2019-2020年高二物理一轮复习 3-1 2.7《闭合电路的欧姆定律》教学案.doc

2019-2020年高二物理一轮复习 3-1 2.7闭合电路的欧姆定律教学案一、教材分析 本节首先介绍了电动势的概念，再引入外电路、内电路以及各自的电阻等基本概念，从而得出了闭合电路的欧姆定律，根据闭合电路的欧姆定律得到了路端电压与负载之间的关系，最后又从能量的角度分析了闭合电路的功率。教学的重点应该在闭合电路的欧姆定律；路端电压与负载的关系以及闭合电路中的功率的计算，特别是闭合电路只能适用于纯电阻电路，对有电动机等存在的非纯电阻电路的处理问题要详细介绍。二、教学目标（一）知识与技能1、能够推导出闭合电路欧姆定律及其公式，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，熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题。4、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。三、教学重点难点教学重点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教学难点路端电压与负载的关系四、学情分析 1知识基础分析： 初中掌握了欧姆定律，会利用该定律列式求解相关问题。 掌握了电场力做功的计算方法。 2学习能力分析： 学生的观察、分析能力不断提高，能够初步地、独立发现事物内在联系和一般规律的能力。 具有初步的概括归纳总结能力、逻辑推力能力、综合分析能力。五、教学方法实验演示，讨论，举例六、课前准备1学生的学习准备：预习学案。2教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。七、课时安排：1课时八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑（二）情景引入、展示目标实验演示（三）合作探究、精讲点播1、电动势 (1)电源：电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置。(2)电动势：电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。2、闭合电路欧姆定律(1)内电路和外电路内电路：电源内部的电路，叫内电路。如发电机的线圈、电池内的溶液等。外电路：电源外部的电路，叫外电路。包括用电器、导线等。(2)内电阻和外电阻内电阻：内电路的电阻，通常称为电源的内阻。外电阻：外电路的总电阻。(3)电源的电动势与内、外电路中的电势降落关系外电路的电势降落与内电路的电势降落a外电路的电势降落U外E rEUIrRI在外电路中，电流由电势高的一端流向电势低的一端，在外电阻上沿电流方向有电势降落，用U外表示。b内电路的电势降落U内在电源的内电阻上也胡电势降落，用U内表示。电源的电动势与内、外电路中的电势降落关系在闭合电路中，电源的电动势E等于内外电路上的电势降落U内、U外之和。EU外U内(4)闭合电路欧姆定律内容：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。公式：I适用条件：外电路是纯电阻的电路。3、路端电压跟负载的关系(1)路端电压：外电路的电势降落，也就是外电路两端的电压，通常叫做路端电压。(2)路端电压跟负载的关系当外电阻增大时，电流减小，路端电压增大；当外电阻减小时，电流增大，路端电压减小。定性分析RI()IrU(EIr)RI()IrU(EIr)特例：00外电路断路：RIIrUE。0外电路短路：RI()Ir(E)U0。UUr0IOEU内I1rUI1R图象描述路端电压U与电流I的关系图象是一条向下倾斜的直线。UI图象如图所示。直线与纵轴的交点表示电源的电动势E，直线的斜率的绝对值表示电源的内阻。4、闭合电路中的功率(1)闭合电路中的能量转化qEqU外qU内在某段时间内，电能提供的电能等于内、外电路消耗的电能的总和。电源的电动势又可理解为在电源内部移送1C电量时，电源提供的电能。(2)闭合电路中的功率EIU外IU内IEII2RI2r说明了电源提供的电能只有一部分消耗在外电路上，转化为其他形式的能，另一部分消耗在内阻上，转化为内能。(3)电源提供的电功率电源提供的电功率，又称之为电源的总功率。PEIRP，R时，P0。RP，R0时，Pm。(4)外电路消耗的电功率外电路上消耗的电功率，又称之为电源的输出功率。PU外I定性分析IU外EIr从这两个式子可知，R很大或R很小时，电源的输出功率均不是最大。定量分析P外U外I所以，当Rr时，电源的输出功率为最大，P外max。图象表述：PROUIOR1 r R2RrEE/rE/2rE/2从PR图象中可知，当电源的输出功率小于最大输出功率时，对应有两个外电阻R1、R2时电源的输出功率相等。可以证明，R1、R2和r必须满足：r。(5)内电路消耗的电功率内电路消耗的电功率是指电源内电阻发热的功率。P内U内IRP内，RP内。(6)电源的效率电源的输出功率与总功率的比值。当外电阻R越大时，电源的效率越高。当电源的输出功率最大时，50%。（四）反思总结、当堂检测本节课主要是介绍了电动势，闭合电路的欧姆定律，路端电压与电流（外电阻）关系以及闭合电路的功率四个主要部分。电动势：电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压；闭合电路欧姆定律公式；闭合电路中的功率的计算公式要熟练掌握。（五）发导学案、布置作业九、板书设计1、电动势2、闭合电路欧姆定律3、路端电压跟负载的关系4、闭合电路中的功率十、教学反思：本节课重在内外电阻、电压分析，功率、效率计算。学校：临清三中 学科：物理 编写人：孙风武 审稿人：盛淑贞闭合电路的欧姆定律学案课前预习学案一、预习目标理解闭合电路欧姆定律及其表达式二、预习内容闭合电路欧姆定律1、 电动势E、外电压U外与内电压U内三者之间的关系_、电动势等于电源_时两极间的电压、用电压表接在电源两极间测得的电压U外_E2、 闭合电路欧姆定律、内容_、表达式常用变形式U外=E-Ir三、提出疑惑同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中疑惑点疑惑内容课内探究学案一、学习目标1、 理解闭合电路欧姆定律及其表达式并能熟练地用来解决有关的电路问题2、 理解路端电压与负载的关系二、学习过程一、 路端电压与负载的关系1、 路端电压与外电阻的关系根据U=E-Ir、I=可知：当R_时，U增大，当R_时，U减小当外电路断开时，R=，I=_,U=_当外电路短路时，R=0，I=_,U=_2、 路端电压与电流的关系图像由U=E-Ir可知，U-I图像是一条向下倾斜的直线如图说出：图线与纵轴截距的意义_图线与横轴截距的意义_图像斜率的意义_与部分电路欧姆定律UI曲线的区别_【典型例题】例图11、在图1中R1=14,R2=9.当开关处于位置1时，电流表读数I1=0.2A;当开关处于位置2时，电流表读数I2=0.3A.求电源的电动势E和内电阻r。例2、如图2所示，当滑动变阻器R3的滑片C向B方向移动时，电路中各电表示数如何变化？（电表内阻对电路的影响不计）图2A1A2A3V2VABV1R1R2R3C 例3、如图3所示的电路中，店员电动势为6V，当开关S接通后，灯泡L1和灯泡L2都不亮，用电压表测得各部分电压是Uab=6V,Uad=0,Ucd=6V,由此可断定（）图3A、 L1和L2的灯丝都烧断了B、 L1的灯丝都烧断了C、 L2的灯丝都烧断了D、 变阻器R断路例4 四节干电池，每节电动势为1.5V，内阻为0.5，用这四节干电池组成串联电池组对电阻R=18的用电器供电，试计算：（1）用电器上得到的电压和电功率；（2）电池组的内电压和在内电阻上损失的热功率. （三）反思总结(四)当堂检测图41、 如图4所示的电路中，当变阻器R3的滑动触头P向b端移动时（）A、 电压表示数变大，电流表示数变小B、 电压表示数变小，电流表示数变大C、 电压表示数变大，电流表示数变大D、 电压表示数变小，电流表示数变小02468123U/VI/A图52、 如图5是某电源的路端电压U随干路电流I的变化图像，有图像可知，该电源的电动势_V,内阻为_。3、 以太阳能电池板，测得他的开路电压为800mV,短路电流40mA.如将该电池板与一阻值为20 的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是（）A、0.10V B、0.20V C、0.30V D、0.40V图64、某学生在研究串联电路的电压时，接成如图6所示电路，接通K后，他将高内阻的电压表并联在A、C两点间时，电压表读数为U,当并联在A、B两点间时，电压表读数也为U,当并联在A、B两点间时，电压表读数为零，则出现此种情况的原因是（R1,R2阻值相差不大）A、AB段断路 B、BC段断路 C、AB段短路 D、BC段短路 课后练习与提高1、一个电源接8电阻时，通过电源的电流为0.15A，接13电阻时，通过电源的电流为0.10V，求电源的电动势和内阻。 2、电源的电动势为4.5V，为电阻为4.0时，路端电压为4.0 V。如果在外电路并联一个6.0的电阻，路端电压是多大？如果6.0的电阻串联在外电路中，路端电压又是多大？3、现有电动势1.5V，内阻1.0的电池多节，准备用一定数量的这种电池串联起来对一个“6.0 V,0.6”的用电器供电，以保证用电器在额定状态下工作。问：最少要用几节这种电池？电路中还需要一个定值电阻做分压用，请计算这个电阻的规格。4、关于电源的电动势，下面叙述正确的是（ ）A、电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压B、同一电源接入不同电路，电动势就会发生变化C、电源的电动势时表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量D、在闭合电路中，党外电阻变大时，路端电压变大，电源的电动势也变大图75、如图7所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光，如果变阻器的滑片向b端滑动，则（ ）A、电灯L更亮，安培表的示数减小B、电灯L更亮，安培表的示数减大C、电灯L更暗，安培表的示数减小D、电灯L更暗，安培表的示数减大2IU 0 1图86、如图8所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的图像，则下属说法中不正确的示（ ）A、电动势E1=E2，发生短路时的电流I1I2B、电动势E1=E2，内阻r1r2C、电动势E1=E2，内阻r1r2D、当电源的工作电流变化相同时，电源2的路端电压变化较大7、一个电源分别接上8和2的电阻时，两电阻消耗的电功率相等，则电源的内阻为( )图9A、1 B、2 C、4 D、88、在如图9所示的电路中，电源电动势E=3.0V，内电阻r=1.0；电阻R1=10，R2=10,R3=35,电容器的电容C=100F，电容器原来不带电。求接通电键K后流过R4的总电荷量。图109、如图10所示电路中，R1=R2=R3,S断开时，伏特表示数为16V，S闭合时，示数为10V，若伏特表可视为理想的，求：（1）、电源电动势的内阻各位多大？（2）、闭合S前R1消耗的功率分别多大？（3）、如箭电源改为图乙所示电路，其他条件不变，则断开和闭合S时伏特表的示数分别为多大？10、如图11所示，电灯L标有“4V,1W”，滑动变阻器总电阻为50。当滑片滑至某位置时，L恰好正常发光，此时电流表的示数为0.45A。由于外电路发生故障，电灯L突然熄灭，此时电流表的示数变为0.5A，电压表的示数为10V。若导线完好，电路中各出接触良好。试问：图11(1)、发生故障的是短路还是断路，发生在何处？(2)、发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为多大？(3)、电源的电动势和内阻为多大？答案：参考答案典型例题例1、E=3V r=1 例2、V增大 V1 减小 V2增大 A1减小 A2增大 A3减小例3、C例4、 （1） U=5.4V,P=1.62W（2） Ur=0.6V,Pr=0.18W 针对训练1、B 2、 E=3V r=(1/3) 3、 D 4、A D能力训练1、 E=1.5V r=2 2、U1=3.84V U2=4V 3、5节 R=14 4.C 5.A 6.B 7.C 8.Q=2.010-4C 9.(1) E=20V r=5 (2) P1=6.4W P2=2.5W (3) U断=8V U闭=5V 10.（1）断路 L处 (2) 20 (3)12.5V 5