选修3选修3-1第二章 恒定电流7 闭合电路欧姆定律教案

第十节　　　闭合电路欧姆定律

教学目的：1.导出闭合电路的欧姆定律I=ε/(R+r)

    2.研究路端电压的变化规律,掌握闭合电路中的U-R关系,U-I关系.

          3.学会运用闭合电路的欧姆定律解决简单电路的问题.

教学过程:

复习引入:

1.问:电动势的物理意义是什么?它在数值上等于什么?

(表明在闭合电路中通过1C电量时,电源把多少其它形式的能转化为电能,因而是动势表征电源把其它形式的能转化为电能的特性的物理量；在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压.)

2.问:写出(部分电路)欧姆定律的公式,并指出定律的研究对象.

(表达式:I=U/R或U=IR,欧姆定律研究同一段电路上的I U R的关系.)

3.设问:上述欧姆定律只是研究一段纯电阻电路上的问题,如果研究对象是包括电源在内的闭合电路,那么电路中的电流强度又跟什么有关?关系如何呢?

这些问题就要由闭合电路的欧姆定律来解决了.本节课就要学习这一定律,并运用它解决一些具体问题.

讲授新课:

1.推导闭合电路的欧姆定律的数学表达式,并说明其物理意义.

给出条件: 闭合电路中,电源电动势为ε,内电阻为r,外电阻为R,电路中的电流强度为I.

提出要求: 寻找I ε R r的关系.

推    导:

上式表明：闭合电路里的电流强度，跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比.这就是闭合电路的欧姆定律.

注    意: 式中的I是闭合电路中的总电流强度,如果外电路还有其它并联支路,则I是整个电路的干路电流强度,式中的R是整个外电路的总电阻,R+r就是整个闭合电路的总电阻.

 (学生练习《高二物理》P55（1）的第1问)

2．研究路端电压变化规律：

① 研究路端电压随外电阻的变化规律：

提出问题：如果把P55（1）题的外电路电阻的数值改变了，可以肯定路端电压是会变化的。在ε和r不变的情况下，路端电压随外电阻变化的规律究竟是怎样的呢？

分    析：

说    明：路端电路随外部电阻的变化而发生变化的原因是电源有内阻r；

 外电路断开时，R--∞ U=ε即路端电压等于电源电动势。这正是表明可以用伏特表直接测量电源电动势的道理。（实际上U略小于ε？）

 外电路短路时，R=0 U=0 I=ε/r由于r一般很小，所以短路电流很大.电流太大不但会烧坏电源,还可能引起火灾,要注意避免发生.

例题分析:《高二物理》P53【例题】说明本例题介绍了一种测量电源电动势和内电阻的方法.

作　　业:《高二物理》P55（2）～（５）

闭合电路欧姆定律习题课：

例1：如图所法,当滑线变阻器的滑动触点向上端移动时( A )

1. 伏特表V的读数增大,安培表A的读数减小
2. 伏特表V和安培表A的读数都增大
3. 伏特表V和安培表A的读数都减小
4. 伏特表V的读数减小,安培表A的读数增大

思考：如图所示电路中，电源电动势和内电阻为定值，固定电阻的阻值Ｒ２小于变阻器ａｂ两端之间的总阻值Ｒ３，Ｒ１≠０。当变阻器的滑片Ｐ从ａ向ｂ移动过程中，两电压表Ｖ１和Ｖ２的示数变化是（D）☆☆

 A.V1变大,V2变大

 B.V1变大,V2变小

C.V1先变大后变小,V2先变大后变小

 D.V1先变大后变小,V2总增大

例2:如图所法,A灯与B灯电阻相同,当滑动变阻器滑动片向下滑动时,两灯的变化是(C  )

 A.A灯变亮,B灯变亮

 B.A灯变暗,B灯变亮

C.A灯变暗,B灯变暗

D.A灯变亮,B灯变暗

思考:如图所示,当滑动变阻器的滑动片P向左端滑动时( B )  

1. 安培表的示数减小,伏特表的示数增大
2. 安培表的示数增大,伏特表的示数减小
3. 安培表和伏特表示数都减小
4. 安培表和伏特表示数都增大

作    业：《基础训练》第九节 闭合电路的欧姆定律.

例3:如图所示,R1=14欧,R2=9欧,只闭合电键S1时,电流表的读数为0.2A;只闭合电键S2时,电流表的读数为0.3A.当S1和S2同时闭合时,电流表的读数为多少?

(0.46A)

思考:电源电动势ε=6V,内电阻r=0.5欧,当它和一只外电阻连接时电源输出功率为10W,试求闭合电路中的电流强度.(2A或10A)

例4：如图所示，电源电动势为ε，内电阻为r，外电路总电阻为R，当K闭合后，电源的总功率为多少？电源的输出功率为多少？外电路消耗的功率为多少？电源内部消耗的功率为多少？电源的供电效率为多少？

思考：如图所示的电路中，电源电动势为ε，内电阻为r，求：①开关闭合后，外电路电阻R的阻值为多少时，电源的输出功率最大？此时电源的输出功率为多大？电源的效率为多少？②开关闭合后，外电路电阻R的阻值为多少时，电源内部消耗的功率最大？电源的效率为多少？

思考：如图所示的电路中，电池的电动势ε=5V，内阻r=1欧，固定电阻R=90欧，R0是可变电阻，在R0由零增加到400欧的过程中，求：

①        可变电阻R0上消耗的热功率最大的条件和最大热功率；

②     电池的内电阻r和固定电阻R上消耗最小的热功率之和。

讲评：《基础训练》第九节  闭合电路欧姆定律习题。