2020高中物理 第二章 第7節(jié) 閉合電路歐姆定律教案 新人教版選修3-1

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1、第二章 恒定電流 第7節(jié)　　閉合電路歐姆定律（一） 【課前準(zhǔn)備】 【課型】新授課 【課時(shí)】2課時(shí) 【教學(xué)三維目標(biāo)】 （一）知識(shí)與技能 1.能夠推導(dǎo)出閉合電路歐姆定律及其公式，理解各物理量及公式的物理意義及適用條件． 2.知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和． （二）過(guò)程與方法 通過(guò)電動(dòng)勢(shì)等于電路上內(nèi)、外電壓之和的教學(xué)，使學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探究物理規(guī)律的 方法． （三）情感態(tài)度與價(jià)值觀 通過(guò)分析電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)、外電壓的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生物理量守恒的科學(xué)思想觀 【教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)

2、】 重點(diǎn)：推導(dǎo)閉合電路歐姆定律，應(yīng)用定律進(jìn)行有關(guān)討論 難點(diǎn)：閉合回路中電源電動(dòng)勢(shì)等于電路上內(nèi)、外電壓之和 【教學(xué)方法】理論、探究、討論、分析 【教學(xué)過(guò)程】 【復(fù)習(xí)引入】 【問(wèn)題】靜電力做的功W與電荷量q及兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U的關(guān)系？ 【回答】W = qU 【問(wèn)題】電勢(shì)能的物理意義和定義？ 【回答】電動(dòng)勢(shì)表征電源通過(guò)非靜電力做功把其他形式能量轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量. 即 【問(wèn)題】部分電路的歐姆定律的內(nèi)容、表達(dá)式及適用范圍？ 【回答】?jī)?nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比. 表達(dá)式： 適用范圍：純電阻電路 【問(wèn)題】電源是通過(guò)非靜電力做功把

3、其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。只有用導(dǎo)線將電源、用電器連成閉合電路，電路中才有電流。那么電路中的電流大小與哪些因素有關(guān)？電源提供的電能是如何在閉合電路中分配的呢？ 7 閉合電路的歐姆定律 一、閉合電路的歐姆定律 【展示】 【問(wèn)題】閉合電路是由哪幾部分組成的？ 【回答】?jī)?nèi)電路和外電路. 【問(wèn)題】在外電路中，沿電流方向，電勢(shì)如何變化？為什么？ 【回答】沿電流方向電勢(shì)降低。因?yàn)檎姾傻囊苿?dòng)方向就是電流方向，在外電路中，正電荷受靜電力作用，從高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng). 【問(wèn)題】在內(nèi)電路中，沿電流方向，電勢(shì)如何變化？為什么？ 【回答】沿電流方向電勢(shì)升高.因?yàn)殡娫磧?nèi)部，非靜電力將正電荷從電勢(shì)

4、低處移到電勢(shì)高處. 【總結(jié)】只有用導(dǎo)線把電源、用電器連成的循環(huán)電路叫做閉合電路，用電器、導(dǎo)線組成外電路，而電源內(nèi)部為內(nèi)電路. 【問(wèn)題】當(dāng)電源不接外電路時(shí)（開(kāi)路時(shí)），非靜電力與電場(chǎng)力有什么關(guān)系？ 【回答】在電源內(nèi)部非靜電力與電場(chǎng)力平衡，電荷不移動(dòng)，正、負(fù)極間保持一定的電勢(shì)差. 【問(wèn)題】當(dāng)電源接上外電路時(shí)，電源內(nèi)部的非靜電力與電場(chǎng)力是什么關(guān)系？ 【回答】在外電路正電荷從電源正極向負(fù)極移動(dòng)，電場(chǎng)力做正功；在電源內(nèi)部正電荷從電源負(fù)極移向正極，正電荷所受的非靜電力大于電場(chǎng)力，合力的方向是從負(fù)極指向正極. 【問(wèn)題】在電源內(nèi)部非靜電力做的功與在外電路中電場(chǎng)力做的功是什么關(guān)系？ 【回答】從能量轉(zhuǎn)

5、化的角度看，在電源內(nèi)部非靜電力反抗電場(chǎng)力所做的功是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的量度；在外電路中電場(chǎng)力所做的功是電能轉(zhuǎn)化或其他形式的能的量度. 【展示】電源是一節(jié)干電池，在電源的正負(fù)極附近存在著化學(xué)反應(yīng)層，反應(yīng)層中非靜電力(化學(xué)作用)把正電荷從電勢(shì)低處移到電勢(shì)高處，在這兩個(gè)反應(yīng)層中，沿電流方向電勢(shì)升高.在正負(fù)極之間，電源的內(nèi)阻中也有電流，沿電流方向電勢(shì)降低. B D A C 閉合電路的電勢(shì) A為電源正極，B為電源負(fù)極電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，外電路電阻為R，閉合電路的電流為I 【問(wèn)題】寫出在t時(shí)間內(nèi)，外電路中消耗的電能W外是多少？ 【回答】 W外 = I2Rt 【問(wèn)題】寫出

6、在t時(shí)間內(nèi)，內(nèi)電路中消耗的電能W內(nèi)是多少？ 【回答】?jī)?nèi)電路中也存在恒定電場(chǎng)，正電荷在電場(chǎng)力的作用下移動(dòng)，W內(nèi) = I2rt 【問(wèn)題】寫出在t時(shí)間內(nèi)，電源中非靜電力做的功W是多少？ W＝Eq＝EIt 【問(wèn)題】靜電力做功等于消耗的電能，非靜電力做功等于轉(zhuǎn)化的電能，根據(jù)能量守恒，能得到什么？ 【回答】根據(jù)能量守恒定律，W＝E外＋E內(nèi) 即，EIt＝I2Rt＋I(xiàn)2rt 整理得： E＝IR＋I(xiàn)r 【問(wèn)題】若外電路是純電阻電路，依據(jù)上面得到的結(jié)果，推導(dǎo)出閉合電路中的電流I與電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)阻r、外電阻R的關(guān)系式？ 【回答】 【過(guò)渡】根據(jù)部分電路電路的歐姆定律，總結(jié)閉合電路的歐姆定律

7、的內(nèi)容、表達(dá)式，閉合電路歐姆定律的適用范圍. 【總結(jié)】閉合電路的歐姆定律內(nèi)容：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)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. 表達(dá)式式： 適用條件：外電路是純電阻的電路。 根據(jù)歐姆定律，外電路兩端的電勢(shì)降落為U外=IR，習(xí)慣上成為路端電壓，內(nèi)電路的電勢(shì)降落為U內(nèi)=Ir，代入E =IR+ Ir 得 電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)外電路電勢(shì)降落之和。 【問(wèn)題】把電源看成等效的兩部分即無(wú)內(nèi)阻理想電源和電阻r的串聯(lián)，則閉合電路內(nèi)外電路電勢(shì)如何升降？ 【回答】從電源正極開(kāi)始，沿電流流向，先經(jīng)過(guò)電阻r，電勢(shì)降低Ir，再經(jīng)

8、過(guò)外電路電阻R，電勢(shì)又降低IR；由電源的負(fù)極到正極非靜電力作用，使電勢(shì)又升高E，電源正負(fù)極的電勢(shì)用φ1、φ2表示，對(duì)整個(gè)過(guò)程有φ1－Ir－IR＝φ2，即φ1－φ2＝Ir＋I(xiàn)R，亦即E＝U內(nèi)＋U外． 【問(wèn)題】閉合電路歐姆定律主要有四種表達(dá)形式，其適用范圍是什么？所描述的側(cè)重點(diǎn)各有什么不同？ 【回答】（1）電流形式：，說(shuō)明決定電路中電流強(qiáng)度的因素與電流間的關(guān)系，即電流強(qiáng)度與電源電動(dòng)勢(shì)成正比，與電路總電阻成反比. （2）電壓形式：E=I（R+r），或等，它表明電源電動(dòng)勢(shì)在值上等于電路中內(nèi)、外電壓之和. （3）能量形式：，此式可以認(rèn)為是電壓形式兩端乘以電荷量q而來(lái)，使能量轉(zhuǎn)化的本質(zhì)更顯現(xiàn)出來(lái)，

9、即移送單位電荷量電荷的過(guò)程中，非靜電力做功與電場(chǎng)力做功量值相等；也就是說(shuō)，其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能，再由電能轉(zhuǎn)化為電阻R上的內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，能量守恒. （4）功率形式：或。 總之，閉合電路歐姆定律無(wú)論用何種形式表達(dá)，本質(zhì)上都是能的轉(zhuǎn)化與守恒定律在恒定電流中的體現(xiàn)，可見(jiàn)閉合電路歐姆定律是十分重要的定律之一. 【課時(shí)小結(jié)】 通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問(wèn)題： 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.電源電動(dòng)勢(shì)等于閉合電路內(nèi)、外電阻上的電勢(shì)降落U內(nèi)和U外之和，即E＝U內(nèi)＋U外. 2．閉合電路的歐姆定律的內(nèi)容及公式. 【布置作業(yè)】 課本P63，問(wèn)題與練習(xí)1,2,3 【板書設(shè)計(jì)】 7 閉合電路的歐姆定律 一、閉合電路的歐姆定律 閉合電路的歐姆定律內(nèi)容：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)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. 表達(dá)式式： 適用條件：外電路是純電阻的電路。 電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)外電路電勢(shì)降落之和.