2019-2020年人教版高中物理選修3-1 第2章 第7節(jié) 閉合電路的歐姆定律(教案).doc
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2019-2020年人教版高中物理選修3-1 第2章 第7節(jié) 閉合電路的歐姆定律(教案) 【知識(shí)與技能】 1、能夠推導(dǎo)出閉合電路的歐姆定律及其公式,知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和。 2、理解路端電壓與負(fù)載的關(guān)系,知道 這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá),并能用來分析、計(jì)算有關(guān)問題。 3.掌握電源斷路和短路兩種特殊情況下的特點(diǎn)。知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓。 4、熟練應(yīng)用閉合電 路歐姆定律解決有關(guān)的電路問題。 5、理解閉合電路的功率表達(dá)式 ,知道閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化。 【過程與方法】 1、通過演示路端電壓與負(fù)載的關(guān)系實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生利用“實(shí)驗(yàn)研究,得出結(jié)論”的探究物理規(guī)律的科學(xué)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(shí)際問題,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。 【情感態(tài)度與價(jià)值觀】 1、通過本節(jié)課教學(xué),加強(qiáng)對(duì)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng),通過探究物理規(guī)律培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。 【教學(xué)過程】 ★重難點(diǎn)一、閉合電路的歐姆定律★ 閉合電路的歐姆定律 1.閉合電路組成 (1)外電路:電源外部由用電器和導(dǎo)線組成的電路,在外電路中,沿電流方向電勢(shì)降低. (2)內(nèi)電路:電源內(nèi)部的電路,在內(nèi)電路中,沿電流方向電勢(shì)升高. 2.閉合電路的歐姆定律 (1)推導(dǎo):如圖所示,設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)為E,外電路電阻為R,內(nèi)電路電阻為r,閉合電路的電流為I.在時(shí)間t內(nèi): ①外電路中電能轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能為E外=I2Rt. ②內(nèi)電路中電能轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能為E內(nèi)=I2rt. ③非靜電力做的功為W=Eq=EIt. 根據(jù)能量守恒定律有W=E外+E內(nèi), 所以EIt=I2Rt+I(xiàn)2rt. 整理后得到E=IR+I(xiàn)r,即I=. (2)內(nèi)容:閉合電路的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比. (3)表達(dá)式:I=. (4)常用的變形式:E=IR+I(xiàn)r,E=U外+U內(nèi),U外=E-Ir. 3.對(duì)閉合電路歐姆定律的理解 (1)I=或E=IR+I(xiàn)r,只適用于外電路為純電阻電路的情況,對(duì)外電路中含有非純電阻元件(如電動(dòng)機(jī)、電解槽等)的不適用. (2)E=U外+U內(nèi)=U外+I(xiàn)r,即電源電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)外電路的電壓之和.普遍適用于外電路為任意用電器的情況. (3)將電壓表接在電源兩極間測(cè)得的電壓U外是指路端電壓,不是內(nèi)電路兩端的電壓,也不是電源電動(dòng)勢(shì),所以U外<E. (4)電動(dòng)勢(shì)和路端電壓雖然是有相同的單位且有時(shí)數(shù)值也相同,但二者是本質(zhì)不同的物理量.電動(dòng)勢(shì)反映了電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小,路端電壓反映了外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的本領(lǐng)大?。? 【特別提醒】 (1)對(duì)給定的電源,認(rèn)為E、r不變. (2)對(duì)于有電壓變化的閉合電路問題,由E=U外+U內(nèi),可知:內(nèi)、外電路電壓變化的絕對(duì)值相等,即|ΔU外|=|ΔU內(nèi)|. (3)外電路含有非純電阻元件(如電動(dòng)機(jī)、電解槽等)時(shí),不能直接用歐姆定律解決電流問題,可以根據(jù)串、并聯(lián)電路特點(diǎn)或能量守恒定律進(jìn)行列式計(jì)算. 4、閉合電路的歐姆定律的表達(dá)形式 表達(dá)式 物理意義 適用條件 I= 電流與電源電動(dòng)勢(shì)成正比,與電路總電阻成反比 純電阻電路 E=I(R+r) ① E=U外+I(xiàn)r ② E=U外+U內(nèi) ③ 電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電路中內(nèi)、外電壓之和 ①式適用于純電阻電路;②③式普遍適用 EIt=I2Rt+I(xiàn)2rt ④ W=W外+W內(nèi) ⑤ 電源提供的總能量等于內(nèi)、外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的總和 ④式適用于純電阻電路,⑤式普遍適用 【典型例題】如圖所示的電路中,R1=9Ω,R2=30Ω,S閉合時(shí),電壓表V的示數(shù)為11.4V,電流表A的示數(shù)為0.2A,S斷開時(shí),電流表A的示數(shù)為0.3A,(各表均為理想表)求: (1)電阻R3的值; (2)電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的值。 【答案】(1)15歐;(2)12V,1歐 【解析】(1)R2兩端電壓:; 所以,R1兩端電壓為:; 從而,流過R1的電流:; 流過電阻R3的電流 所以電阻R3的阻值 (2)由閉合電路歐姆定律, 當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)…① 當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)…② 解①式和②,得E=12V, ★重難點(diǎn)二、閉合電路的功率問題★ 閉合電路的功率問題 1.各部分功率關(guān)系分析 由EIt=I2Rt+I(xiàn)2rt知 EI=I2R+I(xiàn)2r 2.電源輸出功率 P出== 即當(dāng)R=r時(shí),分母最小,即電源輸出功率最大。 P出與外電阻R的函數(shù)關(guān)系圖象 圖象分析R- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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