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2019-2020年高中物理闭合电路欧姆定律教案 新人教版选修3-1教学过程1、认识闭合电路情境引入：问题1：最简单的闭合电路是由哪几部分组成的？问题2：在闭合电路中电流如何流向及电源在闭合电路中起什么作用？根据电路图分析电流形成的原因以及电源在电路中所起的作用.电源的工作过程类似于如图所示的抽水机的工作过程。电源的作用不是产生电荷，而是将其他形式的能转化为电能，将堆积在负极的正电荷移到正极，在电源的两极产生并维持一个恒定的电势差（电压），从而在电路中形成恒定的电流。分析：电荷的定向移动形成电流。在外电路中，在静电力的作用下，正电荷由电源正极移动到负极，电流方向由正极流向负极，沿电流方向电势降低。在电源内部（即在内电路中），通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流方向为负极流向正极。内电路与外电路中的总电流是相同的。电源：是把其他形式的能转化为电能的装置。电动势：1）物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量。 2）电源的电动势在数值上等于不接用电器时电源正负两极间的电压。 3）符号与单位：符号：E 单位：伏特 （V）2、闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律的推导过程：由以上分析可知：闭合电路外电路和内电路两部分，如图所示。问题1：电源电动势与外电路电压及内电路电压有什么关系呢？方法一：实验法实验装置如图所示：(1)其中，电压表V1示数为电源的外电压U外，V2示数为电源的内电压U内。(2)测量过程和方法：S1闭合，S、S2断开时，V1示数为电源电动势E。S1、S、S2闭合，V1示数为电源的外电压U外，V2示数为电源的内电压U内(3)结论：改变滑动变阻器R的阻值，多测几组电压，均满足而U外=IR，U内=Ir, 可得：方法二：能量转化法问题：如图，若外电路两端的电势降落，即，即电势差为U外；内电路中的电势降落，即电势差为U内；电源电动势为E；当电键闭合后，电路中的电流为I，通电时间为t。试回答下列问题：（1）在t时间内,外电路中静电力做的功W外为多少？（2）在t时间内,内电路中静电力做的功W内为多少？（3）电池化学反应层在t时间内,非静电力做的功W非为多少？（4）静电力做的功等于消耗的电能，非静电力做的功等于转化的电能，根据能量守恒你能得到什么？问题2：依据上面得到的结果，推导出闭合电路中的电流I与电动势E、内电阻r、外电阻R的关系式？ 闭合电路欧姆定律：上式表明，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。例1、若用E表示总电动势，U表示外电压，U表示内电压，R表示外电路总电阻，r表示内电阻，I表示总电流强度，考察下列各关系式：U= IR U= EU E = U+Ir I =E / (R+r) U = ER / (R+r) U = E+Ir，上述关系式中成立的是：（ ）A、 B、 C、 D、 3、路端电压与负载的关系问题1：对给定的电源，E、r均为定值，外电阻R变化时，电路中的电流I如何变化？问题2：若外电阻R减小，路端电压U路会有怎样的变化？定性分析： RI()IrU(EIr)RI()IrU(EIr)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，路端电压减小。例2、如图所示的电路中，电压表和电流表都是理想电表，若将滑动变阻器的滑动触点向b端移动时（ ）A电压表V的读数增大，电流表A的读数减小B电压表V的读数减小，电流表A的读数增大C电压表V和电流表A的读数都减小D电压表V和电流表A的读数都增大例3、在如图1517所示的电路中，在滑动变阻器R2的滑动头向下移动的过程中，电压表V和电流表A的示数变化情况正确的是：（ ）A电压表和电流表读数都增大B电压表和电流表读数都减小C电压表读数增大，电流表读数减小D电压表读数减小，电流表读数增大方法总结：基本思路是“部分整体部分”，从阻值变化的部分入手，由欧姆定律和串、并联电路特点判断整个电路的总电阻，干路电流和路端电压的变化情况，然后再深入到部分电路中，确定各部分电路中物理量的变化情况。拓展到两个特殊情况：00外电路断路：RIIrUE。0外电路短路：RI()Ir(E)U0 I 称为短路电流4、闭合电路的U-I图像根据UEIr知，E、r是定值，U与I是一次函数关系。以路端电压U为纵坐标，电流I为横坐标，采用描点、拟合图像的方法，作出U与I的图像分析：图象的物理意义在纵轴上的截距表示电源的电动势E 在横轴上的截距表示电源的短路电流图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害例4、如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图象，则下列说法中正确的是()A.电动势E1=E2，短路电流I1I2B.电动势E1=E2.内阻r1r2C电动势E1E2，内阻r1r2D.当两电源的工作电流变量相同时，电源2的路端电压变化较大
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