2019-2020年高中物理《閉合電路歐姆定律》教案 新人教版選修3-1.doc
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2019-2020年高中物理《閉合電路歐姆定律》教案 新人教版選修3-1 教學(xué)過程 1、認(rèn)識閉合電路 情境引入: 問題1:最簡單的閉合電路是由哪幾部分組成的? 問題2:在閉合電路中電流如何流向及電源在閉合電路中起什么作用? 根據(jù)電路圖分析電流形成的原因以及電源在電路中所起的作用. 電源的工作過程類似于如圖所示的抽水機(jī)的工作過程。 電源的作用不是產(chǎn)生電荷,而是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,將堆積在負(fù)極的正電荷移到正極,在電源的兩極產(chǎn)生并維持一個恒定的電勢差(電壓),從而在電路中形成恒定的電流。 分析:電荷的定向移動形成電流。 在外電路中,在靜電力的作用下,正電荷由電源正極移動到負(fù)極,電流方向由正極流向負(fù)極,沿電流方向電勢降低。 在電源內(nèi)部(即在內(nèi)電路中),通過非靜電力做功使正電荷由負(fù)極移到正極,所以電流方向為負(fù)極流向正極。 內(nèi)電路與外電路中的總電流是相同的。 電源:是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 電動勢:1)物理意義:反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量。 2)電源的電動勢在數(shù)值上等于不接用電器時電源正負(fù)兩極間的電壓。 3)符號與單位:符號:E 單位:伏特 (V) 2、閉合電路歐姆定律 閉合電路歐姆定律的推導(dǎo)過程: 由以上分析可知:閉合電路外電路和內(nèi)電路兩部分,如圖所示。 問題1:電源電動勢與外電路電壓及內(nèi)電路電壓有什么關(guān)系呢? 方法一:實驗法 實驗裝置如圖所示: (1)其中,電壓表V1示數(shù)為電源的外電壓U外,V2示數(shù)為電源的內(nèi)電壓U內(nèi)。 (2)測量過程和方法: ①S1閉合,S、S2斷開時,V1示數(shù)為電源電動勢E。 ②S1、S、S2閉合,V1示數(shù)為電源的外電壓U外,V2示數(shù)為電源的內(nèi)電壓U內(nèi) (3)結(jié)論:改變滑動變阻器R的阻值,多測幾組電壓,均滿足 而U外=IR,U內(nèi)=Ir, 可得: 方法二:能量轉(zhuǎn)化法 問題:如圖,若外電路兩端的電勢降落,即,即電勢差為U外;內(nèi)電路中的電勢降落,即電勢差為U內(nèi);電源電動勢為E;當(dāng)電鍵閉合后,電路中的電流為I,通電時間為t。試回答下列問題: (1)在t時間內(nèi),外電路中靜電力做的功W外為多少? (2)在t時間內(nèi),內(nèi)電路中靜電力做的功W內(nèi)為多少? (3)電池化學(xué)反應(yīng)層在t時間內(nèi),非靜電力做的功W非為多少? (4)靜電力做的功等于消耗的電能,非靜電力做的功等于轉(zhuǎn)化的電能,根據(jù)能量守恒你能得到什么? 問題2:依據(jù)上面得到的結(jié)果,推導(dǎo)出閉合電路中的電流I與電動勢E、內(nèi)電阻r、外電阻R的關(guān)系式? 閉合電路歐姆定律:上式表明,閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比,跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比,這個結(jié)論叫做閉合電路的歐姆定律。 例1、若用E表示總電動勢,U表示外電壓,U’表示內(nèi)電壓,R表示外電路總電阻,r表示內(nèi)電阻,I表示總電流強(qiáng)度,考察下列各關(guān)系式:⑴U’= IR ⑵U’= E-U ⑶E = U+Ir ⑷I =E / (R+r) ⑸U = ER / (R+r) ⑹U = E+Ir,上述關(guān)系式中成立的是:( ) A、⑴⑵⑶⑷ B、⑵⑶⑷⑸ C、⑶⑷⑸⑹ D、⑴⑶⑸⑹ 3、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 問題1:對給定的電源,E、r均為定值,外電阻R變化時,電路中的電流I如何變化? 問題2:若外電阻R減小,路端電壓U路會有怎樣的變化? 定性分析: R↑→I(=)↓→Ir↓→U(=E-Ir)↑ R↓→I(=)↑→Ir↑→U(=E-Ir)↓ 結(jié)論:當(dāng)外電阻增大時,電流減小,路端電壓增大;當(dāng)外電阻減小時,電流增大,路端電壓減小。 例2、如圖所示的電路中,電壓表和電流表都是理想電表,若將滑動變阻器的滑動觸點向b端移動時( ) A.電壓表V的讀數(shù)增大,電流表A的讀數(shù)減小 B.電壓表V的讀數(shù)減小,電流表A的讀數(shù)增大 C.電壓表V和電流表A的讀數(shù)都減小 D.電壓表V和電流表A的讀數(shù)都增大 例3、在如圖15-17所示的電路中,在滑動變阻器R2的滑動頭向下移動的過程中,電壓表V和電流表A的示數(shù)變化情況正確的是:( ) A.電壓表和電流表讀數(shù)都增大 B.電壓表和電流表讀數(shù)都減小 C.電壓表讀數(shù)增大,電流表讀數(shù)減小 D.電壓表讀數(shù)減小,電流表讀數(shù)增大 方法總結(jié):基本思路是“部分→整體→部分”,從阻值變化的部分入手,由歐姆定律和串、并聯(lián)電路特點判斷整個電路的總電阻,干路電流和路端電壓的變化情況,然后再深入到部分電路中,確定各部分電路中物理量的變化情況。 拓展到兩個特殊情況: ∞ 0 0 外電路斷路:R↑→I↓→Ir↓→U=E。 0 外電路短路:R↓→I(=)↑→Ir(=E)↑→U=0 I= 稱為短路電流 4、閉合電路的U-I圖像 根據(jù)U=E-Ir知,E、r是定值,U與I是一次函數(shù)關(guān)系。 以路端電壓U為縱坐標(biāo),電流I為橫坐標(biāo),采用描點、擬合圖像的方法,作出U與I的圖像分析: 圖象的物理意義 ①在縱軸上的截距表示電源的電動勢E. ②在橫軸上的截距表示電源的短路電流 ③圖象斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻,內(nèi)阻越大,圖線傾斜得越厲害. 例4、如圖所示為兩個不同閉合電路中兩個不同電源的U-I圖象,則下列說法中正確的是( ) A.電動勢E1=E2,短路電流I1>I2 B.電動勢E1=E2.內(nèi)阻r1>r2 C電動勢E1>E2,內(nèi)阻r1- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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