2019-2020年高二物理一輪復習 3-1 2.7《閉合電路的歐姆定律》教學案.doc

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2019-2020年高二物理一輪復習 3-1 2.7《閉合電路的歐姆定律》教學案 一、教材分析 本節(jié)首先介紹了電動勢的概念，再引入外電路、內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載之間的關系，最后又從能量的角度分析了閉合電路的功率。教學的重點應該在閉合電路的歐姆定律；路端電壓與負載的關系以及閉合電路中的功率的計算，特別是閉合電路只能適用于純電阻電路，對有電動機等存在的非純電阻電路的處理問題要詳細介紹。 二、教學目標 （一）知識與技能 1、能夠推導出閉合電路歐姆定律及其公式，知道電源的電動勢等于內、外電路上電勢降落之和。 2、理解路端電壓與負載的關系，知道這種關系的公式表達和圖線表達，并能用來分析、計算有關問題。 3、掌握電源斷路和短路兩種特殊情況下的特點。知道電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓，熟練應用閉合電路歐姆定律解決有關的電路問題。 4、理解閉合電路的功率表達式，知道閉合電路中能量的轉化。 （二）過程與方法 1、通過演示路端電壓與負載的關系實驗，培養(yǎng)學生利用“實驗研究，得出結論”的探究物理規(guī)律的科學思路和方法。 2、通過利用閉合電路歐姆定律解決一些簡單的實際問題，培養(yǎng)學生運用物理知識解決實際問題的能力。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 通過本節(jié)課教學，加強對學生科學素質的培養(yǎng)，通過探究物理規(guī)律培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。 三、教學重點難點 教學重點 1、推導閉合電路歐姆定律，應用定律進行有關討論。 2、路端電壓與負載的關系 教學難點 路端電壓與負載的關系 四、學情分析 1．知識基礎分析： 　?、俪踔姓莆樟藲W姆定律，會利用該定律列式求解相關問題。 　?、谡莆樟穗妶隽ψ龉Φ挠嬎惴椒?。 　　2．學習能力分析： 　?、賹W生的觀察、分析能力不斷提高，能夠初步地、獨立發(fā)現(xiàn)事物內在聯(lián)系和一般規(guī)律的能力。 　?、诰哂谐醪降母爬w納總結能力、邏輯推力能力、綜合分析能力。 五、教學方法 實驗演示，討論，舉例 六、課前準備 1．學生的學習準備：預習學案。 2．教師的教學準備：多媒體課件制作，課前預習學案，課內探究學案，課后延伸拓展學案。七、課時安排：1課時 八、教學過程 （一）預習檢查、總結疑惑 （二）情景引入、展示目標 實驗演示 （三）合作探究、精講點播 1、電動勢 (1)電源：電源是一種能夠不斷地把其他形式的能量轉變?yōu)殡娔艿难b置。 (2)電動勢：電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓。 2、閉合電路歐姆定律 (1)內電路和外電路 ①內電路：電源內部的電路，叫內電路。如發(fā)電機的線圈、電池內的溶液等。 ②外電路：電源外部的電路，叫外電路。包括用電器、導線等。 (2)內電阻和外電阻 ①內電阻：內電路的電阻，通常稱為電源的內阻。 ②外電阻：外電路的總電阻。 (3)電源的電動勢與內、外電路中的電勢降落關系 ①外電路的電勢降落與內電路的電勢降落 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．內電路的電勢降落U內 在電源的內電阻上也胡電勢降落，用U內表示。 ②電源的電動勢與內、外電路中的電勢降落關系 在閉合電路中，電源的電動勢E等于內外電路上的電勢降落U內、U外之和。 E＝U外＋U內 (4)閉合電路歐姆定律 ①內容：閉合電路中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、路端電壓跟負載的關系 (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)路端電壓跟負載的關系 當外電阻增大時，電流減小，路端電壓增大；當外電阻減小時，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＝I1r U＝I1R 圖象描述 路端電壓U與電流I的關系圖象是一條向下傾斜的直線。U—I圖象如圖所示。 直線與縱軸的交點表示電源的電動勢E，直線的斜率的絕對值表示電源的內阻。 4、閉合電路中的功率 (1)閉合電路中的能量轉化 qE＝qU外＋qU內 在某段時間內，電能提供的電能等于內、外電路消耗的電能的總和。 電源的電動勢又可理解為在電源內部移送1C電量時，電源提供的電能。 (2)閉合電路中的功率 EI＝U外I＋U內I EI＝I2R＋I2r 說明了電源提供的電能只有一部分消耗在外電路上，轉化為其他形式的能，另一部分消耗在內阻上，轉化為內能。 (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，P＝0。 R↓→P↑，R→0時，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＝ 從這兩個式子可知，R很大或R很小時，電源的輸出功率均不是最大。 定量分析 P外＝U外I＝＝ 所以，當R＝r時，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，當電源的輸出功率小于最大輸出功率時，對應有兩個外電阻R1、R2時電源的輸出功率相等?？梢宰C明，R1、R2和r必須滿足：r＝。 (5)內電路消耗的電功率 內電路消耗的電功率是指電源內電阻發(fā)熱的功率。 P內＝U內I＝ R↑→P內↓，R↓→P內↑。 (6)電源的效率 電源的輸出功率與總功率的比值。 η＝＝ 當外電阻R越大時，電源的效率越高。當電源的輸出功率最大時，η＝50%。 （四）反思總結、當堂檢測 本節(jié)課主要是介紹了電動勢，閉合電路的歐姆定律，路端電壓與電流（外電阻）關系以及閉合電路的功率四個主要部分。 電動勢：電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓； 閉合電路歐姆定律公式；閉合電路中的功率的計算公式要熟練掌握。 （五）發(fā)導學案、布置作業(yè) 九、板書設計 1、電動勢 2、閉合電路歐姆定律 3、路端電壓跟負載的關系 4、閉合電路中的功率 十、教學反思： 本節(jié)課重在內外電阻、電壓分析，功率、效率計算。  學校：臨清三中 學科：物理 編寫人：孫風武 審稿人：盛淑貞 閉合電路的歐姆定律學案 課前預習學案 一、預習目標 理解閉合電路歐姆定律及其表達式 二、預習內容 閉合電路歐姆定律 1、 電動勢E、外電壓U外與內電壓U內三者之間的關系________________ 、電動勢等于電源___________時兩極間的電壓 、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 、內容___________ 、表達式 常用變形式U外=E-Ir 三、提出疑惑 同學們，通過你的自主學習，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中 疑惑點 疑惑內容 課內探究學案 一、學習目標 1、 理解閉合電路歐姆定律及其表達式并能熟練地用來解決有關的電路問題 2、 理解路端電壓與負載的關系 二、學習過程 一、 路端電壓與負載的關系 1、 路端電壓與外電阻的關系 根據(jù)U=E-Ir、I=可知：當R_____時，U增大，當R_____時，U減小 當外電路斷開時，R=∞，I=_____,U=_____ 當外電路短路時，R=0，I=_____,U=_____ 2、 路端電壓與電流的關系圖像 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.當開關處于位置1時，電流表讀數(shù)I1=0.2A;當開關處于位置2時，電流表讀數(shù)I2=0.3A.求電源的電動勢E和內電阻r。 例2、如圖2所示，當滑動變阻器R3的滑片C向B方向移動時，電路中各電表示數(shù)如何變化？（電表內阻對電路的影響不計） 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，店員電動勢為6V，當開關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)電動勢為1.5V，內阻為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，試計算： （1）用電器上得到的電壓和電功率； （2）電池組的內電壓和在內電阻上損失的熱功率. （三）反思總結 (四)當堂檢測 圖4 1、 如圖4所示的電路中，當變阻器R3的滑動觸頭P向b端移動時（） 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，該電源的電動勢_____V,內阻為____。 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、某學生在研究串聯(lián)電路的電壓時，接成如圖6所示電路，接通K后，他將高內阻的電壓表并聯(lián)在A、C兩點間時，電壓表讀數(shù)為U,當并聯(lián)在A、B兩點間時，電壓表讀數(shù)也為U,當并聯(lián)在A、B兩點間時，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 課后練習與提高 1、一個電源接8Ω電阻時，通過電源的電流為0.15A，接13Ω電阻時，通過電源的電流為0.10V，求電源的電動勢和內阻。 2、電源的電動勢為4.5V，為電阻為4.0Ω時，路端電壓為4.0 V。如果在外電路并聯(lián)一個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)有電動勢1.5V，內阻1.0Ω的電池多節(jié)，準備用一定數(shù)量的這種電池串聯(lián)起來對一個“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？電路中還需要一個定值電阻做分壓用，請計算這個電阻的規(guī)格。 4、關于電源的電動勢，下面敘述正確的是（ ） A、電源的電動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，電動勢就會發(fā)生變化 C、電源的電動勢時表示電源把其他形式的能轉化為電能的本領大小的物理量 D、在閉合電路中，黨外電阻變大時，路端電壓變大，電源的電動勢也變大 圖7 5、如圖7所示的電路中，電源的電動勢E和內電阻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，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所示為兩個不同閉合電路中兩個不同電源的圖像，則下屬說法中不正確的示（ ） A、電動勢E1=E2，發(fā)生短路時的電流I1>I2 B、電動勢E1=E2，內阻r1>r2 C、電動勢E1=E2，內阻r1>r2 D、當電源的工作電流變化相同時，電源2的路端電壓變化較大 7、一個電源分別接上8Ω和2Ω的電阻時，兩電阻消耗的電功率相等，則電源的內阻為( ) 圖9 A、1Ω B、2Ω C、4Ω D、8Ω 8、在如圖9所示的電路中，電源電動勢E=3.0V，內電阻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，伏特表示數(shù)為16V，S閉合時，示數(shù)為10V，若伏特表可視為理想的，求： （1）、電源電動勢的內阻各位多大？ （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時伏特表的示數(shù)分別為多大？ 10、如圖11所示，電燈L標有“4V,1W”，滑動變阻器總電阻為50Ω。當滑片滑至某位置時，L恰好正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)為0.45A。由于外電路發(fā)生故障，電燈L突然熄滅，此時電流表的示數(shù)變?yōu)?.5A，電壓表的示數(shù)為10V。若導線完好，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，滑動變阻器接入電路的阻值為多大？ (3)、電源的電動勢和內阻為多大？ 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 針對訓練 1、B 2、 E=3V r=(1/3)Ω 3、 D 4、A D 能力訓練 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