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2019-2020年高二物理一輪復(fù)習(xí) 3-1 2.7《閉合電路的歐姆定律》教學(xué)案 一、教材分析 本節(jié)首先介紹了電動(dòng)勢的概念，再引入外電路、內(nèi)電路以及各自的電阻等基本概念，從而得出了閉合電路的歐姆定律，根據(jù)閉合電路的歐姆定律得到了路端電壓與負(fù)載之間的關(guān)系，最后又從能量的角度分析了閉合電路的功率。教學(xué)的重點(diǎn)應(yīng)該在閉合電路的歐姆定律；路端電壓與負(fù)載的關(guān)系以及閉合電路中的功率的計(jì)算，特別是閉合電路只能適用于純電阻電路，對有電動(dòng)機(jī)等存在的非純電阻電路的處理問題要詳細(xì)介紹。 二、教學(xué)目標(biāo) （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(dòng)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(dá)和圖線表達(dá)，并能用來分析、計(jì)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(diǎn)。知道電源的電動(dòng)勢等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓，熟練應(yīng)用閉合電路歐姆定律解決有關(guān)的電路問題。 4、理解閉合電路的功率表達(dá)式，知道閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化。 （二）過程與方法 1、通過演示路端電壓與負(fù)載的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生利用“實(shí)驗(yàn)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、通過利用閉合電路歐姆定律解決一些簡單的實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識解決實(shí)際問題的能力。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 通過本節(jié)課教學(xué)，加強(qiáng)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(shí)踐能力。 三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn) 1、推導(dǎo)閉合電路歐姆定律，應(yīng)用定律進(jìn)行有關(guān)討論。 2、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 教學(xué)難點(diǎn) 路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 四、學(xué)情分析 1．知識基礎(chǔ)分析： 　?、俪踔姓莆樟藲W姆定律，會利用該定律列式求解相關(guān)問題。 　?、谡莆樟穗妶隽ψ龉Φ挠?jì)算方法。 　　2．學(xué)習(xí)能力分析： 　?、賹W(xué)生的觀察、分析能力不斷提高，能夠初步地、獨(dú)立發(fā)現(xiàn)事物內(nèi)在聯(lián)系和一般規(guī)律的能力。 　?、诰哂谐醪降母爬w納總結(jié)能力、邏輯推力能力、綜合分析能力。 五、教學(xué)方法 實(shí)驗(yàn)演示，討論，舉例 六、課前準(zhǔn)備 1．學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：預(yù)習(xí)學(xué)案。 2．教師的教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件制作，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課內(nèi)探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué)案。七、課時(shí)安排：1課時(shí) 八、教學(xué)過程 （一）預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑 （二）情景引入、展示目標(biāo) 實(shí)驗(yàn)演示 （三）合作探究、精講點(diǎn)播 1、電動(dòng)勢 (1)電源：電源是一種能夠不斷地把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。 (2)電動(dòng)勢：電源的電動(dòng)勢等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓。 2、閉合電路歐姆定律 (1)內(nèi)電路和外電路 ①內(nèi)電路：電源內(nèi)部的電路，叫內(nèi)電路。如發(fā)電機(jī)的線圈、電池內(nèi)的溶液等。 ②外電路：電源外部的電路，叫外電路。包括用電器、導(dǎo)線等。 (2)內(nèi)電阻和外電阻 ①內(nèi)電阻：內(nèi)電路的電阻，通常稱為電源的內(nèi)阻。 ②外電阻：外電路的總電阻。 (3)電源的電動(dòng)勢與內(nèi)、外電路中的電勢降落關(guān)系 ①外電路的電勢降落與內(nèi)電路的電勢降落 a．外電路的電勢降落U外 E r E U Ir R I 在外電路中，電流由電勢高的一端流向電勢低的一端，在外電阻上沿電流方向有電勢降落，用U外表示。 b．內(nèi)電路的電勢降落U內(nèi) 在電源的內(nèi)電阻上也胡電勢降落，用U內(nèi)表示。 ②電源的電動(dòng)勢與內(nèi)、外電路中的電勢降落關(guān)系 在閉合電路中，電源的電動(dòng)勢E等于內(nèi)外電路上的電勢降落U內(nèi)、U外之和。 E＝U外＋U內(nèi) (4)閉合電路歐姆定律 ①內(nèi)容：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比，這個(gè)結(jié)論叫做閉合電路的歐姆定律。 ②公式：I＝ ③適用條件：外電路是純電阻的電路。 3、路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系 (1)路端電壓：外電路的電勢降落，也就是外電路兩端的電壓，通常叫做路端電壓。 (2)路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系 當(dāng)外電阻增大時(shí)，電流減小，路端電壓增大；當(dāng)外電阻減小時(shí)，電流增大，路端電壓減小。 定性分析 R↑→I(＝)↓→Ir↓→U(＝E－Ir)↑ R↓→I(＝)↑→Ir↑→U(＝E－Ir)↓ ∞ 特例： 0 0 外電路斷路：R↑→I↓→Ir↓→U＝E。 0 外電路短路：R↓→I(＝)↑→Ir(＝E)↑→U＝0。 U U r＝0 I O E U內(nèi)＝I1r U＝I1R 圖象描述 路端電壓U與電流I的關(guān)系圖象是一條向下傾斜的直線。U—I圖象如圖所示。 直線與縱軸的交點(diǎn)表示電源的電動(dòng)勢E，直線的斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻。 4、閉合電路中的功率 (1)閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化 qE＝qU外＋qU內(nèi) 在某段時(shí)間內(nèi)，電能提供的電能等于內(nèi)、外電路消耗的電能的總和。 電源的電動(dòng)勢又可理解為在電源內(nèi)部移送1C電量時(shí)，電源提供的電能。 (2)閉合電路中的功率 EI＝U外I＋U內(nèi)I EI＝I2R＋I(xiàn)2r 說明了電源提供的電能只有一部分消耗在外電路上，轉(zhuǎn)化為其他形式的能，另一部分消耗在內(nèi)阻上，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 (3)電源提供的電功率 電源提供的電功率，又稱之為電源的總功率。 P＝EI＝ R↑→P↓，R→∞時(shí)，P＝0。 R↓→P↑，R→0時(shí)，Pm＝。 (4)外電路消耗的電功率 外電路上消耗的電功率，又稱之為電源的輸出功率。 P＝U外I 定性分析 I＝ U外＝E－Ir＝ 從這兩個(gè)式子可知，R很大或R很小時(shí)，電源的輸出功率均不是最大。 定量分析 P外＝U外I＝＝ 所以，當(dāng)R＝r時(shí)，電源的輸出功率為最大，P外max＝。 圖象表述： P R O U I O R1 r R2 R＝r E E/r E/2r E/2 從P－R圖象中可知，當(dāng)電源的輸出功率小于最大輸出功率時(shí)，對應(yīng)有兩個(gè)外電阻R1、R2時(shí)電源的輸出功率相等?？梢宰C明，R1、R2和r必須滿足：r＝。 (5)內(nèi)電路消耗的電功率 內(nèi)電路消耗的電功率是指電源內(nèi)電阻發(fā)熱的功率。 P內(nèi)＝U內(nèi)I＝ R↑→P內(nèi)↓，R↓→P內(nèi)↑。 (6)電源的效率 電源的輸出功率與總功率的比值。 η＝＝ 當(dāng)外電阻R越大時(shí)，電源的效率越高。當(dāng)電源的輸出功率最大時(shí)，η＝50%。 （四）反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測 本節(jié)課主要是介紹了電動(dòng)勢，閉合電路的歐姆定律，路端電壓與電流（外電阻）關(guān)系以及閉合電路的功率四個(gè)主要部分。 電動(dòng)勢：電源的電動(dòng)勢等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓； 閉合電路歐姆定律公式；閉合電路中的功率的計(jì)算公式要熟練掌握。 （五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置作業(yè) 九、板書設(shè)計(jì) 1、電動(dòng)勢 2、閉合電路歐姆定律 3、路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系 4、閉合電路中的功率 十、教學(xué)反思： 本節(jié)課重在內(nèi)外電阻、電壓分析，功率、效率計(jì)算。  學(xué)校：臨清三中 學(xué)科：物理 編寫人：孫風(fēng)武 審稿人：盛淑貞 閉合電路的歐姆定律學(xué)案 課前預(yù)習(xí)學(xué)案 一、預(yù)習(xí)目標(biāo) 理解閉合電路歐姆定律及其表達(dá)式 二、預(yù)習(xí)內(nèi)容 閉合電路歐姆定律 1、 電動(dòng)勢E、外電壓U外與內(nèi)電壓U內(nèi)三者之間的關(guān)系________________ 、電動(dòng)勢等于電源___________時(shí)兩極間的電壓 、用電壓表接在電源兩極間測得的電壓U外___E 2、 閉合電路歐姆定律 、內(nèi)容___________ 、表達(dá)式 常用變形式U外=E-Ir 三、提出疑惑 同學(xué)們，通過你的自主學(xué)習(xí)，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中 疑惑點(diǎn) 疑惑內(nèi)容 課內(nèi)探究學(xué)案 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、 理解閉合電路歐姆定律及其表達(dá)式并能熟練地用來解決有關(guān)的電路問題 2、 理解路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 二、學(xué)習(xí)過程 一、 路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 1、 路端電壓與外電阻的關(guān)系 根據(jù)U=E-Ir、I=可知：當(dāng)R_____時(shí)，U增大，當(dāng)R_____時(shí)，U減小 當(dāng)外電路斷開時(shí)，R=∞，I=_____,U=_____ 當(dāng)外電路短路時(shí)，R=0，I=_____,U=_____ 2、 路端電壓與電流的關(guān)系圖像 由U=E-Ir可知，U-I圖像是一條向下傾斜的直線如圖 說出： 圖線與縱軸截距的意義_____________________ 圖線與橫軸截距的意義_____________________ 圖像斜率的意義___________________________ 與部分電路歐姆定律U—I曲線的區(qū)別________ _________________________________________ 【典型例題】 例圖1 1、在圖1中R1=14Ω,R2=9Ω.當(dāng)開關(guān)處于位置1時(shí)，電流表讀數(shù)I1=0.2A;當(dāng)開關(guān)處于位置2時(shí)，電流表讀數(shù)I2=0.3A.求電源的電動(dòng)勢E和內(nèi)電阻r。 例2、如圖2所示，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R3的滑片C向B方向移動(dòng)時(shí)，電路中各電表示數(shù)如何變化？（電表內(nèi)阻對電路的影響不計(jì)） 圖2 A1 A2 A3 V2 V A B V1 R1 R2 R3 C 例3、如圖3所示的電路中，店員電動(dòng)勢為6V，當(dāng)開關(guān)S接通后，燈泡L1和燈泡L2都不亮，用電壓表測得各部分電壓是Uab=6V,Uad=0,Ucd=6V,由此可斷定（） 圖3 A、 L1和L2的燈絲都燒斷了 B、 L1的燈絲都燒斷了 C、 L2的燈絲都燒斷了 D、 變阻器R斷路 [例4] 四節(jié)干電池，每節(jié)電動(dòng)勢為1.5V，內(nèi)阻為0.5Ω，用這四節(jié)干電池組成串聯(lián)電池組對電阻R=18Ω的用電器供電，試計(jì)算： （1）用電器上得到的電壓和電功率； （2）電池組的內(nèi)電壓和在內(nèi)電阻上損失的熱功率. （三）反思總結(jié) (四)當(dāng)堂檢測 圖4 1、 如圖4所示的電路中，當(dāng)變阻器R3的滑動(dòng)觸頭P向b端移動(dòng)時(shí)（） A、 電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小 B、 電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變大 C、 電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變大 D、 電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變小 0 2 4 6 8 1 2 3 U/V I/A 圖5 2、 如圖5是某電源的路端電壓U隨干路電流I的變化圖像，有圖像可知，該電源的電動(dòng)勢_____V,內(nèi)阻為____。 3、 以太陽能電池板，測得他的開路電壓為800mV, 短路電流40mA.如將該電池板與一阻值為20Ω 的電阻器連成一閉合電路，則它的路端電壓是（） A、0.10V B、0.20V C、0.30V D、0.40V 圖6 4、某學(xué)生在研究串聯(lián)電路的電壓時(shí)，接成如圖6所示電路，接通K后，他將高內(nèi)阻的電壓表并聯(lián)在A、C兩點(diǎn)間時(shí)，電壓表讀數(shù)為U,當(dāng)并聯(lián)在A、B兩點(diǎn)間時(shí)，電壓表讀數(shù)也為U,當(dāng)并聯(lián)在A、B兩點(diǎn)間時(shí)，電壓表讀數(shù)為零，則出現(xiàn)此種情況的原因是（R1,R2阻值相差不大） A、AB段斷路 B、BC段斷路 C、AB段短路 D、BC段短路 課后練習(xí)與提高 1、一個(gè)電源接8Ω電阻時(shí)，通過電源的電流為0.15A，接13Ω電阻時(shí)，通過電源的電流為0.10V，求電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。 2、電源的電動(dòng)勢為4.5V，為電阻為4.0Ω時(shí)，路端電壓為4.0 V。如果在外電路并聯(lián)一個(gè)6.0Ω的電阻，路端電壓是多大？如果6.0Ω的電阻串聯(lián)在外電路中，路端電壓又是多大？ 3、現(xiàn)有電動(dòng)勢1.5V，內(nèi)阻1.0Ω的電池多節(jié)，準(zhǔn)備用一定數(shù)量的這種電池串聯(lián)起來對一個(gè)“6.0 V,0.6Ω”的用電器供電，以保證用電器在額定狀態(tài)下工作。問：最少要用幾節(jié)這種電池？電路中還需要一個(gè)定值電阻做分壓用，請計(jì)算這個(gè)電阻的規(guī)格。 4、關(guān)于電源的電動(dòng)勢，下面敘述正確的是（ ） A、電源的電動(dòng)勢就是接在電源兩極間的電壓表測得的電壓 B、同一電源接入不同電路，電動(dòng)勢就會發(fā)生變化 C、電源的電動(dòng)勢時(shí)表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量 D、在閉合電路中，黨外電阻變大時(shí)，路端電壓變大，電源的電動(dòng)勢也變大 圖7 5、如圖7所示的電路中，電源的電動(dòng)勢E和內(nèi)電阻r恒定不變，電燈L恰能正常發(fā)光，如果變阻器的滑片向b端滑動(dòng)，則（ ） A、電燈L更亮，安培表的示數(shù)減小 B、電燈L更亮，安培表的示數(shù)減大 C、電燈L更暗，安培表的示數(shù)減小 D、電燈L更暗，安培表的示數(shù)減大 2 I U 0 1 圖8 6、如圖8所示為兩個(gè)不同閉合電路中兩個(gè)不同電源的圖像，則下屬說法中不正確的示（ ） A、電動(dòng)勢E1=E2，發(fā)生短路時(shí)的電流I1>I2 B、電動(dòng)勢E1=E2，內(nèi)阻r1>r2 C、電動(dòng)勢E1=E2，內(nèi)阻r1>r2 D、當(dāng)電源的工作電流變化相同時(shí)，電源2的路端電壓變化較大 7、一個(gè)電源分別接上8Ω和2Ω的電阻時(shí)，兩電阻消耗的電功率相等，則電源的內(nèi)阻為( ) 圖9 A、1Ω B、2Ω C、4Ω D、8Ω 8、在如圖9所示的電路中，電源電動(dòng)勢E=3.0V，內(nèi)電阻r=1.0Ω；電阻R1=10Ω，R2=10Ω,R3=35Ω,電容器的電容C=100ｕF，電容器原來不帶電。求接通電鍵K后流過R4的總電荷量。 圖10 9、如圖10所示電路中，R1=R2=R3,S斷開時(shí)，伏特表示數(shù)為16V，S閉合時(shí)，示數(shù)為10V，若伏特表可視為理想的，求： （1）、電源電動(dòng)勢的內(nèi)阻各位多大？ （2）、閉合S前R1消耗的功率分別多大？ （3）、如箭電源改為圖乙所示電路，其他條件不變，則斷開和閉合S時(shí)伏特表的示數(shù)分別為多大？ 10、如圖11所示，電燈L標(biāo)有“4V,1W”，滑動(dòng)變阻器總電阻為50Ω。當(dāng)滑片滑至某位置時(shí)，L恰好正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.45A。由于外電路發(fā)生故障，電燈L突然熄滅，此時(shí)電流表的示數(shù)變?yōu)?.5A，電壓表的示數(shù)為10V。若導(dǎo)線完好，電路中各出接觸良好。試問： 圖11 (1)、發(fā)生故障的是短路還是斷路，發(fā)生在何處？ (2)、發(fā)生故障前，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大？ (3)、電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻為多大？ 答案：參考答案 典型例題 例1、E=3V r=1Ω 例2、V增大 V1 減小 V2增大 A1減小 A2增大 A3減小 例3、C 例4、 （1） U=5.4V,P=1.62W （2） Ur=0.6V,Pr=0.18W 針對訓(xùn)練 1、B 2、 E=3V r=(1/3)Ω 3、 D 4、A D 能力訓(xùn)練 1、 E=1.5V r=2Ω 2、U1=3.84V U2=4V 3、5節(jié) R=14Ω 4.C 5.A 6.B 7.C 8.Q=2.010-4C 9.(1) E=20V r=5Ω (2) P1=6.4W P2=2.5W (3) U斷=8V U閉=5V 10.（1）斷路 L處 (2) 20Ω (3)12.5V 5Ω