初中物理欧姆定律教案
闭合电路的欧姆定律
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【教学目标】
一、知识与技能https://www.renjiaoshe.com/jiaocai/2060.html
1.借助实验,知道闭合电路欧姆定律。
2.能利用实验结果对实际问题进行简单分析。
3.知道闭合电路中各点的电势高低,加深对于电动势及回路中能量转化的理解。
二、过程与方法
1.懂得使用电压传感器,学会测量电源电动势的一种方法。
2.通过实验,学会处理实验数据,归纳、总结的科学研究方法。
三、情感、态度与价值观
1.了解电池的结构,感悟物理贴近生活、联系实际。
2.结合实验和探索过程,学会观察、勤于思考,体会科学研究方法,提高科学素养。
【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。
【教学过程】
一、复习提问、新课导入
1.教师:(演示实验)为什么多接几个小灯泡之后,会比之前要暗?
2.介绍闭合电路的组成和内电压、外电压的含义。
由导线、电源、用电器连成的电路叫做闭合电路。用电器和导线组成外电路,电源内部是内电路。
2.提出问题:E、U、U’、R、r和I这些物理量之间的内在联系是怎样的?
二、新课教学
(一)电动势
1.电源:
(1)保持两极间有电压。
(2)通过非静电力做功把其它形式的能转化为电能的装置。
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。
(1)非静电力做的功与所移动的电荷量之比来表示电源的这种特性,叫做电动势。用字母
表示。
(2)单位:V
(3)电动势与外电路无关,由电源本身特性决定的。
(4)电动势的实质:表征电源把其它形式的能转化为电能的本领。
(二)闭合电路欧姆定律及其能量分析
1.内电路和外电路
(1)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。
(2)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
(1)内电阻:内电路的电阻,通常称为电源的内阻。
(2)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
【实验探究】
【理论分析】
4.闭合电路欧姆定律
(1)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。
(2)公式:I=R+r(E)
(3)适用条件:外电路是纯电阻的电路。
(三)路端电路与负载的关系
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。
1.路端电路与电压的关系
【实验探究】
对某一给定的闭合电路来说,电流、路端电压、内电压随外电阻的改变而改变,变化情况如下:
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。
由于r 很小,电路中电流很大,容易烧坏电源。
(绝对不允许将电源两端用导线直接连接在一起。)
2.路端电路与电流的关系
路端电压U与电流I的关系图像是一条向下倾斜的直线。U—I图像如图所示。
①在纵轴上的截距表示电源电动势??
②在横轴上的截距表示电源短路电流
③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)
3.闭合电路中的功率
(1)闭合电路中的能量转化qE=qU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
EI=U外I+U内I
EI=I2R+I2r
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。
(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。
P=U外I
定性分析
I=R+r(E)
U外=E-Ir=R+r(RE)
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。
从P-R图像中可知,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:
。
(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。
(6)电源的效率
电源的输出功率与总功率的比值。
η=P(P外)=R+r(R)
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,η=50%。
三、当堂检测
【题1】关于电动势下列说法中正确的是( )
A.在电源内部把正电荷从负极移到正极,非静电力做功,电能增加
B.对于给定的电源,移动正电荷非静电力做功越多,电动势就越大
C.电动势越大,说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移动,单位电荷量做功越多
D.电动势越大,说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移到正极,移送电荷量越多
【题2】如图所示的电路中,当S闭合时,电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6V和0.4A。当S断开时,它们的示数各改变0.1V和0.1A,求电源的电动势。
【题3】如图所示的电路中,电源的电动势和内阻分别为E和r,当闭合开关S,向左移动滑动变阻器的滑片时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变大,电压表的示数变大
B.电流表的示数变大,电压表的示数变小
C.电流表的示数变小,电压表的示数变小
D.电流表的示数变小,电压表的示数变大
【题4】如图所示电路中,电源电动势E=10V,内电阻r=0.5Ω,电动机的电阻R0=1.0Ω,电阻R1=1.5Ω,电动机正常工作时,电压表的示数U1=3.0V,求:
(1)电源释放的电功率。
(2)电动机消耗的电功率,将电能转化为机械能的功率。
(3)电源的输出功率。
以上就是小编关于【欧姆定律教案】的分享,希望对你有用。