12.2 闭合电路的欧姆定律-学案.docx

闭合电路的欧姆定律 【学习目标】 一、知识与技能 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。 【学习重点】 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。 【学习难点】 路端电压与负载的关系。 【学习过程】 一、新课学习 思考：为什么多接几个小灯泡之后，会比之前要暗？ 由导线、电源、用电器连成的电路叫做______________。 用电器和导线组成____________，电源内部是____________。 （一）电动势 1.电源： （1）保持两极间有__________。 （2）通过_____________做功把其它形式的能转化为__________的装置。 2.电动势：______________________________________________________。 （1）______________做的功与_______________________之比来表示电源的这种特性，叫做电动势。用字母E表示。 表达式：__________________ （2）单位：_________ （3）电动势与外电路无关，由____________特性决定的。 （4）电动势的实质：表征____________________________________。 （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___________________________。 （2）外电路：电源外部的电路，叫外电路。包括用_______________________。 2.内电阻和外电阻 （1）内电阻：内电路的电阻，通常称为________________________。 （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 设电源电动势为E，内阻为r，与一个负载连成闭合电路，负载两端电压为U，电路中电流为I，通电时间为t： 推导过程： 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___________，跟内、外电路的电阻之和____________，这个结论叫做闭合电路的欧姆定律。 （2）公式：_____________ （3）适用条件：______________________。 （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： R变化情况 R↑ R→∞ R↓ R→0 I=ER+r U内=Ir U端=E-U内 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。 定性分析 ①当外电路断开时， R____________，I____________，U内__________，U外__________， 此为直接测量电源电动势的依据。 ②当电源两端短路时， R____________，I____________，U____________,U内____________。 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。画出U—I图像： ①在纵轴上的截距表示____________________ ②在横轴上的截距表示____________________ ③图象斜率的绝对值表示__________________ （内阻越大，图线越__________） 3.闭合电路中的功率 （1）闭合电路中的能量转化qE＝_________________ 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____________。 电源的电动势又可理解为________________________________________________。 （2）闭合电路中的功率 EI＝_________________=_________________ 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___________上，转化为___________。 （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。 P＝___________ R↑→P___，R→∞时，P______。 R↓→P___，R→0时，P______。 （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＝ U外＝E－Ir＝ 从这两个式子可知，R很大或R很小时，电源的输出功率__________________。 定量分析 所以，当R＝r时，电源的输出功率为最大，_______________。 图像表述： 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：r=_______________。 （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。 P内＝U内I＝E2R(R+r)2 R↑→P内_______，R↓→P内_______。 （6）电源的效率 电源的输出功率与总功率的比值。 η＝＝ 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＝______。 二、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。