第二章
恒定电流
2.7 闭合电路欧姆定律
教材分析
闭合电路的欧姆定律在体现功能关系上是一个很好的素材，因此帮助学生理解电路中的能量转化关系是本节的关键。外部电路从电势降低的角度学生是容易理解的，但在内部电路，一定要让学生理解电源内部反应层的作用，把其他形式能量转化为电能，电势要增加。 学情分析
学生已经从做工的角度认识了电动势的概念，本节依照通过功能关系的分析建立闭合电路的欧姆定律是可行的。如果学生能娴熟的从功和能的角度分析物理过程，对于解决物理问题是有好处的。 新课标要求
（一）知识与技能
1、能够推导出闭合电路欧姆定律及其公式，知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。
2、理解路端电压与负载的关系，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。
3、掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。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。
4、熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题。
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）过程与方法
1、通过演示路端电压与负载的关系实验，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）情感、态度与价值观
通过本节课教学，加强对学生科学素质的培养，通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、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 教学方法
演示实验，讨论、讲解 教学用具：
滑动变阻器、电压表、电流表、电键、导线若干、投影仪、多媒体电脑 教学过程
（一）引入新课
教师：前边我们知道电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。只有用导线将电源、用电器连成闭合电路，电路中才有电流。那么电路中的电流大小与哪些因素有关？电源提供的电能是如何在闭合电路中分配的呢？今天我们就学习这方面的知识。
（二）进行新课
1、闭合电路欧姆定律
教师：（投影）教材图2.7-1（如图所示）
教师：闭合电路是由哪几部分组成的？ 学生：内电路和外电路。
教师：在外电路中，沿电流方向，电势如何变化？为什么？
学生：沿电流方向电势降低。因为正电荷的移动方向就是电流方向，在外电路中，正电荷受静电力作用，从高电势向低电势运动。
教师：在内电路中，沿电流方向，电势如何变化？为什么？
学生（代表）：沿电流方向电势升高。因为电源内部，非静电力将正电荷从电势低处移到电势高处。
教师：这个同学说得确切吗？
学生讨论：如果电源是一节干电池，在电源的正负极附近存在着化学反应层，反应层中非静电力（化学作用）把正电荷从电势低处移到电势高处，在这两个反应层中，沿电流方向电势升高。在正负极之间，电源的内阻中也有电流，沿电流方向电势降低。
教师：（投影）教材图2.7-2（如图所示）内、外电路的电势变化。
教师：引导学生推导闭合电路的欧姆定律。可按以下思路进行：
设电源电动势为E，内阻为r，外电路电阻为R，闭合电路的电流为I， （1）写出在t时间内，外电路中消耗的电能E外的表达式；
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2、路端电压与负载的关系
教师：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？ 学生：据I=E可知，R增大时I减小；R减小时I增大。 Rr教师：外电阻增大时，路端电压如何变化？ 学生：有人说变大，有人说变小。
教师：实践是检验真理的惟一标准，让我们一起来做下面的实验。 演示实验：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。
学生：总结实验结论：
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。
教师：下面用前面学过的知识讨论它们之间的关系。路端电压与电流的关系式是什么？ 学生：U=E-Ir
教师：就某个电源来说，电动势E和内阻r是一定的。当R增大时，由I减小，由U=E-Ir，路端电压增大。反之，当R减小时，由I路端电压减小。
- 56当滑动触头P由I向b滑动的过程中，灯泡L的亮度变化情况是_______ A.逐渐变亮 B.逐渐变暗 C.先变亮后变暗 D.先变暗后变亮
解析：灯泡的亮度由灯的实际功率大小决定.电灯灯丝电阻不变，研究通过灯丝电流的大小可知灯的亮度.电源电动势E和内阻r不变，通过灯泡电流由外电路总电阻决定。外电阻是由滑动变阻器连入电路部分的电阻决定的，当滑动触头由a向b滑动过程中，滑动变阻器连入电路部分的电阻增大，总电阻增大，总电流I=
E减少，灯泡的实际功率PL=I2RL减小，灯泡变暗。
R总r综上所述，选项B正确。
☆闭合电路欧姆定律的定量应用
【例2】 如图所示电路中，R1=0.8Ω，R3=6Ω，滑动变阻器的全值电阻R2=12 Ω，电源电动势E=6 V，内阻r=0.2 Ω，当滑动变阻器的滑片在变阻器中央位置时，闭合开关S，电路中的电流表和电压表的读数各是多少?
R22R66Ω+0.8Ω=3.8Ω 解析：外电路的总电阻为R=1R266R32R3根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的总电流为 I=E6 A=1.5 A Rr3.80.2即电流表A1的读数为1.5 A 对于R2与R3组成的并联电路，根据部分电路欧姆定律，并联部分的电压为
R22=1.5×3 V=4.5 V U2=I·R并=I·RR322R3即电压表V2的读数为4.5 V 对于含有R2的支路，根据部分电路欧姆定律，通过R2的电流为 I2=U24.5 A=0.75 A R2/26即电流表A2的读数为0.75 A 电压表V1测量电源的路端电压，根据E=U外+U内得 U1=E-Ir=6 V-1.5×0.2 V=5.7 V 即电压表V1的读数为5.7 V.点评：
1.电路中的电流表、电压表均视为理想电表（题中特别指出的除外），即电流表内阻视为零，电压表内阻视为无穷大。
2.解答闭合电路问题的一般步骤：
（1）首先要认清外电路上各元件的串并联关系，必要时，应进行电路变换，画出等效电路图。
（2）解题关键是求总电流I，求总电流的具体方法是：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势，可用全电路欧姆定律（I=
E
）直接求出I；若内外电路上有多个电阻Rr值未知，可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流I；当以上两种方法都行不通时，可以应用联立方程求出I。
（3）求出总电流后，再根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流。 ★课余作业
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选修31 优秀教案 2.7 闭合电路的欧姆定律(最新申请教师资格证用)
