电工基础教案2.1电动势 闭合电路欧姆定律

中专校电子专业教研组电工基础集体备课教案 课 题 第二章 简单直流电路 第一节 电动势 闭合电路的欧姆定律 1．理解电动势、端电压的概念。 2．熟练掌握闭合电路的欧姆定律。 3．掌握电源输出功率与外电阻的关系。 重点：1．闭合电路的欧姆定律。 2．电源输出功率与外电阻的关系。 难点：闭合电路的欧姆定律。 PPT 课前准备 共__2___课时 备课人 教学目的 教学重点和难点 教学设备 教 学 过 程 【课前导学】 [多媒体投影] ． [新课教学] 一、 电动势 衡量电源的电源力大小及其方向的物理量叫做电源的电动势。 电动势通常用符号E或e(t)表示，E表示大小与方向都恒定的电动势(即直流电源的电动势)，e(t)表示大小和方向随时间变化的电动势，也可简记为e。电动势的国际单位制为伏特，记做V。 电动势的大小等于电源力把单位正电荷从电源的负极，经过电源内部移到电源正极所作的功。如设W为电源中非静电力(电源力)把正电荷量q从负极经过电源内部移送到电源正极所作的功，则电动势大小为 个 案 补 充 【教法设计】： 【教学思路】： WE? q电动势的方向规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的 正极，即与电源两端电压的方向相反。 总结： 1．电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。用 符号E表示。 2．单位：伏特（V） 注意点： (1)电动势由电源本身决定，与外电路无关。 (2）电动势的规定方向：自负极通过电源内部到正极的方向。 二、闭合电路的欧姆定律 1．复习部分电路的欧姆定律 UI??? R2．闭合电路欧姆定律的推导 (1) 电路 第 1 页 共 4 页

中专校电子专业教研组电工基础集体备课教案 (2) 推导 设t时间内有电荷量q通过闭合电路的横截面。电源内部，非 静电力把q从负极移到正极所做的功W???E?q???E?I?t，电流通过R 和R0时电能转化为热能 Q???I2?R?t???I2?R0?t 因为 W???Q 所以 22E?I?t???I?R?t???I?R0?t E学生讨论解决 E???I?R???I?R0或I??? R?R0(3）闭合电路欧姆定律 闭合电路内的电流，与电源电动势成正比，与整个电路的电阻成反比。其中，外电路上的电压降（端电压） U???I?R???E???I?R0 内电路上的电压降 U????I?R0 电动势等于内、外电路压降之和 E???I?R???I?R0???U???U? 【例2-1】 如图2-2所示，当单刀双掷开关S合到位置1时，外电路的电阻R1 = 14 ?，测得电流表读数I1 = 0.2 A；当开关S合到位置2时，外电路的电阻R2 = 9 ?，测得电流表读数I2 = 0.3 A；试求电源的电动势E及其内阻r。 解：根据闭合电路的欧姆定律，列出联立方程组 ?(当S合到位置1时)?E?R1I1?rI1　　??(当S合到位置2时)?E?R2I2?rI2　　 解得：r = 1 ?，E = 3 V。本例题给出了一种测量直流电源电动势E和内阻r的方法。 图2-2 例题2-1 例2：电源电动势为1.5?V，内电阻为0.12??，外电路电阻为1.38??，求电路中的电流和端电压。 例3：电动势为3.6?V的电源，与8?? 的电阻接成闭合电路，电源两极间的电压为3.2?V，求电源的内电阻。 三、端电压 1．电动势与外电路电阻的变化无关，但电源端电压随负载变化，随着外电阻的增加端电压增加，随着外电阻的减少端电压减小。 证明：I???E R?R0当R增加时，（R???R0）增加，电流I减小，U???E???I?R0?增加；同理可证，当R减小时，U也减小。 第 2 页 共 4 页

中专校电子专业教研组电工基础集体备课教案 2．两种特例： （1）当外电路断开时，R趋向于无穷大。 I???0 U???E???I?R0???E 即 U???E 应用：可用电压表粗略地测定电源的电动势 （2）当外电路短路时，R趋近于零，I???E趋向于无穷R?R0大，U趋近于零。短路时电流很大，会烧坏电源，引起火灾，决不允许将导线或电流表直接接到电源上，防止短路。 应用：测量电动势和电源内阻。 四、电源向负载输出的功率 1．P电源???I?E；P负载???I?U；P内阻???I 2?R0；U???E?????R0 同乘以I?，得 U?I???I?E???I2?R0 I?E???I?U???I2?R0 P电源???P负载???P内阻 在何时电源的输出功率最大？设负载为纯电阻当R???R0时， E2Pmax ??? 4R0这时称负载与电源匹配。 2．电源输出功率P与负载电阻R的变化关系曲线 3．注意：当R???RO时，电源输出功率最大，但此时电源的效率仅为50%。 【例2-2】如图2-4所示，直流电源的电动势E = 10 V、内阻r = 0.5 ?，电阻R1 = 2 ?，问：可变电阻RP调至多大时可获得最大功率Pmax？ 解：将(R1 ? r)视为电源的内阻，则RP = R1 ? r = 2.5 ? 时，RP获得最大功率 E2Pmax??10W 4RP 图2-4 例题2-2 练习 习题（《电工基础》第2版周绍敏主编） 第 3 页 共 4 页

中专校电子专业教研组电工基础集体备课教案 四．课堂小结 1．电源电动势的大小和方向。 2．闭合电路的欧姆定律的内容和表达式。 3．端电压的概念；外电阻增大和减小时，端电压的变化。 4．电源输出功率最大的条件，这时的输出效率。 五．布置作业 习题（《电工基础》第2版周绍敏主编） 1．选择题(1)、(2)。 2．填空题(1) ～ (3)。 【板书设计】 第一节 闭合电路的欧姆定律 一、电动势 1．电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。用符号E表示。 2．单位：伏特（V） 注意点： (1)电动势由电源本身决定，与外电路无关。 (2）电动势的规定方向：自负极通过电源内部到正极的方向。 二、 闭合电路的欧姆定律 三、端电压 四、电源向负载输出的功率 【教后反思】 第 4 页 共 4 页