2019-2020年高中物理《閉合電路歐姆定律》教案1 新人教版選修3-1.doc
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2019-2020年高中物理《閉合電路歐姆定律》教案1 新人教版選修3-1 一、 教學目標: (一)知識與技能: 1.知道電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓. 2.知道電源的電動勢等于內、外電路上電勢降落之和. 3.理解閉合電路歐姆定律及其公式,并能熟練地用來解決有關的電路問題. 4.理解路端電壓與電流(或外電阻)的關系,知道這種關系的公式表達和圖線表達,并能用來分析、計算有關問題. 5.理解閉合電路的功率表達式,知道閉合電路中能量的轉化. (二)過程與方法: 1.通過演示路端電壓與外電阻的關系實驗,培養(yǎng)學生利用“實驗研究,得出結論”的探究物理規(guī)律的科學思路和方法. 2.通過研究路端電壓與電流關系的公式、圖線及圖線的物理意義,培養(yǎng)學生應用數學工具解決物理問題的能力. 3.通過利用閉合電路歐姆定律解決一些簡單的實際問題,培養(yǎng)學生運用物理知識解決實際問題的能力. (三)情感與價值: 通過本節(jié)課教學,加強對學生科學素質的培養(yǎng),通過探究物理規(guī)律培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力. 二、 重點、難點 教學重點: 1.閉合電路的歐姆定律. 2.路端電壓與電流(外電阻)關系的公式表示及圖線表示. 教學難點: 1.電動勢的概念. 2.路端電壓與電流(或外電阻)的關系. 三、 授課時數:3課時 四、 教學過程 (一)課前預習: 1.復習前面學過的電動勢的概念,理解電動勢的物理含義. 2.什么是閉合電路的歐姆定律?跟我們初中學習的知識有什么不同的地方? 3.當負載變化的時候,路端電壓怎么變化? 4.短路和斷路對電路的影響. (二)知識要點: 1.電源的電動勢。電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓。電動勢表征的是電源把其他形式的能轉化為電能的本領。例如干電池的電動勢為1.5V,與干電池的形狀及大小無關。 2.閉合電路的歐姆定律。其文字表述為:閉合電路里的電流跟電源的電動勢成正比,跟整個電路的電阻成反比。其數學表達式為。 3.路端電壓。路端電壓就是外電路(電源外部的電路)兩端的電壓,也叫外電壓,顯然就是電源兩極之間所接電壓表測量出的電壓。 4.電源的輸出功率。在純電阻電路中,電源的輸出功率 可見當R=r時,有最大輸出功率。 (三)難點解析: 1.閉合電路歐姆定律的幾種表達形式。 閉合電路的歐姆定律,由于著眼點不同,可以有多種表達形式。常見形式有: (1)電流形式:,說明決定電路中電流強度的因素與電流間的關系,即電流強度與電源電動勢成正比,與電路總電阻成反比。 (2)電壓形式:E=I(R+r),或等,它表明電源電動勢在值上等于電路中內、外電壓之和。 (3)能量形式:,此式可以認為是電壓形式兩端乘以電荷量q而來,使能量轉化的本質更顯現出來,即移送單位電荷量電荷的過程中,非靜電力做功與電場力做功量值相等;也就是說,其他形式的能量轉化為電能,再由電能轉化為電阻R上的內能的轉化過程中,能量守恒。 (4)功率形式:或。 總之,閉合電路歐姆定律無論用何種形式表達,本質上都是能的轉化與守恒定律在恒定電流中的體現,可見閉合電路歐姆定律是十分重要的定律之一。 2.通路、斷路及短路狀態(tài)。 (1)通路狀態(tài):當外電阻R滿足∞>R>0時,電路處于通路狀態(tài)。在通路狀態(tài)中,電流,路端電壓U=IR=E-Ir,電阻R消耗的電功率。 (2)斷路狀態(tài):當外電阻R→∞時,電路處于斷路狀態(tài)。在斷路狀態(tài)中,電流,路端電壓,電阻R消耗的電功率為零。 (3)短路狀態(tài):當外電阻R=0時,電路處于短路狀態(tài)。在短路狀態(tài)中,有短路電流,路端電壓。由于短路時,電源總功率,即電源將其他形式的能量轉化成的電能全部消耗在內電路中,會使電源急劇發(fā)熱而燒毀,并由此引起其他不愉快的事情發(fā)生,因此應防止短路狀態(tài)發(fā)生。 3.電路中的幾種功率。 根據全電路歐姆定律,有,式中IE反映電源在單位時間里將其他形式能量轉化為電能的數量,稱為電源的總功率,即;式中IU是電源向外電路提供的電功率,當然也是外電路消耗的電功率;稱為電源的輸出功率,即;式中為 電源內部因內阻發(fā)熱而損耗的電功率,稱為電源內耗(或熱耗)功率,即。這樣從能量分配的角度上,有。 由于一般情況下,認為電源的電動勢E和內電阻r是定值,因此在外電阻減小時,I增大,從而電源總功率及電源熱耗功率均增大;在外電阻增大時,及均減小。對于輸出功率,當R=r時有最大輸出功率;在外電路電阻R- 配套講稿:
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