公开课 第七节 闭合电路的欧姆定律 教案

2.7 闭合电路欧姆定律

一、教学目标 （一）知识与技能

1、通过探究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，并能用来分析有关问题。 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、了解路端电压与电流的U-I图像，认识E和r对U-I图像的影响。 5、熟练应用闭合电路欧姆定律进行相关的电路分析和计算

（二）过程与方法

1、经历闭合电路欧姆定律及其公式的推导过程，体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用，培养学生推理能力。

2、通过路端电压与负载的关系实验，培养学生利用实验探究物理规律的科学思路和方法。

3、了解路端电压与电流的U-I图像，培养学生利用图像方法分析电学问题的能力。 4、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）情感态度价值观

1、通过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力。 2、通过实验探究，加强对学生科学素质的培养。

3、通过实际问题分析，拉近物理与生活的距离，增强学生学习物理的兴趣。

二、教学重点、难点

推导闭合电路欧姆定律，应用定律进行相关讨论是本节的重点，帮助学生理解电路中的能量转化关系是基础和关键。应用闭合电路欧姆定律讨论路端电压与负载关系是本节难点。

三、教学方法和教具 （一）教法

演示实验，讨论、讲解

S S1 L1 S2 L2 S3 L3

（二）教具

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

四、教学过程 （一）导入

演示实验：

问题：先灯闭合S1，再接通S2后，灯泡1有什么现？

学生观察灯泡1在S1闭合、S2闭合时的亮暗变化，积极思考亮暗变化的直接原因。 通过本节内容——闭合电路欧姆定律的学习，能很好解释这一现象。

（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？

教师：在外电路中，沿电流方向，电势如何变化？为什么？ 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。 升降为什么相等呢？

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； （2）写出在t时间内，内电路中消耗的电能E内的表达式； （3）写出在t时间内，电源中非静电力做的功W的表达式；

学生：（1）Q外=I2Rt

（2）Q内=I2rt （3）W=Eq=EIt

根据能量守恒定律，W= E外+E内 即 EIt =I2Rt+ I2rt 整理得：E =IR+ Ir

外电路两端的电势降落为U外=IR，习惯上成为路端电压，内电路的电势降落为U内=Ir，代入E =IR+ Ir

得 E?U外?U内

该式表明，电动势等于内外电路电势降落之和。 变形 I?

教师（帮助总结）：这就是闭合电路的欧姆定律。

（1）内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比，这个结论叫做闭合电路的欧姆定律。

（2）公式：I=

2、路端电压与负载的关系 （1）U与负载电阻R的关系

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。

E R?rE R?r （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。

让学生解释原因？

R增大时，I减小，U增大

由I?E可知: R?rE?IR?Ir

U = E - Ir

教师：让学生进一步分析情景引入中演示实验的现象产生的原因？

当S2闭合时，总的外电阻变小，电流增大，路端电压减小。此时，灯泡1两端电压小于灯泡1的额定电压，故灯泡1变暗。

拓展：讨论两种特殊情况：

教师：刚才我们讨论了路端电压跟外电阻的关系，请同学们思考：在闭合电路中，当外电阻等于零时，会发生什么现象？

学生：发生短路现象。

教师：发生上述现象时，电流有多大？

学生：当发生短路时，外电阻R=0，U外=0，U内=E=Ir，故短路电流I=

E。 r教师：一般情况下，电源内阻很小，像铅蓄电池的内阻只有0.005 Ω~0.1 Ω，干电池的内阻通常也不到1 Ω，所以短路时电流很大，很大的电流会造成什么后果？

学生：可能烧坏电源，甚至引起火灾。

教师：实际中，要防止短路现象的发生。当外电阻很大时，又会发生什么现象呢？ 学生：断路。断路时，外电阻R→∝，电流I=0，U内=0，U外=E。