2019-2020年高中物理 第二章 恒定电流 2.7 闭合电路的欧姆定律教案 新人教版选修3-1

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1、2019-2020年高中物理第二章恒定电流2.7闭合电路的欧姆定律教案新人教版选修3-1项目内容课题2.7闭合电路的欧姆定律修改与创新教学目标(一)知识与技能1．能够推导出闭合电路的欧姆定律及其公式，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和图线表达，并能用来分析、计算有关问题。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．熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题。5．理解闭合电路的功率表达式，知道闭合电路中能量的转化。(二)过程与方法1．通过演示路端电压与负载

2、的关系实验，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、态度与价值观通过本节课教学，加强对学生科学素质的培养，通过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力。教学重、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。教学准备实物投影仪、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、电键、导线若干、实验所需合金导线、教学过程(一)引入新课教师：前边我们知道电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的

3、装置。只有用导线将电源、用电器连成闭合电路，电路中才有电流。那么电路中的电流大小与哪些因素有关？电源提供的电能是如何在闭合电路中分配的呢？今天我们就学习这方面的知识。(二)进行新课1．闭合电路欧姆定律教师：(投影)教材图(如图所示)闭合电路由内电路和外电路组成教师：闭合电路是由哪几部分组成的？学生：内电路和外电路。教师：在外电路中，沿电流方向，电势如何变化？为什么？学生：沿电流方向电势降低。因为正电荷的移动方向就是电流方向，在外电路中，正电荷受静电力作用，从高电势向低电势移动。教师：在内电路中，沿电流方向，电势如何变化？为什么？学生(代表)：沿电流方向电势升高。因为电源内部

4、，非静电力将正电荷从电势低处移到电势高处。教师：这个同学说得确切吗？学生讨论：如果电源是一节干电池，在电源的正负极附近存在着化学反应层，反应层中非静电力(化学作用)把正电荷从电势低处移到电势高处，在这两个反应层中，沿电流方向电势升高。在正负极之间，电源的内阻中也有电流，沿电流方向电势降低。教师：(投影)教材图(如图所示)内、外电路的电势变化。闭合电路的电势教师：引导学生推导闭合电路的欧姆定律。可按以下思路进行：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

5、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；学生：(1)E外＝I2Rt(2)E内＝I2rt(3)W＝Eq＝EIt根据能量守恒定律，W＝E外＋E内即EIt＝I2Rt＋I2rt整理得：E＝IR＋Ir或者I＝教师(帮助总结)：这就是闭合电路的欧姆定律。(1)内容：闭合电路中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，这个结论叫做闭合电路的欧姆定律。(2)公式：I＝(3)适用条件：外电路是纯电阻的电路。根据欧姆定律，外电路两端的电势降落为U外＝IR，习惯上称为路端电压，内电路的电势降落为U内＝Ir，代入E＝IR＋Ir得E＝U外＋U内该式表明，电动势等于

6、内外电路电势降落之和。2．路端电压与负载的关系教师：对给定的电源，E、r均为定值，外电阻变化时，电路中的电流如何变化？学生：据I＝可知，R增大时I减小；R减小时I增大。教师：外电阻增大时，路端电压如何变化？学生：有人说变大，有人说变小。教师：实践是检验真理的唯一标准，让我们一起来做下面的实验。演示实验：探讨路端电压随外电阻变化的规律。(1)投影实验电路图如图所示。研究路端电压(2)按电路图连接电路。(3)调节滑动变阻器，改变外电路的电阻，观察路端电压怎样随电流(或外电阻)而改变。学生：总结实验结论：当外电阻增大时，电流减小，路端电压增大；当外电阻减小时，电流增大，路端电压减

7、小。教师：下面用前面学过的知识讨论它们之间的关系。路端电压与电流的关系式是什么？学生：U＝E－Ir教师：就某个电源来说，电动势E和内阻r是一定的。当R增大时，由I＝得，I减小，由U＝E－Ir，路端电压增大。反之，当R减小时，由I＝得，I增大，由U＝E－Ir，路端电压减小。拓展：讨论两种特殊情况：教师：刚才我们讨论了路端电压跟外电阻的关系，请同学们思考：在闭合电路中，当外电阻等于零时，会发生什么现象？学生：发生短路现象。教师：发生上述现象时，电流有多大？学生：当发生短路时，外电阻R＝0，U外＝0，U内＝E＝Ir，故短