物理：27《閉合電路歐姆定律》課件(新人教版選修31)

1、教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) （一）知識與技能（一）知識與技能 1、能夠推導(dǎo)出閉合電路歐姆定律及其公式，知道電源的電動勢等于內(nèi)、外電路上電勢降落之和。 2、理解路端電壓與負(fù)載的關(guān)系，知道這種關(guān)系的公式表達和圖線表達，并能用來分析、計算有關(guān)問題。 3、掌握電源斷路和短路兩種特殊情況下的特點。知道電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓。 4、熟練應(yīng)用閉合電路歐姆定律解決有關(guān)的電路問題。 5、理解閉合電路的功率表達式，知道閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化。 （二）過程與方法（二）過程與方法 1、通過演示路端電壓與負(fù)載的關(guān)系實驗，培養(yǎng)學(xué)生利用“實驗研究，得出結(jié)論”的探究物理規(guī)律的科學(xué)思路和方法。 2、通過利用閉合電路

2、歐姆定律解決一些簡單的實際問題，培養(yǎng)學(xué)生運用物理知識解決實際問題的能力。 （三）情感、態(tài)度與價值觀（三）情感、態(tài)度與價值觀 通過本節(jié)課教學(xué)，加強對學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，通過探究物理規(guī)律培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。 重點：重點：1、推導(dǎo)閉合電路歐姆定律，應(yīng)用定律進行有關(guān)討論。 2、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 難點：難點：路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 教具：教具： 滑動變阻器、電壓表、電流表、電鍵、導(dǎo)線若干、投影儀、多媒體電腦 2.7 2.7 閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律（第一課時）（第一課時）ErSRAB閉合電路閉合電路外電路外電路內(nèi)電路內(nèi)電路I一、提出問題一、提出問題IRU一、提出問題一、提出問題閉合電

3、路閉合電路內(nèi)電路內(nèi)電路ErSRAB外電路外電路I一、提出問題二、建立模型二、建立模型 問問2：如圖，：如圖，R與與r有何有何電路連接關(guān)系？流過二電路連接關(guān)系？流過二者電流大小有何關(guān)系？者電流大小有何關(guān)系？ 問問1：電源在電路中起何：電源在電路中起何作用？描述電源性能有作用？描述電源性能有哪些重要參數(shù)？有何物哪些重要參數(shù)？有何物理意義？理意義？IErSRABI 問問3：閉合電路中電勢如何變化？：閉合電路中電勢如何變化？二、建立模型二、建立模型ABCDRE , r化學(xué)反化學(xué)反應(yīng)層應(yīng)層ABCDRE , rABR二、建立模型二、建立模型 思考：我們可以選擇思考：我們可以選擇從哪個角度入手更方從哪個角度

4、入手更方便研究閉合電路中電便研究閉合電路中電流流I與哪些因素有關(guān)？與哪些因素有關(guān)？三、解決問題三、解決問題IErSRABI 研究問題切入的角度：研究問題切入的角度： 功與能的關(guān)系功與能的關(guān)系 情景設(shè)置：如圖，外電路有情景設(shè)置：如圖，外電路有一電阻一電阻R，電源為一節(jié)干電，電源為一節(jié)干電池，內(nèi)阻為池，內(nèi)阻為r，電動勢為，電動勢為E。三、解決問題三、解決問題 思考與討論：思考與討論： 1：閉合開關(guān)：閉合開關(guān)S后，電路后，電路電流為電流為I，則在，則在t時間內(nèi)，時間內(nèi)，電源內(nèi)部非靜電力做了多電源內(nèi)部非靜電力做了多少功？能量如何轉(zhuǎn)化？其少功？能量如何轉(zhuǎn)化？其電勢如何變化？電勢如何變化？IErSRABI

5、 情景設(shè)置：如圖，外電路有情景設(shè)置：如圖，外電路有一電阻一電阻R，電源為一節(jié)干電，電源為一節(jié)干電池，內(nèi)阻為池，內(nèi)阻為r，電動勢為，電動勢為E。三、解決問題三、解決問題 思考與討論：思考與討論： 2：那這些電能又在哪些：那這些電能又在哪些地方發(fā)生了能量轉(zhuǎn)化？地方發(fā)生了能量轉(zhuǎn)化？IErSRABI 情景設(shè)置：如圖，外電路有情景設(shè)置：如圖，外電路有一電阻一電阻R，電源為一節(jié)干電，電源為一節(jié)干電池，內(nèi)阻為池，內(nèi)阻為r，電動勢為，電動勢為E。三、解決問題三、解決問題 思考與討論：思考與討論： 3：在外電路中，正電荷在：在外電路中，正電荷在恒定電場作用下，從正極恒定電場作用下，從正極向負(fù)極移動的方向就是電向

6、負(fù)極移動的方向就是電流的方向，那么流的方向，那么t 時間時間內(nèi)靜電力對其做了多少功？能量如何轉(zhuǎn)化？內(nèi)靜電力對其做了多少功？能量如何轉(zhuǎn)化？IErSRABIU 情景設(shè)置：如圖，外電路有情景設(shè)置：如圖，外電路有一電阻一電阻R，電源為一節(jié)干電，電源為一節(jié)干電池，內(nèi)阻為池，內(nèi)阻為r，電動勢為，電動勢為E。三、解決問題三、解決問題 思考與討論：思考與討論： 4：若外電路為純電阻電：若外電路為純電阻電路，電阻為路，電阻為R,則電流在則電流在t t時間內(nèi)做功將全部轉(zhuǎn)化為時間內(nèi)做功將全部轉(zhuǎn)化為哪種形式的能量？轉(zhuǎn)化了哪種形式的能量？轉(zhuǎn)化了多少？多少？IErSRABI 情景設(shè)置：如圖，外電路有情景設(shè)置：如圖，外電路

7、有一電阻一電阻R，電源為一節(jié)干電，電源為一節(jié)干電池，內(nèi)阻為池，內(nèi)阻為r，電動勢為，電動勢為E。三、解決問題三、解決問題 思考與討論：思考與討論： 5：是否全部的電能都在：是否全部的電能都在外電路發(fā)生了能量轉(zhuǎn)化？外電路發(fā)生了能量轉(zhuǎn)化？為什么？為什么？IErSRABI 情景設(shè)置：如圖，外電路有情景設(shè)置：如圖，外電路有一電阻一電阻R，電源為一節(jié)干電，電源為一節(jié)干電池，內(nèi)阻為池，內(nèi)阻為r，電動勢為，電動勢為E。三、解決問題三、解決問題 思考與討論：思考與討論： 6：電流在通過內(nèi)電路時，：電流在通過內(nèi)電路時，由于電源有內(nèi)阻，電荷會由于電源有內(nèi)阻，電荷會與離子發(fā)生撞擊，受到阻與離子發(fā)生撞擊，受到阻礙作用，

8、所以在此有礙作用，所以在此有 電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。若在電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。若在t t 時間內(nèi)在電時間內(nèi)在電源內(nèi)部電流做功產(chǎn)生了多少焦耳熱？源內(nèi)部電流做功產(chǎn)生了多少焦耳熱？IErSRABI 情景設(shè)置：如圖，外電路有情景設(shè)置：如圖，外電路有一電阻一電阻R，電源為一節(jié)干電，電源為一節(jié)干電池，內(nèi)阻為池，內(nèi)阻為r，電動勢為，電動勢為E。三、解決問題三、解決問題 思考與討論：思考與討論： 7：WW非非=EIt=EIt，QQ外外和和QQ內(nèi)內(nèi)三者之間有何關(guān)系？為什三者之間有何關(guān)系？為什么么？ WW非非=EIt=Q=EIt=Q外外+Q+Q內(nèi)內(nèi)IErSRABI四、總結(jié)規(guī)律四、總結(jié)規(guī)律 1. W1. W非非=EIt=Q=E

9、It=Q外外+Q+Q內(nèi)內(nèi) 2. EIt=I2. EIt=I2 2Rt+IRt+I2 2rtrt 3. EI=I3. EI=I2 2R+IR+I2 2r r 4. E=IR+Ir4. E=IR+Ir 5. E=U5. E=U外外+U+U內(nèi)內(nèi) 6. I=E/(R+r)6. I=E/(R+r) 1、2、3三式反應(yīng)了閉合電路中的什么三式反應(yīng)了閉合電路中的什么規(guī)律？規(guī)律？能量守恒能量守恒根據(jù)能量守恒定律，非靜電力做根據(jù)能量守恒定律，非靜電力做的功應(yīng)該等于內(nèi)外電路中電能轉(zhuǎn)的功應(yīng)該等于內(nèi)外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的總和。化為其他形式的能的總和。四、總結(jié)規(guī)律四、總結(jié)規(guī)律 1. W1. W非非=EIt=Q=

10、EIt=Q外外+Q+Q內(nèi)內(nèi) 2. EIt=I2. EIt=I2 2Rt+IRt+I2 2rtrt 3. EI=I3. EI=I2 2R+IR+I2 2r r 4. E=IR+Ir4. E=IR+Ir 5. E=U5. E=U外外+U+U內(nèi)內(nèi) 6. I=E/(R+r)6. I=E/(R+r) 4、5二式反應(yīng)了閉合電路中的什么規(guī)律？二式反應(yīng)了閉合電路中的什么規(guī)律？能量守恒能量守恒ABCDRE , r（1 1）在）在外電路外電路中，中，沿電流方向電勢沿電流方向電勢降低。降低。（2 2）在）在內(nèi)電路內(nèi)電路中，中，一方面，存在內(nèi)阻，一方面，存在內(nèi)阻，沿電流方向電勢也降沿電流方向電勢也降低；另一方面，沿電

11、低；另一方面，沿電流方向存在電勢流方向存在電勢“躍躍升升”。四、總結(jié)規(guī)律四、總結(jié)規(guī)律 1. W1. W非非=EIt=Q=EIt=Q外外+Q+Q內(nèi)內(nèi) 2. EIt=I2. EIt=I2 2Rt+IRt+I2 2rtrt 3. EI=I3. EI=I2 2R+IR+I2 2r r 4. E=IR+Ir4. E=IR+Ir 5. E=U5. E=U外外+U+U內(nèi)內(nèi) 6. I=E/(R+r)6. I=E/(R+r) 4、5二式反應(yīng)了閉合電路中的什么規(guī)律？二式反應(yīng)了閉合電路中的什么規(guī)律？能量守恒能量守恒 外電路電勢降低，內(nèi)電路電勢外電路電勢降低，內(nèi)電路電勢“升中有降升中有降” 電動勢等于內(nèi)外電路電勢降落

12、之和電動勢等于內(nèi)外電路電勢降落之和四、總結(jié)規(guī)律四、總結(jié)規(guī)律 1. W1. W非非=EIt=Q=EIt=Q外外+Q+Q內(nèi)內(nèi) 2. EIt=I2. EIt=I2 2Rt+IRt+I2 2rtrt 3. EI=I3. EI=I2 2R+IR+I2 2r r 4. E=IR+Ir4. E=IR+Ir 5. E=U5. E=U外外+U+U內(nèi)內(nèi) 6. I=E/(R+r)6. I=E/(R+r) 6式反應(yīng)了閉合電路中的什么規(guī)律？式反應(yīng)了閉合電路中的什么規(guī)律？能量守恒能量守恒閉合電路歐姆定律：閉合閉合電路歐姆定律：閉合閉合電路中閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電

13、路的電阻之和成反比。外電路的電阻之和成反比。、表述：閉合電路中的電流跟電源的電動、表述：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比、對、對 rREIIrIRE 即rREI閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律說明：說明：IRU外 2 2、 是外電路上總的電勢降落，習(xí)慣上叫是外電路上總的電勢降落，習(xí)慣上叫路端路端電壓電壓. .IrU內(nèi) 3 3、 是內(nèi)電路上的電勢降落，習(xí)慣上叫是內(nèi)電路上的電勢降落，習(xí)慣上叫內(nèi)電壓內(nèi)電壓. . E=U +UEIR Ir外內(nèi)1 1、五、課堂練習(xí)五、課堂練習(xí)1、一個電源接、一個電源接8電阻時，通過電源的電阻時，通過

14、電源的電流為電流為0.15A, 接接13電阻時，電阻時， 通過電通過電源的電流為源的電流為0.10A, 求電源的電動勢和求電源的電動勢和內(nèi)阻。內(nèi)阻。五、課堂練習(xí)五、課堂練習(xí)2、小張買了一只袖珍小電筒，用的是兩節(jié)、小張買了一只袖珍小電筒，用的是兩節(jié)小的干電池。他取出電筒中的小燈泡，看小的干電池。他取出電筒中的小燈泡，看到上面表明到上面表明“2.2V 0.25A”字樣。小張認(rèn)字樣。小張認(rèn)為產(chǎn)品設(shè)計人員的意圖是使小燈泡在這兩為產(chǎn)品設(shè)計人員的意圖是使小燈泡在這兩節(jié)干電池的供電下正常發(fā)光。由此，他推節(jié)干電池的供電下正常發(fā)光。由此，他推算了產(chǎn)品設(shè)計者設(shè)定的每節(jié)干電池的內(nèi)阻算了產(chǎn)品設(shè)計者設(shè)定的每節(jié)干電池的內(nèi)

15、阻參數(shù)。如果小張判斷是正確的，那么，所參數(shù)。如果小張判斷是正確的，那么，所設(shè)定的每節(jié)干電池的內(nèi)阻是多少？設(shè)定的每節(jié)干電池的內(nèi)阻是多少？abcdab2 2bdacababcd3 3bdacababcd4 4ababbdca5 5bdca路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系 觀察觀察: 當(dāng)外電路電阻增大當(dāng)外電路電阻增大（或減少）時，電流（或減少）時，電流怎樣變化？路端電壓怎樣變化？路端電壓如何變化？如何變化？E、rsR1AVR0一、實驗演示一、實驗演示R I UR I U 分析分析: 明確哪些物理量變化？明確哪些物理量變化？哪些物理量不變？哪些物理量不變？E、rsR1AVR0一、實驗演示一、實

16、驗演示路端電壓路端電壓: :IrEUrREI閉合電路閉合電路歐姆定律歐姆定律: :R R增大，增大，R R減小，減小，電流減小，電流減小， 路端電壓增大路端電壓增大電流增大，電流增大， 路端電壓減小路端電壓減小二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系外電路兩端的電壓叫路端電壓外電路兩端的電壓叫路端電壓、如圖電路：、如圖電路：R R增大，增大，R R減小，減小，路端電壓路端電壓: :IrEU電流減小，電流減小， 路端電壓增大路端電壓增大電流增大，電流增大， 路端電壓減小路端電壓減小E、rsRAV二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系外電路兩端的電壓叫路端電壓外電路兩端的電壓叫路

17、端電壓路端電壓路端電壓: :IrEU、兩個特例：、兩個特例：（2 2）外電路）外電路短路短路時時/00RIE rU端，0RIE 端，U（1 1）外電路）外電路斷路斷路時時E、rAVE、rAV斷路時的路端電壓等于電源電動勢斷路時的路端電壓等于電源電動勢二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 說一說說一說: 一些同學(xué)可能有這樣的經(jīng)驗：傍晚用電一些同學(xué)可能有這樣的經(jīng)驗：傍晚用電多的時候，在插上電爐、電熱水壺等用多的時候，在插上電爐、電熱水壺等用電多的電器時，燈光會變暗，拔掉后燈電多的電器時，燈光會變暗，拔掉后燈光馬上又變亮起來。在一些供電質(zhì)量不光馬上又變亮起來。在一些供電質(zhì)量不太好的地區(qū)更

18、為嚴(yán)重。嘗試去解釋一下太好的地區(qū)更為嚴(yán)重。嘗試去解釋一下這種現(xiàn)象。這種現(xiàn)象。二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 設(shè)置情景設(shè)置情景: 設(shè)電源的電動勢設(shè)電源的電動勢E=3V，內(nèi)阻內(nèi)阻r=2。請根據(jù)路。請根據(jù)路端電壓與電流的關(guān)系端電壓與電流的關(guān)系式式U=E-Ir，以，以U為縱坐為縱坐標(biāo)，標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，做出為橫坐標(biāo)，做出U與與I關(guān)系的函數(shù)圖像。關(guān)系的函數(shù)圖像。U/VI I/ /O：1、外電路斷開的狀態(tài)對應(yīng)于圖中、外電路斷開的狀態(tài)對應(yīng)于圖中的哪一點？怎樣看出這時路端電壓的哪一點？怎樣看出這時路端電壓與電動勢的關(guān)系？與電動勢的關(guān)系？E=v二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 設(shè)

19、置情景設(shè)置情景: 設(shè)電源的電動勢設(shè)電源的電動勢E=3V，內(nèi)阻內(nèi)阻r=2。請根據(jù)路。請根據(jù)路端電壓與電流的關(guān)系端電壓與電流的關(guān)系式式U=E-Ir，以，以U為縱坐為縱坐標(biāo)，標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，做出為橫坐標(biāo)，做出U與與I關(guān)系的函數(shù)圖像。關(guān)系的函數(shù)圖像。U/VI I/ /OE=v：2、電動勢、電動勢E的大小對圖像有什么的大小對圖像有什么影響？影響？在在縱軸縱軸上的上的截距截距表示電源的表示電源的電動勢電動勢E E 二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 設(shè)置情景設(shè)置情景: 設(shè)電源的電動勢設(shè)電源的電動勢E=3V，內(nèi)阻內(nèi)阻r=2。請根據(jù)路。請根據(jù)路端電壓與電流的關(guān)系端電壓與電流的關(guān)系式式U=E-Ir

20、，以，以U為縱坐為縱坐標(biāo)標(biāo)，I為橫坐標(biāo)為橫坐標(biāo)，做出，做出U與與I關(guān)系的函數(shù)圖像。關(guān)系的函數(shù)圖像。U/VI I/ /OE=vI I短短.：3、電源短路的狀態(tài)對應(yīng)于圖中哪、電源短路的狀態(tài)對應(yīng)于圖中哪一點？怎么樣讀出這時電流大?。恳稽c？怎么樣讀出這時電流大小？rEI/短在在橫軸橫軸上的上的截距截距表示表示電源的電源的短路電流短路電流二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 設(shè)置情景設(shè)置情景: 設(shè)電源的電動勢設(shè)電源的電動勢E=3V，內(nèi)阻內(nèi)阻r=2。請根據(jù)路。請根據(jù)路端電壓與電流的關(guān)系端電壓與電流的關(guān)系式式U=E-Ir，以，以U為縱坐為縱坐標(biāo)標(biāo)，I為橫坐標(biāo)為橫坐標(biāo)，做出，做出U與與I關(guān)系的函數(shù)

21、圖像。關(guān)系的函數(shù)圖像。U/VI I/ /OE=vI I短短.：4、r的大小對圖像有什么影響的大小對圖像有什么影響圖象圖象斜率斜率的絕對值表示電源的的絕對值表示電源的內(nèi)阻內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，圖線傾斜得，內(nèi)阻越大，圖線傾斜得越厲害越厲害、電源的外特性曲線、電源的外特性曲線 路端電壓路端電壓U U隨電流隨電流I I變化的圖象變化的圖象 (1)(1)圖象的函數(shù)表達圖象的函數(shù)表達 IrEUrEI/短在在橫軸橫軸上的上的截距截距表示電源的表示電源的短路電流短路電流圖象圖象斜率斜率的絕對值表示電源的的絕對值表示電源的內(nèi)阻內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，內(nèi)阻越大，圖線傾斜得越厲害圖線傾斜得越厲害在在縱軸縱軸上的上的截距截距表示電

22、源表示電源的的電動勢電動勢E E (2)(2)圖象的物理意義圖象的物理意義UIOEI短二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系1 1、在如圖所示電動勢為、在如圖所示電動勢為V V的電源的電源跟一個阻值跟一個阻值R=9R=9的電阻接成閉的電阻接成閉合電路合電路, ,測得電源兩端電壓為測得電源兩端電壓為1.8V1.8V, ,求電源的內(nèi)電阻求電源的內(nèi)電阻. .E、rRV三、課堂練習(xí)三、課堂練習(xí)2 2、如圖，、如圖，1 1= =2828, ,2 2= =1818, ,當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)處于位置處于位置1 1時時, ,電流表讀數(shù)電流表讀數(shù)I I1 1=0.4A;=0.4A;當(dāng)開關(guān)處于位置當(dāng)開關(guān)處于位置2 2時時, ,電流表讀數(shù)電流表讀數(shù)I I2 2=0.6A=0.6A. .求電源的求電源的電動勢電動勢E E和和內(nèi)電內(nèi)電阻阻r.r.sE、rR1AR212三、課堂練習(xí)三、課堂練習(xí) 3、如圖所示，當(dāng)、如圖所示，當(dāng)滑動變阻器的滑動滑動變阻器的滑動點點P向右移動時，向右移動時，電流表、電壓表的電流表、電壓表的示數(shù)將如何變化？示數(shù)將如何變化？R1E、rAVR2R3P三、課堂練習(xí)三、課堂練習(xí)4 4、如圖，、如圖，R R0.