成的? 2, 在外电路中,沿电流方向,电势如何变化?为什么? 4、闭合电路的欧姆定律 (1) 内容: __________________________________________ (2) 公式: _______________________________________ (3) 适用条件: ___________________________________ 二、路端电压与外电阻的关系 当R 增大时,根据 ___________________ 可知电流I __________ 内电压Ir _______ 根据 ____________ 可知路端电压U 外 ___________ 同理,R 减小时,U 外 ____________ 探究部分(30分钟): 探究点一:闭合电路欧姆定律 1、 设电源电动势为 E,内阻为r,外电路电阻为 R ,闭合电路的电流为I, (1) 写出在t 时间内,外电路中消耗的电能 E 外的表达式; __________________ (2) _____________________________________________________________________ 写出在t 时间内,内电路中消耗的电能 E 内的表达式; ___________________________________________ (3) 写出在t 时间内,电源中非静电力做的功 W 的表达式; ____________________ 根据能量守恒定律, W= 整理得:E=IR+Ir (1) E /、 I (2) E=U 外+U 内=U 外+Ir ( 3) R 卄 2、 闭合电路欧姆定律(1)(2)( 3)式适用范围是什么? 3、在如图所示的电路中,R 1=14.0 Q, R 2=9.0 Q ,当开关S 扳到位置1时,电流表的示数为 h=0.20A; 当开关S 扳到位置2时,电流表的示数为l 2=0.30A,求电流的电动势和内电阻. 如果没有电流表,只有电压表,如何设计实验测量电源的内阻和电动势 ? 2019年高考物理复习:闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律内容: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。 对应公式:E=I(R+r)=U外+U内,I表示电路中电流,E表示电动势,R表示外总电阻,r表示电池内阻。 闭合电路欧姆定律有多个表达式,用得比较多的是: (1)E=I (R+r); (2)E=U外+U内; (3)U外=E-Ir; 一些相关的概念: ①内电路:电源内部的电路叫做闭合电路的内电路。 ②内阻:内电路的电阻叫做电源的内阻。 ③内电压:当电路中有电流通过时,内电路两端的电压叫内电压,用U内表示。 ④外电路:电源外部的电路叫闭合电路的外电路。 ⑤外电压:外电路两端的电压叫外电压,也叫路端电压,用U外表示。 ⑥电动势:电动势表示在不同的电源中非静电力做功的本领,常用符号E(有时也可用ε)表示。 闭合电路上功率分配关系,反映了闭合电路中能量的转化和守恒。即电源提供的电能,一部分消耗在内阻上,其余部分输出给外电路,并在外电路上转化为其它形式的能。 闭合电流欧姆定律是初中学过的欧姆定律的拓展,基本原理是类似的,说白了就是电压分配的加法关系。 解题注意事项 1闭合电路欧姆定律实验是一个考试要点。 2注意闭合电流欧姆定律与电路结合的分析题(闭合开关各个部分功率的改变)。 3闭合电路欧姆定律与非纯电阻电路结合的问题。 4闭合电路欧姆定律与坐标图像结合的问题。 闭合电路欧姆定律: 1、内容:闭合电路的电流强度跟电源的电动势成正比,跟闭合电路总电阻成反比。 2、表达式:I=E/(R+r)。 3、适用范围:纯电阻电路。 4、电路的动态分析: ①分析的顺序:外电路部分电路变化→R总变化→由 ②几个有用的结论 Ⅰ、外电路中任何一个电阻增大(或减少)时外电路的总电阻一定增大(或减少)。 Ⅱ、若开关的通断使串联的用电器增多时,总电阻增大;若开关的通断使并联的支路增多时,总电阻减少。 Ⅲ、动态电路的变化一般遵循“串反并同”的规律;当某一电阻阻值增大时,与该电阻串联的用电器的电压(或电流) xxxXXXXX 学校XXXX年学年度第二学期第二次月考 XXX年级xx班级 :_______________班级:_______________考号:_______________ 题号 一、计算 题 总分 得分 一、计算题 (每空?分,共?分) 1、如图(甲)所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100 Ω,R2阻值未知,R3为一滑动变阻器.当其滑片P从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图(乙)所示,其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的.求: (1)电源的电动势和阻; (2)定值电阻R2的阻值; (3)滑动变阻器的最大阻值. 2、如图所示,已知电源电动势E=20V,阻r=lΩ,当接入固定电阻R=3Ω时,电路中标有“3V,6W”的灯泡L和阻R D=1Ω的小型直流电动机D都恰能正常工作.试求: (1)电路中的电流大小; (2)电动机的输出功率. 3、如图6-12所示为检测某传感器的电路图.传感器上标有“3 V,0.9 W”的字样(传感 器可看做一个纯电阻),滑动变阻器R0上标有“10 Ω,1 A”的字样,电流表的量程为0.6 A,电压表的量程为3 V.求: 评卷人得分 图6-12 (1)传感器的电阻和额定电流. (2)为了确保电路各部分的安全,在a、b之间所加的电源电压最大值是多少? 4、如图所示,电源电动势E=10 V,阻r=1 Ω,R1=3 Ω,R2=6 Ω,C=30 μF. (1)闭合开关S,求稳定后通过R1的电流; (2)然后将开关S断开,求电容器两端的电压变化量和断开开关后流过R1的总电量; (3)如果把R2换成一个可变电阻,其阻值可以在0~10 Ω围变化,求开关闭合并且电路稳定时,R2消耗的最大电功率. 5、如图所示,M为一线圈电阻rM=0.4 Ω的电动机,R=24 Ω,电源电动势E=40 V. 当S断开时,电流表的示数为I1=1.6 A,当开关S闭合时,电流表的示数为I2=4.0 A. 求: (1)电源阻r; (2)开关S闭合时电源输出功率. (3)开关S闭合时电动机输出的机械功率; 6、如图11所示,电源电动势E=10V,阻r=1Ω,闭合电键S后,标有“,”的灯泡恰能正常发光,电动机M 绕组的电阻R0=4Ω,求: 闭合电路欧姆定律学案 教学目标 (一)知识目标 1、知道电动势的定义. 2、理解闭合电路欧姆定律的公式,理解各物理量及公式的物理意义,并能熟练地用来解决有关的电路问题. 3、知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压,电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和. 4、理解路端电压与电流(或外电阻)的关系,知道这种关系的公式表达和图线表达,并能用来分析、计算有关问题. 5、理解闭合电路的功率表达式. 6、理解闭合电路中能量转化的情况. (二)能力目标 1、培养学生分析解决问题能力,会用闭合电路欧姆定律分析外电压随外电阻变化的规律 2、理解路端电压与电流(或外电阻)的关系,知道这种关系的公式表达和图线表达,并能用来分析、计算有关问题. 3、通过用公式、图像分析外电压随外电阻改变规律,培养学生用多种方式分析问题能力. (三)情感目标 1、通过外电阻改变引起电流、电压的变化,树立学生普遍联系观点 2、通过分析外电压变化原因,了解内因与外因关系 3、通过对闭合电路的分析计算,培养学生能量守恒思想 4、知道用能量的观点说明电动势的意义 教学建议 1、电源电动势的概念在高中是个难点,是掌握闭合电路欧姆定律的关键和基础,在处理电动势的概念时,可以根据教材,采用不同的讲法.从理论上分析电源中非静电力做功从电源的负极将正电荷运送到正极,克服电场力做功,非静电力搬运电荷在两极之间产生电势差的大小,反映了电源做功的本领,由此引出电动势的概念;也可以按本书采取讨论闭合电路中电势升降的方法,给出电动势等于内、外电路上电势降落之和的结论.教学中不要求论证这个结论.教材中给出一个比喻(儿童滑梯),帮助学生接受这个结论. 需要强调的是电源的电动势反映的电源做功的能力,它与外电路无关,是由电源本生的特性决定的. 电动势是标量,没有方向,这要给学生说明,如果学生程度较好,可以向学生说明,做为电源,由正负极之分,在电源内部,电流从负极流向正极,为了说明问题方便,也给电动势一个方向,人们规定电源电动势的方向为内电路的电流方向,即从负极指向正极. 2、路端电压与电流(或外电阻)的关系,是一个难点.希望作好演示实验,使学生有明确的感性认识,然后用公式加以解释.路端电压与电 考点一 闭合电路欧姆定律 例1.如图18—13所示,电流表读数为0.75A 0.8A 和3.2V .(1)是哪个电阻发生断路?(2[解析] (1)假设R 1应该为3.2V 。所以,发生断路的是R 2。(2)R 222 R ×4+2=0.75R 1 3.2=0.8R 1 由此即可解r R R R R R E ++++32132)(·32132)(R R R R R +++=0.75r R E +1[规律总结] 般的故障有两种:断路或局部短路。 考点二 闭合电路的动态分析 1、 总电流I 和路端电压U 随外电阻R 当R 增大时,I 变小,又据U=E-Ir 知,U 变大.当R 增大到∞时,I=0,U=E (断路). 当R 减小时,I 变大,又据U=E-Ir 知,U 变小.当R 减小到零时,I=E r ,U=0(短路) 2、 所谓动态就是电路中某些元件(如滑动变阻器的阻值)的变化,会引起整个电路中各部分相 关电学物理量的变化。解决这类问题必须根据欧姆定律及串、并联电路的性质进行分析,同时,还要掌握一定的思维方法,如程序法,直观法,极端法,理想化法和特殊值法等等。 3、 基本思路是“部分→整体→部分”,从阻值变化的部分入手,由欧姆定律和串、并联电路特点判断整个电路的总电阻, 干路电流和路端电压的变化情况,然后再深入到部分电路中,确定各部分电路中物理量的变化情况。 例2.在如图所示的电路中,R 1、R 2、R 3、R 4皆为定值电阻,R 5为可变电阻,电源的电动势为E ,内阻为r ,设电流表A 的读数为I ,电压表V 的读数为U ,当R5的滑动触头向a 端移动时,判定正确的是( ) A .I 变大,U 变小. B .I 变大,U 变大. C .I 变小,U 变大. D .I 变小,U 变小. [解析] 当R 5向a 端移动时,其电阻变小,整个外电路的电阻也变小,总电阻也变小,根据闭合电 路的欧姆定律E I R r =+知道,回路的总电流I 变大,内电压U 内=Ir 变大,外电压U 外=E-U 内变 小,所以电压表的读数变小,外电阻R 1及R 4两端的电压U=I (R1+R 4)变大,R5两端的电压,即R 2、R 3两端的电压为U ’=U 外-U 变小,通过电流表的电流大小为U ’/(R 2+R 3)变小,答案:D [规律总结] 在某一闭合电路中,如果只有一个电阻变化,这个电阻的变化会引起电路其它部分的电流、电压、电功率的变化,它们遵循的规则是:(1).凡与该可变电阻有并关系的用电器,通过它的电流、两端的电压、它所消耗的功率都是该可变电阻的阻值变化情况相同.阻值增大,它们也增大.(2).凡与该可变电阻有串关系的用电器,通过它的电流、两端的电压、它所消耗的功率都是该可变电阻的阻值变化情况相同.阻值增大,它们也增大.所谓串、并关系是指:该电阻与可变电阻存在着串联形式或并联形式,用这个方法可以很简单地判定出各种变化特点.简单记为:并同串反 考点三 闭合电路的功率 1、电源的总功率:就是电源提供的总功率,即电源将其他形式的能转化为电能的功率,也叫电源消耗的功率 P 总 =EI. 2、电源输出功率:整个外电路上消耗的电功率.对于纯电阻电路,电源的输出功率. P 出 =I 2 R=[E/(R+r )] 2 R ,当R=r 时,电源输出功率最大,其最大输出功率为Pmax=E 2 / 4r 3、电源内耗功率:内电路上消耗的电功率 P 内 =U 内 I=I 2 r 4、电源的效率:指电源的输出功率与电源的功率之比,即 η=P 出 /P 总 =IU /IE =U /E . 2.7《闭合电路的欧姆定律》导学案 【学习目标】 1、经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程。体验能量转化和能量守恒定律在电路中的具体应用,理解内、外电路的能量变化。 2、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和负载的关系,并能进行相关的电路分析和计算。【重点难点】 重点:1、推导闭合电路欧姆定律,应用定律进行有关讨论。 2、路端电压与负载的关系 难点:路端电压与负载的关系 预习案 1、闭合电路欧姆定律 (1)内电路、内阻、内电压 电源内部的电路叫____________。内电路的电阻叫__________。当电路中有电流通过时,内电路两端的电压叫___________。用U内表示 (2)外电路、路端电压 电源外部的电路叫____________。外电路两端的电压习惯上叫____________。用U外表示 2、电动势E、外电压U外与内电压U内三者之间的关系________________。 ①电动势等于电源___________时两极间的电压 ②用电压表接在电源两极间测得的电压U外___E 3、闭合电路欧姆定律 ①内容___________ ②表达式_________________________________ ③常用变形式_________________________________ 预习自测 1、关于电源的电动势,下面叙述正确的是() A、电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压 B、同一电源接入不同电路,电动势就会发生变化 C、电源的电动势时表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量 D、在闭合电路中,当外电阻变大时,路端电压变大,电源的电动势也变大 探究案 探究一:闭合电路的欧姆定律: 问题一:什么是闭合电路,分别由哪几部分组成?闭合电路中电荷是怎样移动的?问题二:闭合电路中沿电流方向电势是如何变化的?为什么? 问题三:推导闭合电路欧姆定律 设电源电动势为E,内阻为r,外电路电阻为R,闭合电路的电流为I, 1、写出在t时间内,外电路中消耗的电能E外的表达式; 2、写出在t时间内,内电路中消耗的电能E内的表达式; 3、写出在t时间内,电源中非静电力做的功W的表达式; 4、根据能量守恒定律推导闭合电路欧姆定律 (1)内容 (2)表达式 (3)它的适用条件是什么? (4)其他表达式 5、什么是路端电压?什么是内电压?电动势,路端电压,内电压的关系是怎样的? 针对训练1.一个电源接8Ω电阻时,通过电源的电流为0.15A,接13Ω电阻时,通过电源的电流为0.10A,求电源的电动势和内阻。 探究二、路端电压与负载的关系 1、路端电压U:他是外电路上总的电势降落。负载R:电路中消耗电能的元件。 2、路端电压与外电阻的关系 ①根据U=E-Ir、I= r R E 可知:当R_____时,U增大,当R_____时,U减小 ②当外电路断开时,R==_____,I=_____,U=_____ 当外电路短路时,R==_____,I=_____,U=_____ 思考与讨论: 傍晚时每一天用电的高峰时段,万家灯火,但灯光较暗,而夜深人静的候,你若打开电灯,灯光又特别亮;又如在家用电器使用中,打开大功率的空调后,你会发现灯泡会变暗,而关掉空调后灯又马上亮起来,这是为什么呢? 高中物理闭合电路欧姆 定律教案 标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N] 闭合电路欧姆定律学案 教学目标 (一)知识目标 1、知道电动势的定义. 2、理解闭合电路欧姆定律的公式,理解各量及公式的意义,并能熟练地用来解决有关的电路问题. 3、知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压,电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和. 4、理解路端电压与电流(或外电阻)的关系,知道这种关系的公式表达和图线表达,并能用来分析、计算有关问题. 5、理解闭合电路的功率表达式. 6、理解闭合电路中能量转化的情况. (二)能力目标 1、培养学生分析解决问题能力,会用闭合电路欧姆定律分析外电压随外电阻变化的规律 2、理解路端电压与电流(或外电阻)的关系,知道这种关系的公式表达和图线表达,并能用来分析、计算有关问题. 3、通过用公式、图像分析外电压随外电阻改变规律,培养学生用多种方式分析问题能力. (三)情感目标 1、通过外电阻改变引起电流、电压的变化,树立学生普遍联系观点 2、通过分析外电压变化原因,了解内因与外因关系 3、通过对闭合电路的分析计算,培养学生能量守恒思想 4、知道用能量的观点说明电动势的意义 教学建议 1、电源电动势的概念在高中是个难点,是掌握闭合电路欧姆定律的关键和基础,在处理电动势的概念时,可以根据,采用不同的讲法.从理论上分析电源中非静电力做功从电源的负极将正电荷运送到正极,克服电场力做功,非静电力搬运电荷在两极之间产生电势差的大小,反映了电源做功的本领,由此引出电动势的概念;也可以按本书采取讨论闭合电路中电势升降的方法,给出电动势等于内、外电路上电势降落之和的结论.教学中不要求论证这个结论.中给出一个比喻(儿童滑梯),帮助学生接受这个结论. 高考物理高考物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案) 一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律 1.如图所示电路中,14R =Ω,26R =Ω,30C F μ=,电池的内阻2r =Ω,电动势 12E V =. (1)闭合开关S ,求稳定后通过1R 的电流. (2)求将开关断开后流过1R 的总电荷量. 【答案】(1)1A ;(2)41.810C -? 【解析】 【详解】 (1)闭合开关S 电路稳定后,电容视为断路,则由图可知,1R 与2R 串联,由闭合电路的欧姆定律有: 1212 1A 462 E I R R r = ==++++ 所以稳定后通过1R 的电流为1A . (2)闭合开关S 后,电容器两端的电压与2R 的相等,有 16V 6V C U =?= 将开关S 断开后,电容器两端的电压与电源的电动势相等,有 '12V C U E == 流过1R 的总电荷量为 ()' 63010126C C C Q CU CU -=-=??-41.810C -=? 2.如图所示,电流表A 视为理想电表,已知定值电阻R 0=4Ω,滑动变阻器R 阻值范围为0~10Ω,电源的电动势E =6V .闭合开关S ,当R =3Ω时,电流表的读数I =0.5A 。 (1)求电源的内阻。 (2)当滑动变阻器R 为多大时,电源的总功率最大?最大值P m 是多少? 【答案】(1)5Ω;(2)当滑动变阻器R 为0时,电源的总功率最大,最大值P m 是4W 。 【解析】 【分析】 【详解】 (1)电源的电动势E =6V .闭合开关S ,当R =3Ω时,电流表的读数I =0.5A ,根据闭合电路欧姆定律可知: 0E I R R r = ++ 得:r =5Ω (2)电源的总功率 P=IE 得: 2 0E P R R r =++ 当R =0Ω,P 最大,最大值为m P ,则有:4m P =W 3.如图所示,竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L ,导轨的两端 分别与电源(串有一滑动变阻器 R )、定值电阻、电容器(原来不带电)和开关K 相连.整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场,其磁感应强度的大小为B .一质量为m ,电阻不计的金属棒 ab 横跨在导轨上.已知电源电动势为E ,内阻为r ,电容器的电容为C ,定值电阻的阻值为R0,不计导轨的电阻. (1)当K 接1时,金属棒 ab 在磁场中恰好保持静止,则滑动变阻器接入电路的阻值 R 为多大? (2)当 K 接 2 后,金属棒 ab 从静止开始下落,下落距离 s 时达到稳定速度,则此稳定速度的大小为多大?下落 s 的过程中所需的时间为多少? (3) ab 达到稳定速度后,将开关 K 突然接到3,试通过推导,说明 ab 作何种性质的运动?求 ab 再下落距离 s 时,电容器储存的电能是多少?(设电容器不漏电,此时电容器没有被击穿) 【答案】(1)EBL r mg -(2)44220220B L s m gR mgR B L +(3)匀加速直线运动 2222 mgsCB L m cB L + 《闭合电路欧姆定律》第一课时说课稿 一、说教材 1、本节内容: 《闭合电路欧姆定律》是高中物理第十四章《恒定电流》的第六节内容,本节我打算共用四课时完成,这里我要说的是第一课时。 2、在教材中的地位: 在学生学习了“欧姆定律”、“电功”等内容之后编排的,是分析和理解部分电路和全电路的交汇点,也是复杂电路分析的基础。本节内容在教材中具有承上启下的作用,既是前面所学知识的巩固和深化,又为后继内容的学习做出了铺垫3、教学目标 1)知识目标: (1)知道电动势的概念,理解电动势与电压的区别,知道电源的电动势等于外电压和内电压之和。 (2)知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。 (3)理解闭合电路欧姆定律及其公式,并能熟练地用来解决有关的电路问题。(4)理解路端电压与电流(或外电阻)的关系,知道这种关系的公式表达和图 线表达,并能用来分析、计算有关问题。 2)能力目标: (1)通过具体实验,培养学生的实验分析能力 (2)培养学生用逻辑推理方法分析问题的能力. 3)、德育目标: 通过教学示范作用,培养学生实验探索和科学推理的物理思维品质;通过能力训练,培养学生创造性地学习的思维品质,能够变换、创设问题,从中理性地体会物理思维方法。 4、教学重点和难点 重点:电动势的概念;闭合电路欧姆定律的内容及其理解 依据是电动势是一个全新的概念,它是从一个全新的观点来研究分析物理问题。闭合电路欧姆定律的理解不能单纯从数学方面来理解,每一个量都有它的物理意义。 难点:电动势的概念 依据是电动势易与电压的概念相混淆。它是从一个更高的角度来研究分析电路。 二、说教学方法和教学手段 1、演示实验法:实验是学生认知规律的最好的方法,最具有说服力。 2、启发式法:在规律得出的过程中需要教师的点拨来帮助学生完成思维的跳跃。 3、讲练结合式:结合本节内容,给出相应的练习,随时发现学生的错误,引导分析其错误原因,把教师的主导作用与学生的主体作用结合起来,巩固强化有关知识。 4.利用演示实验,使演示内容更真实科学,激发学生探究兴趣。 5.利用多媒体课件辅助教学,增大课堂容量。 三、说讲授过程设计 根据教材特点和教学目标,教学中以学习、研究物理问题的方法为基础,掌 高二物理选修3《闭合电路欧姆定律》教学设计 一、教材分析 1、本节内容在教材中的地位和作用 《闭合电路欧姆定律》是普通高中课程标准实验教科书《物理》(选修3—1)中是第二章第七节的内容,电动势作为单独的一节在前面已经介绍,所以本节主要从能量角度得出闭合电路欧姆定律,然后研究路端电压跟负载的关系。《闭合电路欧姆定律》是高中物理电学部分最基础、也是最重要的知识之一,它与我们的生活、生产和科学技术息息相关,只有掌握了这部分内容,才能有效的应用它解决实际问题。 2、教学目标 结合教材内容和学生的特点,本节课的教学目标定位如下: 知识与技能①能够从能量的角度分析出电源的电动势等于内、外电压之和; ②理解闭合电路欧姆定律及其公式,并能熟练地用来解决电路有关的问题; ③理解路端电压与负载(或干路电流)的关系,知道这种关系的公式表达和图线表达,并能用来分析、计算有关问题。 过程与方法①通过学生实验:探索闭合电路中路端电压与负载的关系,培养学生利用“实验研究,得出结论”的探究物理规律的科学思路和方法; ②通过利用闭合电路欧姆定律解决一些问题,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。 情感与价值观通过本节课教学,加强对学生科学素质的培养,探究物理规律培养学生创新精神和实践能力。 3、教学中的重点和难点 重点:1、闭合电路欧姆定律; 2、路端电压U与负载R(或干路电流I)的关系。 难点:路端电压U与负载R(或干路电流I)的关系及U—I图线的物 理意义的理解。 二、教学设计思想 在这节课的设计过程中,首先设置一个与学生现有知识相矛盾的实验引入课题,这样能激发学生的求知欲望,并能很快切入主题;然后利用能量转化守恒定律,分析得出闭合电路中电源电动势与内、外电压的关系和闭合电路欧姆定律,并用滑滑梯动画类比帮助学生理解;关于路端电压U和负载R的关系的探索,教师介绍实验原理电路图,采用学生分组实验,引导学生用导学卡,在实验中发现规律,交流讨论并用所学闭合电路欧姆定律知识解释实验现象,再鼓励学生代 高中物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案) 一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律 1.如图(1)所示 ,线圈匝数n =200匝,直径d 1=40cm ,电阻r =2Ω,线圈与阻值R =6Ω的电阻相连.在线圈的中心有一个直径d 2=20cm 的有界圆形匀强磁场,磁感应强度按图(2)所示规律变化,试求:(保留两位有效数字) (1)通过电阻R 的电流方向和大小; (2)电压表的示数. 【答案】(1)电流的方向为B A →;7.9A ; (2)47V 【解析】 【分析】 【详解】 (1)由楞次定律得电流的方向为B A → 由法拉第电磁感应定律得 B E n n S t t ?Φ?==??磁场面积22()2d S π=而0.30.2/1/0.20.1 B T s T s t ?-==?- 根据闭合电路的欧姆定律7.9E I A R r = =+ (2)电阻R 两端的电压为U=IR=47V 2.手电筒里的两节干电池(串联)用久了,灯泡发出的光会变暗,这时我们会以为电池没电了。但有人为了“节约”,在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用。设一节新电池的电动势E 1=1.5V ,内阻r 1=0.3Ω;一节旧电池的电动势E 2=1.2V ,内阻r 2=4.3Ω。手电筒使用的小灯泡的电阻R =4.4Ω。求: (1)当使用两节新电池时,灯泡两端的电压; (2)当使用新、旧电池混装时,灯泡两端的电压及旧电池的内阻r 2上的电压; (3)根据上面的计算结果,分析将新、旧电池搭配使用是否妥当。 【答案】(1)2.64V ;(2)1.29V ;(3)不妥当。因为旧电池内阻消耗的电压U r 大于其电动势E 2(或其消耗的电压大于其提供的电压),灯泡的电压变小 教学设计: 教学过程设计: 闭合电路的欧姆定律的理解和应用,是分析复杂电路的基础和关键,因此它是本节课的重点;路端电压与负载的关系涉及到的物理量较多,寻找这一规律需要理论推导,学生要掌握这一推导过程,理解这一关系,具有一定的难度,所以它是本节课的难点。 为了突出重点,突破难点,本节课的教学过程是这样设计的: 首先采用问题什么是闭合电路,闭合电路的组成导入新课,通过复习回顾前面的内容,电流的方向,电势的变化,能量转化等问题,层层推进,接着分析问题,得出闭合电路的 欧姆定律,通过爬黑板,男女生比赛竞争的方式进行巩固得到的结论,从而突出了重点。 本节课的难点是路端电压与负载的关系。为了突破难点我首先从上一个问题的针对练习入手,定性得出随着负载R的增大路端电压增大的结论。然后通过学生分组讨论合作探究分析实验现象,演示实验观察实验现象、通过针对练习应用结论这三个环节,进一步印证了结论的正确性,并且还锻炼了学生的分析问题解决问题的能力,加深了学生对于这个规律的理解。 板书设计: 7 、闭合电路的欧姆定律 一、闭合电路 1、组成 2、方向 3、变化 4、转化 二、闭合电路的欧姆定律。 1、表达式 2、内容U外=IR。U内=Ir 三、闭合电路的欧姆定律 ↑↓↑。 R I U ,, 学情分析: 学生通过前面的学习,理解了静电力做功与电荷量、电势差的关系、了解了静电力做 功与电能转化的知识,认识了如何从非静电力做功的角度描述电动势,并处理了部分电路欧姆定律的相关电路问题,已经具备了通过功能关系分析建立闭合电路欧姆定律的基本探究能力,但利用闭合电路欧姆定律分析问题的能力较弱。 效果分析: 本节课根据高二年级学生的心理特征及其认知规律,在教学策略上采用:问题导入问题驱动——学生自主探究——辨析与研讨——反思与评价组成的“四环节”探究式教学策略。运用了问题教学和比赛竞争的方法,以“教师为主导,学生为主体”,教师的“导”立足于学生的“学”,以学法为重心,放手让学生自主探索的学习,主动地参与到知识形成的整个思维过程,力求使学生在积极、愉快的课堂氛围中提高自己的认识水平,从而达到预期的教学效果! 教材分析: 闭合电路的欧姆定律的理解和应用,是分析复杂电路的基础和关键,因此它是本节课的重点;路端电压与负载的关系涉及到的物理量较多,寻找这一规律需要理论推导,学生要掌握这一推导过程,理解这一关系,具有一定的难度,所以它是本节课的难点。 评测练习: 例题:如图,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。 第二章第7节、闭合电路欧姆定律导学案(一) 学习目标 1、能够从能量转化的角度推导出闭合电路欧姆定律的公式;能够说出定律的内容 2、针对给定的电路,能够说出当外电阻变化时,路端电压如何变化 3、能够根据路端电压与电流的关系式,画出关系图线,并能说出图线的斜率、与坐标轴交点的物理意义 学习重点 闭合电路欧姆定律 学习难点 路端电压与负载的关系 【基础导学】 一、阅读教材60—61页,回答以下问题。 1、闭合电路是由哪几部分组成的? 2、在外电路中,沿电流方向,电势如何变化?为什么? 3、设电源电动势为E ,内阻为r ,外电路电阻为R ,闭合电路的电流为I , (1)写出在t 时间内,外电路中消耗的电能E 外的表达式; (2)写出在t 时间内,内电路中消耗的电能E 内的表达式; (3)写出在t 时间内,电源中非静电力做的功W 的表达式; 根据能量守恒定律,以上三部分的能量关系 整理得:I = 二、闭合电路的欧姆定律 (1)内容: (2)公式: (3)适用条件: (4)E =IR+ Ir ,U 外=IR ,习惯上写成为 例1:在图中R 1=14Ω,R 2=9Ω,当开关处于位置1时,电流表读数I 1=0.2A ;当开关处于位置2时,电流表读数I 2=0.3A 。求电源的电动势E 和内电阻r 。 三、【路端电压与电阻、电流的关系】 (一)路端电压与负载的关系 1.了解在电路中什么是负载? 2.路端电压U 随外电阻R 变化的讨论 (1)当外电阻R 增大时,根据r R E I +=可知,电流I _____ (E 和r 为定值),内电压U 内减小, 根据U 外=E-U 内可知路端电压_____ . (2)外电路断开时,R =∞,路端电压U = ; (3)外电路短路时,R=0,U=0,I = r E (短路电流),短路电流由电源电动势和内阻共同决定,由于r 一般很小,短路电流往往很大,极易烧坏电源或线路而引起火灾。 例题2.一太阳能电池板,测得它的开路电压为800 mV ,短路电流为40 mA ,若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路,则它的路端电压是 A 、0.10 V B 、0.20 V C 、0.30 V D 、0.40 V闭合电路欧姆定律典型计算题
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