闭合电路欧姆定律教案

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§2.7闭合电路欧姆定律〔2课时〕

第1课时

一、教学目标

1．知道电动势是表征电源特性的物理量，它在数值上等于电源没有接入电路时

两极间的电压；从能量转化的角度理解电动势的物理意义。

2．明确在闭合回路中电动势等于电路上内、外电压之和。

3．熟练掌握闭合电路欧姆定律的两种表达式和及其适用

条件。

二、教学重点、难点分析:

1．重点：闭合电路欧姆定律的内容；

2．难点：应用闭合电路欧姆定律进展简单电路的分析计算。

三、教学方法：实验演示，启发式教学

四、教具：不同型号的干电池假设干、小灯泡〔3.8V〕、电容器一个、纽扣

电池假设干、手摇发电机一台、可调高内阻蓄电池一个、电路示教板一块、示教

电压表〔0～2.5V〕两台、10Ω定值电阻一个、滑线变阻器〔0～50Ω〕一只、开

关、导线假设干。

五、教学过程：

〔一〕新课引入

教师：同学们都知道，电荷的定向移动形成电流。那么，导体中形成电流的条件

是什么呢？〔学生答：导体两端有电势差。〕

演示：将小灯泡接在充电后的电容器两端，会看到什么现象？〔小灯泡闪亮一下

就熄灭。〕为什么会出现这种现象呢？

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分析：当电容器充完电后，其上下两极板分别带上正负电荷，如图1所示，

两板间形成电势差。当用导线把小灯泡和电容器两极板连通

后，电子就在电场力作用下沿导线定向移动形成电流，但这是一瞬间的电流。因

为两极板上正负电荷逐渐中和而减少，两极板间电势差也逐渐减小为零，所以电

流减小为零，因此要得到持续的电流，就必须有持续的电势差。

教师：能够产生持续电势差的装置就是电源。那么，如何描述电源的特性？电源

接入电路，组成闭合电路，闭合电路中的电流有什么规律呢？这节课我们就来学

习闭合电路欧姆定律。

〔二〕进展新课

【板书】第七节闭合电路欧姆定律

【板书】一、闭合电路欧姆定律

【板书】1．闭合电路的组成

闭合电路由两局部组成，一局部是电源外部的电路，叫做外电路，包括用电器和

导线等。另一局部是电源内部的电路，叫内电路，如发电机的线圈、电池的溶液

等。外电路的电阻通常叫做外电阻。内电路也有电阻，通常叫做电源的内电阻，

简称内阻。

【板书】2．电动势和内、外电压之间的关系

教师：各种型号的干电池的电动势都是1.5V。那么把一节1号电池接入电路中，

它两极间的电压是否还是1.5V呢？用示教板演示，电路如图2所示，

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结论：开关闭合前，电压表示数是1.5V，开关闭合后，电压表示数变为1.4V。

实验说明，电路中有了电流后，电源两极间的电压减小了。

教师：上面的实验中，开关闭合后，电源两极间的电压降为1.4V，那么减少的电

压哪去了呢？用投影仪展示实验电路，如图3所示。

接在电源外电路两端的电压表测得的电压叫外电压。在电源内部电极附近的探针

A、B上连接的电压表测得的电压叫内电压。我们现在就通过实验来研究闭合电

路中电动势和内、外电压之间的关系。

教师：向学生介绍实验装置及电路连接方法，重点说明内电压的测量。实验中接

通S1、S2，移动滑动变阻器的滑动头使其阻值减小，由两个电压表读出假设干

组内、外电压U′和U的值。再断开S1，由电压表测出电动势E。分析实验结

果可以发现什么规律呢？

学生：在误差许可的X围内，内、外电压之和等于电源电动势。

【板书】在闭合电路中，电源的电动势等于内、外电压之和，即E=U′＋U

教师：我们把公式E=U′＋U两边同乘以电量q，得到qE=qU′＋qU，这个式

子的物理含义是什么呢？在第一章我们学习过一个公式W=qU，用来计算电场力

对电荷做的功。所以qU′＋qU等于电量q通过外电路和内电路时消耗的总电能。

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由能量守恒定律可知，qE就应该是电源提供的总电能。当q=1C时电源提供的

总电能就是EJ，数值上等于电动势。电源提供应电路的总电能是其他非静电力

做功转化而来的，所以，电动势的大小也可以反映出电源把其他形式的能转化为

电能的本领。例如干电池的电动势是1.5V，它的物理含义是什么呢？〔1〕表示

非静电力把1C正电荷从电源负极搬到正极所做的功是1.5J；〔2〕表示电场力搬

运1C正电荷沿闭合回路走一周所做的功是1.5J。

【板书】3、闭合电路欧姆定律

问题设计：

如图4所示电路中电源电动势为E，内阻为r，外电阻为R，试求电路中的电流I

引导学生推导：

∵E=U+U′

而U=IRU′=Ir

∴E=IR+Ir

或者写成：

其中，R+r表示整个电路总电阻，R为外电路总电阻，r为内阻，I为闭合电路总

电流。

上式说明：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比，

这就是闭合电路欧姆定律。

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说明：闭合电路欧姆定律的适用条件：纯电阻电路。

【板书】〔1〕内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电

阻成反比

〔2〕公式：或者

〔3〕适用条件：纯电阻电路

〔三〕例题精讲

【例题1】在如图5所示的电路中，R1=14.0Ω，R2=9.0Ω，当开关S扳到位置1

时，电流表的示数为I1=0.20A；当开关S板到位置2时，电流表的示数为I2=0.30A，

求电源的电动势和内电阻。

〔E＝3.0V，r＝1.0Ω〕

目的：〔1〕熟悉闭合电路欧姆定律；

〔2〕介绍一种测电动势和内阻的方法

〔四〕总结、拓展

1．电动势是描述电源将其它形式能转化为电能本领的物理量，数值上等于电源

没有接入电路时两极间的电压，数值上还等于闭合电路内、外电压之和。

2．闭合电路欧姆定律的两种表达式和注意适用条件：

纯电阻电路

第2课时

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一、教学目标

1．通过复习，熟练掌握闭合电路欧姆定律的两种表达式和

及其适用条件。

2．熟练掌握路端电压和负载的关系。

3．掌握电源的总功率P总=IE，电源的输出功率P输=IU，电源内阻上损耗的功

率P内=I2r及它们之间的关系：二、教学重点、难点分析

1．重点：应用闭合电路欧姆定律讨论电路中的路端电压、电流强度随外电阻变

化的关系。

2．难点：短路、断路特征，路端电压随外电阻的变化。

三、教学方法：实验演示，启发式教学

四、教具：电路示教板一块，示教电压表〔0～2.5V〕、电流表，10Ω定值电

阻一个，滑线变阻器〔0～50Ω〕一只，开关，导线假设干。

五、教学过程：

〔一〕新课引入

教师：上节课我们学习了闭合电路的欧姆定律，请大家写出闭合电路欧姆定律的

两个表达式。

学生：；教师：当外电路的电阻变化时，外电路两端的

电压、电路中的电流、电功率怎么变化呢？这节课我们就来学习这些内容。

〔二〕进展新课

【板书】第七节闭合电路欧姆定律

【板书】三、路端电压跟负载的关系

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【板书】1、路端电压

外电路的电势降落，也就是外电路两端的电压，叫做路端电压。

路端电压就是电源加在负载〔用电器〕上的“有效〞电压，也就是电源两极之间

的电压。那么路端电压与负载之间有何关系呢？

【板书】2、路端电压跟负载的关系

实验：如下图。

实验结论：

当负载电阻R增大时，电流I将减小，那么电源内阻上的电势降Ir将减小，所

以路端电压U增大，所以路端电压U随外电阻的增大而增大。

引导学生分析：

由得路端电压表达式为：可见，电源的电动势和内

阻r是一定的，当负载电阻R增大时，由知电流I将减小，由

知路端电压增大；相反，当负载电阻R减小时，电流I增大，路端

电压减小。〔培养学生分析推理能力〕

两个特例：

〔1〕短路

当R→0时，I→E/r，可以认为U=0，路端电压等于零。这种情况叫电源短

路。发生短路时，电流强度叫短路电流，，一般，电源的内阻都比拟小，

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所以短路电流很大。一般情况下，要防止电源短路。

〔2〕断路

当R→∞，也就是当电路断开时，I→0那么U=E。当断路〔亦称开路〕时，

路端电压等于电源的电动势。

说明：在用电压表测电源的电压时，有电流通过电源和电压表，外电路并非

断路，这时测得的路端电压并不等于电源的电动势。只有当电压表的电阻非常大

时，电流非常小，此时测出的路端电压非常近似地等于电源的电动势。

【板书】3、U-I图线

如下图为的函数图像，是一条倾斜向下的直线。

从图线可以看出，路端电压U随着电流I的增大而减小。图线还反映出电源的特

性：直线的倾斜程度跟内阻r有关，内阻越大，倾斜得越厉害；直线与纵轴交点

的纵坐标表示电源电动势的大小〔I=0时，U=E〕。

【板书】四、闭合电路中的功率

在公式E=U外+U内中，两端乘以电流I得到：式中

分别表示外电路和内电路上消耗的电功率，表示电源提供的电功率。

上式表示，电源提供的电能只有一局部消耗在外电路上，转化为其它形式的能。

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另一局部消耗在内电路上，转化为内能。电动势E越大，电源提供的电功率越

大，这表示电源把其他形式的能转化为电能本领越大。

如果外电路为纯电阻电路，上式可表示为

〔三〕例题精讲

电路构造变化问题的讨论

【例1】在如下图的电路中，在滑动变阻器R2的滑动头向下移动的过程中，电

压表V和电流表A的示数变化情况如何？

目的：熟悉路端电压随外电阻变化的关系及分析方法。

【例2】如图甲所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定，当负载R变化时，

电路中的电流发生变化，于是电路中的三个功率：电源的总功率P总、电源内部

消耗功率P内和电源的输出功率P外随电流变化的图线可分别用图乙中三条图

线表示，其中图线Ⅰ的函数表达式是______；图线Ⅱ的函数表达式是______；图

线Ⅲ的函数表达式是______。

【例3】在如下图的电路中，R1=10Ω，

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R2=20Ω，滑动变阻器R的阻值为0~50Ω，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

动变阻器连入电路局部的电阻决定的，当滑动触头由a向b滑动过程中，滑动变

阻器连入电路局部的电阻增大，总电阻增大，总电流减少，灯泡的

实际功率PL=I2RL减小，灯泡变暗。综上所述，选项B正确。

闭合电路欧姆定律的定量应用

【例4】如下图电路中，R1=0.8Ω，R3=6Ω，滑动变阻器的全值电阻R2=12Ω，

电源电动势E=6V，内阻r=0.2Ω，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?

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电压表V1测量电源的路端电压，根据E=U外+U内得

U1=E-Ir=6V-1.5×0.2V=5.7V

即电压表V1的读数为5.7V.

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，应进展电路变换，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：假设内、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〔〕直接求出I；假设

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内外电路上有多个电阻值未知，可利用某一局部电路的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、并联电路的特点或局部电路欧姆定律求各局部

电路的电压和电流。

〔四〕总结、拓展

1．电动势是描述电源将其它形式能转化为电能本领的物理量，数值上等于电源

没有接入电路时两极间的电压，数值上还等于闭合电路内、外电压之和。

2．闭合电路欧姆定律的两种表达式和注意适用条件：纯

电阻电路

3．路端电压跟负载的关系：当负载电阻R增大时，电流I减小；路端电压U增

大；相反，当负载电阻R减小时，电流I增大，路端电压U减小。

4．闭合电路中的功率：或〔五〕布

课堂练习：

1．在测量电源电动势和内电阻时得到如下图的路端电压随电流变化的图象，由图象可知

[]

A．电源的短路电流为0.6A。B．电源的内电阻为5Ω。

C．电源电动势为3.0V。D．上述结论都不正确。

2．在右图所示电路中，电源电动势ε＝15V，内电阻r＝5Ω，电阻R＝25Ω，当K闭合

1

后，伏特表的读数是9V，试求：

(1)K断开时伏特表的读数；

(2)K闭合后外电路