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1、2022年高二物理 （人教大纲版）第二册 第十四章 恒定电流 六、闭合电路欧姆定律(第一课时)本节教材分析本节内容是恒定电流这一章的重点内容，介绍了电动势的概念、闭合电路的欧姆定律、路端电压与电流（外电阻）的关系及闭合电路中的功率等知识.电动势的概念在高中教学中是一个难点，因此处理好电动势概念对教学很重要.与旧教材相比，对电动势概念的要求有所降低，对电动势的讲法学生更容易接受.限于学生的知识水平，关于电动势本身，要做好以下几方面的介绍：电源电动势是电源本身的性质决定的.电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压.在闭合电路中，电源的电动势等于内、外电路上的电势降落之和.电源的电动势反映了电源
2、把其他形式的能量转化为电能的本领.只要搞清了闭合电路中，电源的电动势与内、外电路上的电势降落的关系，利用部分电路的欧姆定律就可以很顺利地推导出闭合电路欧姆定律.路端电压跟电流（外电阻）的关系是本节内容的又一个难点.教师要做好演示实验，使学生有明确的感性认识，然后结合公式和图线加以说明，在这里很好地体现了数学工具在解决物理问题中的重要性.最后讲述了闭合电路中的功率.让学生从能量的观点认识电源的电动势，即电源的电动势越大，电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大.教学目标一、知识目标.理解电动势的定义，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.2.知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落
3、之和.3.理解闭合电路欧姆定律及其公式，并能熟练地用来解决有关的电路问题.4.理解路端电压与电流（或外电阻）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.5.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、能力目标1.通过演示路端电压与外电阻的关系实验，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.通过研究路端电压与电流关系的公式、图线及图线的物理意义，培养学生应用数学工具解决物理问题的能力.3.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、德育目标通过本节课教学，加强对学生科学素质的培养，通
4、过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力. 教学重点1.闭合电路的欧姆定律.2.路端电压与电流（外电阻）关系的公式表示及图线表示.教学难点1.电动势的概念.2.路端电压与电流（或外电阻）的关系.教学方法在教师指导下，师生共同探讨的启发式教学，通过演示实验、讨论、讲解、练习、电教等方法完成教学任务.教学用具干电池（1号、5号、2号）、铅蓄电池、可调内阻电池、叠层电池、滑动变阻器、电压表、电流表、导线若干、示教板电路1、示教板电路2、实物投影仪、多媒体电脑、自制课件.课时安排1课时教学过程一、引入新课师最简单的电路由哪几部分组成？用电器中有持续恒定电流的条件是什么？生甲最简单的电路是由电源、用电
5、器、开关、导线组成的电流路径.生乙用电器中有持续恒定电流的条件是：用电器两端有恒定的电压，即用电器接在电源的两极上.师为了研究闭合电路，先介绍一个表征电源特性的物理量电动势.二、新课教学1.电动势师同学们在实验室常用的电源有哪些？生干电池、蓄电池.师向学生出示各种电池，并认识它们的正、负极.干电池（1号、2号、5号）、铅蓄电池、可调内阻铅蓄电池、钮扣式氧化银电池.演示用电压表测量电池没有接入电路时两极间的电压.实验结果干电池的电压约1.5 V，铅蓄电池的电压约2.0 V，可调内阻铅蓄电池的电压约2.0 V.师从上面的实验可得出什么结论？生从上面的测量结果可以看出：没有接入电路时类型相同的电池两
6、极间的电压相同，而类型不同的电池两极间的电压不同.师此电压是由什么因素决定的？生由电源本身的性质决定的.师物理上为了表征电源的这种特性，引入电动势的概念.电源的电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压.那么，当电源接入闭合电路中时，情况又怎么样呢？为此，我们先认识闭合电路的两部分组成.投影下面的电路图外电路：电源外部的电路，包括用电器、导线等.内电路：电源内部的电路.外电阻：外电路的总电阻.内电阻：内电路的电阻，通常称为电源的内阻.师利用CAI课件研究闭合电路中，电源电动势E跟U内、U外的关系.如左下图所示.(1)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
7、势降落U外，在内阻上也有电势降落U内.(2)在电源内部，由负极到正极电势升高，升高的数值等于电源的电动势E.(3)理论分析表明：在闭合电路中，电源内部电势升高的数值等于外电路中电势降落的数值，即电源的电动势E等于U内与U外之和. (4)闭合电路中电势升降可用“儿童滑梯”作类比.如右上图所示，儿童滑梯两端的高度差相当于内、外电阻两端的电势差，电源就像升降机，升降机举起的高度相当于电源的电动势.师出示如图装置示教板，将开关分别拨向1和2，从电压表读出的是什么？生电源电动势.师分别将开关拨向1和2，让学生通过电压表的实物投影读出E1和E2的电动势.生E1=3 V；E2=9 V.师将电压表换成小灯泡，
8、开关接1时，几乎发白光.问开关接2时，会发生什么情况？生烧毁或更亮.师开关接通2，小灯泡还不如接1时亮.生（好奇）为什么？师学习了闭合电路的欧姆定律后，我们就会明白其中的奥秘.2.闭合电路欧姆定律师出示右面的闭合电路.流过内电路和外电路的电流有什么关系？生相等.师电源的电动势E和内、外电压U内、U外之间有什么关系？生E=U内+U外.师设闭合电路中的电流为I，外电阻为R，内阻为r，电源电动势为E，由部分电路欧姆定律可以将上式进一步写成怎样的形式？生根据欧姆定律，外电压U外=IR，内电压U内=Ir，代入E=U外+U内可得E=IR+Ir.师如果我们要探讨电路里电流与哪些因素有关，有什么关系，还需要把
9、上式改写成怎样的形式？生可以改写成I=.师这就是闭合电路欧姆定律.即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.3.路端电压跟负载的关系师对给定的电源E、r均为定值，外电阻变化时，电路中的电流如何变化？生据I=可知，R增大时I减小；R减小时I增大.师外电阻增大时，路端电压如何变化？生甲变大.生乙变小.师实践是检验真理的唯一标准.让我们一起来做下面的实验.演示探讨路端电压随外电阻变化的规律. （1）投影实验电路图如图所示.（2）按电路图连接电路.（3）调节滑动变阻器，改变外电路的电阻，观察路端电压怎样随电流（或外电阻）而改变.实验结论当外电阻增大时，电流减小，路端电压增大
10、；当外电阻减小时，电流增大，路端电压减小. 师路端电压与电流的关系式是什么？生U=EIr师就某个电源来说，电动势E和内阻r是一定的，利用数学知识可以知道路端电压U是电流I的一次函数，同学们能否作出UI图象呢？生路端电压U与电流I的关系图象是一条向下倾斜的直线.投影UI图象如图所示.师从图象可以看出路端电压与电流的关系是什么？生路端电压随着电流的增大而减小.师直线与纵轴的交点表示的物理意义是什么？直线的斜率呢？生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.师能否根据闭合电路的欧姆定律从理论上分析路端电压与电流（或外电阻）的关系呢？生当外电阻R增大时，根据闭合电路欧姆定律
11、I=可知，电流I减小，内电压U内=Ir减小，路端电压U=EIr增大.同理可判断R减小时的情况.师刚才我们讨论了路端电压跟外电阻的关系，请同学们思考：在闭合电路中，当外电阻等于零时，会发生什么现象？生发生短路现象.师发生上述现象时，电流有多大？生当发生短路时，外电阻R=0，U外=0，U内=E=Ir，故短路电流I=.师一般情况下，电源内阻很小，像铅蓄电池的内阻只有0.005 0.1 ，干电池的内阻通常也不到1 ，所以短路时电流很大，很大的电流会造成什么后果？生若电路中有保险丝，会引起保险丝熔断.否则可能烧坏电源，也可能引起火灾.师实际生产生活中，要防止短路现象的发生.当外电阻很大时，又会发生什么现
12、象呢？生断路.断路时，外电阻R，电流I=0，U内=0，U外=E.师电压表测电动势就是利用了这一原理.练习出示如图的示教板.逐个合上开关，灯泡的亮度会不会发生变化？（学生讨论，看法不一）演示学生观察.实验结果发现接入电路中的灯泡越多，灯泡的亮度逐渐变暗.师怎样解释上面的现象?生随着灯泡逐渐接入，外电路的总电阻逐渐减小，外电路的端电压逐渐减小，据P=可知，灯泡消耗的实际功率逐渐变小，灯泡亮度变暗.练习请同学们思考示教板1的实验中，为什么接2时小灯泡更暗？生讨论并回答.应该是开关接2时，E2和小灯泡构成闭合电路,由于E2的内阻很大,故第二次加在小灯泡两端的电压比第一次小,所以第二次灯泡发光较暗.师同
13、学们的推理是否正确?让我们用实验验证一下.演示用电压表测出示教板1电路中,开关接1和接2两种情况下的路端电压.实验结果第二次时的路端电压确实小于第一次时的路端电压,证实了同学们的回答是正确的.4.闭合电路中的功率师据E=U外+U内，两边乘以电流，得到EI=U外I+U内I，式中的EI、U外I、U内I分别表示什么物理意义？生EI表示电源提供的电功率；U外I表示外电路上消耗的电功率；U内I表示内电路上消耗的电功率.师EI=U外I+U内I说明了什么？生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.师实际上，上式也表明：电源的电动势越大，电源提供的电
14、功率就越大，这表示电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大.5.例题分析例1如下图所示的电路中，电源的电动势为1.5 V，内阻0.12 ,外电路的电阻为1.38 ,求电路中的电流和路端电压.解：已知电动势E=1.5 V，外电阻R=1.38 ,内阻r=0.12 .由闭合电路欧姆定律可求出电流I：I=A=1 A.路端电压为U=IR=1.38 V.我们看到，路端电压小于电源的电动势.在初中处理这类问题时忽略了内阻，认为r=0，路端电压等于电源的电动势.例2如图所示，R1=14 ，R2=9 .当开关S切换到位置1时，电流表的示数为I1=0.2A;当开关S切换到位置2时，电流表的示数为I2=0.3 A.
15、求电源的电动势E和内阻r.解：由题意知，R1=14 ，R2=9 ，I1=0.2 A,I2=0.3 A，根据闭合电路欧姆定律可列出方程：E=I1R1+I1r E=I2R2+I2r消去E，解出r，得r=代入数值，得r=1 .将r值代入E=I1R1+I1r中，得E=3 V说明这道例题为我们提供了一种测量电源的电动势E和内阻r的方法.同学们课后可以思考：若给你一个电压表、一个电阻箱、导线若干、开关，如何测一节干电池的电动势和内阻？若给你一个电压表和一个电流表呢？三、小结通过本节课的学习，主要学习了以下几个问题：1.电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，其大小是因电源本身的性质决定的.在电源上
16、接上外电路时，电源内外有相同的电流，这时在内、外电阻上有电势降落U内和U外，这时电源电动势就等于内、外电压之和，即E=U内+U外.2.闭合电路的欧姆定律的内容及公式.3.路端电压随着外电阻的增大而增大，随着外电阻的减小而减小. 4.路端电压与电流的关系式为U=EIr，其UI图线是一条倾斜的直线.5.闭合电路中的功率关系为EI=U外I+U内I即P总=P外+P内.四、作业1.练习四、（1）、（2）、（3）、（4）、（5）2.预习分组实验九.3.查阅资料了解新型的电源.五、板书设计六、本节优化训练设计1.如图所示，A、B为两个独立电源的路端电压与其总电流I的关系图线，则下列说法中正确的是A.路端电压
17、都为U0时，它们的外电阻相等B.电流都是I0时，两电源的内电压相等C.电源A的电动势大于电源B的电动势D.电源A的内阻小于电源B的内阻.若E表示电源的电动势，U表示外电压，U表示内电压，R表示外电路的总电阻， r表示内电阻，I表示电流，则下列各式中正确的是A.U=IR B.U=EUC.U=E+IrD.U= 3.如图所示，已知R1=R2=R3=1 ，当开关S闭合后，电压表的读数为1 V；当开关S断开后，电压表的读数为0.8 V，则电池的电动势等于A.1 VB.1.2 VC.2 VD.4 V.如左下图所示，L1、L2、L3三个灯泡连接的电路中，如果L3灯发生短路，某同学对各灯发生变化作如下的判断，正确的是A.L3灯两端电压为零B.电池组路端电压为零C.L1灯变得更亮D.L2灯变得更亮.如右上图所示电路中，A、B、C、D是四只相同的电灯，当滑动变阻器的滑键向下滑动时，下列说法中正确的是A.A灯变亮B.B灯变亮C.C灯变亮D.D灯变亮参考答案：1.AC 2.BD 3.C 4.AC 5.BD
2022年高二物理 （人教大纲版）第二册 第十四章 恒定电流 六、闭合电路欧姆定律(第一课时)
