電工基礎(chǔ)教案2.1電動(dòng)勢(shì) 閉合電路歐姆定律

1、中專(zhuān)校電子專(zhuān)業(yè)教研組電工基礎(chǔ)集體備課教案 課 題 第二章簡(jiǎn)單直流電路共_2_課時(shí)第一節(jié)電動(dòng)勢(shì) 閉合電路的歐姆定律備課人教學(xué)目的1理解電動(dòng)勢(shì)、端電壓的概念。2熟練掌握閉合電路的歐姆定律。3掌握電源輸出功率與外電阻的關(guān)系。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：1閉合電路的歐姆定律。2電源輸出功率與外電阻的關(guān)系。難點(diǎn)：閉合電路的歐姆定律。教學(xué)設(shè)備PPT課前準(zhǔn)備教 學(xué) 過(guò) 程個(gè) 案 補(bǔ) 充【課前導(dǎo)學(xué)】多媒體投影 新課教學(xué)一、 電動(dòng)勢(shì)衡量電源的電源力大小及其方向的物理量叫做電源的電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)勢(shì)通常用符號(hào)E或e(t)表示，E表示大小與方向都恒定的電動(dòng)勢(shì)(即直流電源的電動(dòng)勢(shì))，e(t)表示大小和方向隨時(shí)間變化的電動(dòng)勢(shì)，也可簡(jiǎn)

2、記為e。電動(dòng)勢(shì)的國(guó)際單位制為伏特，記做V。電動(dòng)勢(shì)的大小等于電源力把單位正電荷從電源的負(fù)極，經(jīng)過(guò)電源內(nèi)部移到電源正極所作的功。如設(shè)W為電源中非靜電力(電源力)把正電荷量q從負(fù)極經(jīng)過(guò)電源內(nèi)部移送到電源正極所作的功，則電動(dòng)勢(shì)大小為電動(dòng)勢(shì)的方向規(guī)定為從電源的負(fù)極經(jīng)過(guò)電源內(nèi)部指向電源的正極，即與電源兩端電壓的方向相反?？偨Y(jié)：1電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓。用符號(hào)E表示。2單位：伏特（V）注意點(diǎn)：(1)電動(dòng)勢(shì)由電源本身決定，與外電路無(wú)關(guān)。(2）電動(dòng)勢(shì)的規(guī)定方向：自負(fù)極通過(guò)電源內(nèi)部到正極的方向。二、閉合電路的歐姆定律1復(fù)習(xí)部分電路的歐姆定律 I = 2閉合電路歐姆定律的推導(dǎo)(1) 電路(2

3、) 推導(dǎo)設(shè)t時(shí)間內(nèi)有電荷量q通過(guò)閉合電路的橫截面。電源內(nèi)部，非靜電力把q從負(fù)極移到正極所做的功W = E q = E I t，電流通過(guò)R和R0時(shí)電能轉(zhuǎn)化為熱能Q = I2 R t + I2 R0 t因?yàn)閃 = Q所以E I t = I2 R t + I2 R0 tE = I R + I R0或I = (3）閉合電路歐姆定律閉合電路內(nèi)的電流，與電源電動(dòng)勢(shì)成正比，與整個(gè)電路的電阻成反比。其中，外電路上的電壓降（端電壓）U = I R = E - I R0內(nèi)電路上的電壓降U¢ = I R0電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路壓降之和E = I R + I R0 = U + U¢【例2-1】 如圖

4、2-2所示，當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S合到位置1時(shí)，外電路的電阻R1 = 14 W，測(cè)得電流表讀數(shù)I1 = 0.2 A；當(dāng)開(kāi)關(guān)S合到位置2時(shí)，外電路的電阻R2 = 9 W，測(cè)得電流表讀數(shù)I2 = 0.3 A；試求電源的電動(dòng)勢(shì)E及其內(nèi)阻r。解：根據(jù)閉合電路的歐姆定律，列出聯(lián)立方程組 圖2-2 例題2-1解得：r = 1 W，E = 3 V。本例題給出了一種測(cè)量直流電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的方法。 例2：電源電動(dòng)勢(shì)為1.5 V，內(nèi)電阻為0.12 W，外電路電阻為1.38 W，求電路中的電流和端電壓。例3：電動(dòng)勢(shì)為3.6 V的電源，與8 W 的電阻接成閉合電路，電源兩極間的電壓為3.2 V，求電源的內(nèi)電阻。三、端

5、電壓1電動(dòng)勢(shì)與外電路電阻的變化無(wú)關(guān)，但電源端電壓隨負(fù)載變化，隨著外電阻的增加端電壓增加，隨著外電阻的減少端電壓減小。證明：I = 當(dāng)R增加時(shí)，（R + R0）增加，電流I減小，U = E - I R0 增加；同理可證，當(dāng)R減小時(shí)，U也減小。2兩種特例：（1）當(dāng)外電路斷開(kāi)時(shí)，R趨向于無(wú)窮大。I = 0U = E - I R0 = E即U = E應(yīng)用：可用電壓表粗略地測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)（2）當(dāng)外電路短路時(shí)，R趨近于零，I = 趨向于無(wú)窮大，U趨近于零。短路時(shí)電流很大，會(huì)燒壞電源，引起火災(zāi)，決不允許將導(dǎo)線(xiàn)或電流表直接接到電源上，防止短路。應(yīng)用：測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和電源內(nèi)阻。四、電源向負(fù)載輸出的功率1P電源 =

6、 I E；P負(fù)載 = I U；P內(nèi)阻 = I 2 R0；U = E - I R0同乘以I ，得U I = I E - I2 R0I E = I U + I2 R0P電源 = P負(fù)載 + P內(nèi)阻在何時(shí)電源的輸出功率最大？設(shè)負(fù)載為純電阻當(dāng)R = R0時(shí)，Pmax = 這時(shí)稱(chēng)負(fù)載與電源匹配。2電源輸出功率P與負(fù)載電阻R的變化關(guān)系曲線(xiàn)3注意：當(dāng)R = RO時(shí)，電源輸出功率最大，但此時(shí)電源的效率僅為50%?！纠?-2】如圖2-4所示，直流電源的電動(dòng)勢(shì)E = 10 V、內(nèi)阻r = 0.5 W，電阻R1 = 2 W，問(wèn)：可變電阻RP調(diào)至多大時(shí)可獲得最大功率Pmax？圖2-4 例題2-2解：將(R1 + r)視為電源的內(nèi)阻，則RP = R1 + r = 2.5 W 時(shí)，RP獲得最大功率練習(xí) 習(xí)題（電工基礎(chǔ)第2版周紹敏主編）【教法設(shè)計(jì)】：【教學(xué)思路】：學(xué)生討論解決四課堂小結(jié)1電源電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。2閉合電路的歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式。3端電壓的概念；外電阻增大和減小時(shí)，端電壓的變化。4電源輸出功率最大的條件，這時(shí)的輸出效率。五布置作業(yè)習(xí)題（電工基礎(chǔ)第2版周紹敏主編）1選擇題(1)、(2)。 2填空題(1) (3)?！景鍟?shū)設(shè)計(jì)】第一節(jié)閉合電路的歐姆定律一、電動(dòng)勢(shì)1電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓。用符號(hào)E表示。