2024-2025學年新教材高中物理第十二章電能能量守恒定律第二節(jié)閉合電路的歐姆定律教案新人教版必修3

PAGE6-第2節(jié)閉合電路歐姆定律教學設計問題與目標1．會從能的守恒和轉化定律推導出閉合電路的歐姆定律．2．理解內、外電壓，理解閉合電路的歐姆定律．3．會用閉合電路歐姆定律分析路端電壓與負載的關系，會進行相關的電路分析和計算.重點與難點1．會從能的守恒和轉化定律推導出閉合電路的歐姆定律．（難點）2．理解內、外電壓，理解閉合電路的歐姆定律．（難點）3．會用閉合電路歐姆定律分析路端電壓與負載的關系，會進行相關的電路分析和計算.（重點）教學打算老師要求教學課件，電池、小燈泡、開關、導線。學生要求復習初中有關電路的學問，預習本節(jié)課程。教學過程一、導入新課演示試驗1：多個小燈泡并聯在兩節(jié)舊干電池上，閉合開關后，一段時間后，燈泡和干電池都會發(fā)熱。演示試驗2：一個小燈泡串聯在兩節(jié)干電池上，另外四個小燈泡并聯在兩節(jié)干電池上，視察兩組小燈泡的亮度。想一想，試驗1中為什么干電池也會發(fā)熱？試驗2中為什么一個小燈泡要比四個小燈泡明顯亮？二、新課教學如下圖，導線、電源和用電器連成的電路叫作閉合電路，分為內電路和外電路。外電路定義：用電器、導線組成外電路，也就是電源之外的電路部分。電流方向：在外電路中，電流的方向為從電源的正極流向負極，沿電流方向電勢降低內電路定義：電源內部的電路。電流方向：在內電路中，電流的方向為從電源的負極流向正極，沿電流方向電勢上升。電動式①在電源內部，存在著由正極指向負極的電場。在這個電場中，靜電力阻礙正電荷向正極移動。因此，在電源內部要使正電荷向正極移動，就肯定要有一種與靜電力方向相反的力作用于電荷才行。我們把這種力叫作非靜電力。也就是說，電源把正電荷從負極搬運到正極的過程中，這種非靜電力在做功，使電荷的電勢能增加。從能量轉化的角度看，電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉化為電勢能的裝置。②我們用非靜電力所做的功與所移動的電荷量之比來表示電源的這種特性，叫作電動勢。電動勢在數值上等于非靜電力吧1C的正電荷在電源內部從負極移送到正極所做的功。假如移動電荷量q時非靜電力所做的功為W，那么，電動勢E表示為電動勢由電源中非靜電力的特性確定，跟外電路無關。閉合電路歐姆定律及其能量分析在初中我們所學到的部分電路歐姆定律為通過剛才的試驗，我們發(fā)覺電路在通電一段時間后，電源也會發(fā)熱。依據上一節(jié)課學到的焦耳定律，我們不難推想出，電源內部也是有電阻的。既然電源也有電阻，電源的內阻用r表示，那么肯定也適用于部分電路歐姆定律，即對于電源來說，因非靜電力做功將其他形式的能轉化為電能，轉化的數值與非靜電力做的功相等。時間t內電源輸出的電能為假如從能量守恒的角度來看，將外電路電阻和內阻帶入上式有：，進而：依據焦耳定律我們又可以得出，進而：整理得：上式表示：閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比，跟內、外電路的電阻之和成反比。這個結論叫作閉合電路的歐姆定律。路端電壓與負載的關系我們經常把外電路中的用電器叫作負載，把外電路的電勢著陸叫作路端電壓。負載改變時，電路中的電流就會改變，路端電壓也隨之改變。上述我們提到，在電路試驗中，我們用電壓表能夠干脆測量的就是路段電壓，電流表測量的就是電路中的干路電流，所以閉合電路歐姆定律可以表示為前面我們做的其次個試驗中，一個小燈泡與四個小燈泡并聯相比，在相同電源的狀況下，一個小燈泡要更亮些。這是因為，當四個小燈泡并聯時，外電阻，，依據可知，減小，電路中增大，，增大，電源電動勢不變，則減小，所以在試驗2中，并聯的四個小燈泡亮度更低。當外電路斷開時，電流為0，也就為0，由可知，。短路時的路端電壓等于電源電動勢。我們常依據這個道理測量電源的電動勢。當電源兩端短路時，外電阻，由可知此時為了保證電源的高效輸出，一般電源的內阻都比較小，通過上式可知在短路的時候，電流會比較大。電流過大，溫度過高就會產生危急。三、課堂小結這一節(jié)課我們學習了電路分為內外電路，通過部分電路歐姆定律探究出閉合電路歐姆定律以及表達式。更深刻的探究了短路與斷路。四、作業(yè)設計完成課本第88頁習題。課堂練習1.某同學利用如圖所示的電路來探究閉合電路中總電流與電源電動勢的關系，其中定值電阻，電源的內阻為。當單刀雙擲開關接1時電流表的示數為，當單刀雙擲開關接2時，電流表的示數為()A.0.24A B.0.2A C.0.18A D.0.3A答案：A解析：依據閉合電路的歐姆定律得，當單刀雙擲開關接1時，，當單刀雙擲開關接2時，，由以上兩式解得。故選A。2.如圖所示，當可變電阻時，志向電壓表的示數，已知電源的電動勢，則()A.此時志向電流表的示數是2A B.此時志向電流表的示數是3AC.電源的內阻是 D.電源的內阻是答案：AC解析：題圖所示電壓表測量的是路端電壓，電流表測的是通過可變電阻R的電流，由部分電路歐姆定律有，得，再由閉合電路歐姆定律有，將、、代入可得，故選項AC正確，選項BD錯誤。3.某電池板開路電壓是，短路電流為，若將該電池板與阻值為的電阻器連成一閉合電路，則它的路端電壓是()A． B． C． D．答案：D解析：電源沒有接入外電路時，路端電壓值等于電動勢，則知電池板的電動勢為：由閉合電路歐姆定律得短路電流：則