《闭合电路欧姆定律》教学设计

高三物理一轮复习高三物理一轮复习 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 教学设计教学设计 教学目标 教学目标 1 知识与技能 1 理解闭合电路欧姆定律 并能进行电路的动态分析 2 理解闭合电路中的几种电功率 2 过程与方法 利用研究性学习的方法进行高三第一轮复习 3 情感 态度与价值观 1 培养学生自主性学习方法 2 提高高三复习的效率 教学重点 教学重点 电路的动态分析 教学难点 教学难点 电路的动态分析 教学模式 教学模式 四环导学教学模式 自主学习 合作探究 成果交流 巩固提升 教学用具教学用具 三角尺 课时安排 课时安排 1 课时 教学过程及模式展开过程 教学过程及模式展开过程 自主学习 自主学习 5 5 分钟左右 分钟左右 1 出示学习目标 2 学生通过阅读课本 查阅资料完成考点梳理 合作探究 合作探究 1010 分钟左右 分钟左右 小组合作 解决以下问题 1 电动势 1 物理意义 反映不同电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量 2 大小 等于电路中通过 1 C 电荷量时电源所提供的电能的数值 等于电源没有接入 电路时两极间的电压 在闭合电路中等于内外电路上电势降落之和 E U外 U内 2 闭合电路的欧姆定律 闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比 跟内 外电路中的电阻之和成反比 I rR E 常用表达式还有 E IR Ir 或 E U外 U内或 U E Ir 3 路端电压 U 随外电阻 R 变化的讨论 电源的电动势和内电阻是由电源本身决定的 不随外电路电阻的变化而改变 而电流 路端电压是随着外电路电阻的变化而改变的 1 电路的电阻增大时 I 减小 路端电压升高 2 路断开时 R 路端电压 U E 3 短路时 R 0 U 0 I 短路电流 路电流由电源电动势和内阻共同决定 r E 由于 r 一般很小 短路电流往往很大极易烧坏电源或线路而引起火灾 4 路端电压 U 与电流 I 的关系 闭合电路欧姆定律可变形为 U E Ir E 和 r 可认为是不变的 由此可以作出电源的 路端电压 U 与总电流 I 的关系图线 如图 10 2 1 所示 据公式或图线可知 0 U E O I I 图 10 2 1 1 路端电压随总电流的增大而减小 2 电流为零时 即外电路断路时的路端电压 U 等于电源电动势 E 图象中 U I 图 象在纵轴上的截距表示电源的电动势 3 路端电压为零时 即外电路短路时的电流I 斜率绝对值在数值上等于内电阻 r E 4 电源的 U I 图象反映了电源的特征 电动势 E 内阻 r 5 闭合电路中的几种电功率 闭合电路的欧姆定律就是能的转化和守恒定律在闭合电路中的反映 由 E U外 U内可得 EI U外I U内I 或 EIt U外It U内It 1 电源的总功率 P EI I U外U U内 电路是纯电阻电路 还有 P I2 R r rR E 2 2 电源内部消耗的功率 P内 II 内 Ur 2 3 电源的输出功率 P出 P总 P内 EI I2r UI 若外电路为纯电阻电路 还有 P出 I2R 特别提醒 电源的输出功率为 P出 I2R 当R r时 P出R Rr E 2 2 RrrR RE 4 2 2 rRrR E 4 2 2 有最大值 即 Pm P出与外电阻 R 的这种函数关系可用如图的图象定性地表示 R E 4 2 r E 4 2 图象还可知 对应于电源的非最大输出功率P可以有两个不同的外电阻 R1和 R2 图象还 可知 当 R r 时 若 R 增加 则 P出增大 当 R r 时 若 R 增大 则 P出减小 注意的 是 上面的结论都是在电源的电动势和内电阻 r 不变的情况下适用 r P R 1 2 出 R P R O 电源的效率 所以当 R 增大时 效率 提高 当 R r 电 2 2 rRI RI rR R R r 1 1 源有最大输出功率时 效率仅为 50 效率并不高 成果交流 成果交流 20 分钟左右 1 在如图 10 2 3 所示的电路中 R1 R2 R3和 R4皆为定值电阻 R5为可变电阻 电源 的电动势为 E 内阻为 r0 设电流表 A 的读数为 I 电压表 V 的读数为 U 当 R5的滑动 触点向图中 a 端移动时 1 5 3 4 2 V AE r R a b R R R R 图 10 2 3 A I 变大 U 变小B I 变大 U 变大C I 变小 U 变大D I 变小 U 变小 解析 当滑动头向 a 移动时 R5的阻值变小 使 R2 R4 R5的总阻值 Rab变小 从而 引起总的外阻 R外变小 由 I总 知 I总变大 0 rR E 外 由 U E I总 r0得 U 变小 因 U U1 U3 Uab I总R1 I总R3 Uab得到 Uab变小 所以的数值变小 答案 D 说明 在讨论电路中电阻发生变化后引起电流 电压发生变化的问题时 应根据电 路的结构 由局部到整体的思路 得到总电流的变化情况 然后再由局部分析出电压和 支路电流的变化情况 2 如图 电阻 R1 9 R2 15 电源电动势 E 12 V 内电阻 r 1 求 1 3 2 E r R R S R A 图 10 2 6 1 当电流表示数为 0 4 A 时 变阻器 R3的阻值多大 2 R3阻值多大时 它消耗的电功率最大 3 R3阻值多大时 电源的输出功率最大 解析 1 设干路电流为 I 根据并联电路的分流原理 I2 I 32 3 RR R 外电路的总电阻 R R1 32 32 RR RR 由全电路欧姆定律 I rR E 由 式求得 R3 30 2 设阻值为 R3 时 它消耗的功率最大为 P3 此时电路总外电阻为 R R1 32 32 RR RR 干路电流 I rR E I3 I 32 2 RR R P3 I3 2 R3 由 得 P3 3612 25 36 3 2 3 3 2 RR R 12 36 25 36 3 3 2 R R 当 R3 时消耗的功率最大 则 R3 6 3 36 R 3 设阻值为 R3 时 电源输出功率最大为 Pm Pm 2R rR E 当外电路的总电阻 R r 时 电源输出功率最大 因 R r 所以 当 R 越接近 r 时输 出功率最大 则只有当 R3 0 时 R 接近 r 此时电源输出功率最大 说明 此题重点考查电阻上消耗的功率 电源输出功率等概念以及电源输出功率随 外电阻变化而变化的规律 同时还考查用数学知识解决物理问题的能力 巩固提升 巩固提升 10 分钟左右 步步高大一轮复习讲义第 126 页例 1 突破训练 1 例 2 布置作业 布置作业 步步高练出高分第 235 页 1 2 3 4 5 8 板书设计 板书设计 闭合电路欧姆定律 1 电动势 3 路端电压 U 随外电阻 R 变化的讨论 1 物理意义 4 路端电压 U 与电流 I 的关系 2 大小 5 闭合电路中的几种电功率 2 闭合电路的欧姆定律 1 电源的总功率 P EI I U外U U内 闭合电路中的电流跟电源的 2 电源内部消耗的功率 P内 II 内 Ur 2 电动势成正比 跟内 外电 3 电源的输出功率 P出 P总 P内 EI I2r UI 路中的电阻之和成反比 I rR E 课后反思 课后反思 闭合电路欧姆定律是本章的重点知识 闭合电路欧姆定律能够充分体现功和能的概念 在物理学中的重要性 学生已经从做功的角度认识了电动势的概念 通过功能关系的分 析建立闭合电路欧姆定律学生应该感到熟悉并且容易理解 如果学生能够娴熟地从功能 的角度分析物理过程 对于解决物理问题是很有好处的 因此 帮助学生理解电路中的 能量转化关系是基础和关键 路端电压与负载的关系是本节的难点 通过这个关系的分 析能提高学生有序分析物理问题的能力 通过实际教学发现学生存在以下问题 1 学生已经从做功的角度认识了