广东省陆河外国语学校高中物理《2.3 研究闭合电路(3课时)》教案 粤教版选修31

一、教学目标（一）知识目标1、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。

2、理解闭合电路欧姆定律的公式，理解各物理量及公式的物理意义，并能熟练地用来解决有关的电路问题。

3、知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。

4、理解路端电压与电流(或外电阻)的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题。

5、理解闭合电路的功率表达式。

6、理解闭合电路中能量转化的情况。

（二）能力目标1、培养学生分析问题能力，会用闭合电路欧姆定律分析外电压随外电阻变化的规律。

2、理解路端电压与电流（或外电阻）的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题。

3、通过用公式、图像分析外电压随外电阻改变规律，培养学生用多种方式分析问题能力。

（三）情感目标1、通过外电阻改变引起电流、电压的变化，树立学生普遍联系观点。

2、通过分析外电压变化原因，了解内因与外因关系。

3、通过对闭合电路的分析计算，培养学生能量守恒思想观点。

二、教学思路1、电源电动势的概念在高中是个难点，是掌握闭合电路欧姆定律的关键和基础，在处理电动势的概念时，可以根据教材，采用不同的讲法．从理论上分析电源中非静电力做功从电源的负极将正电荷运送到正极，克服电场力做功，非静电力搬运电荷在两极之间产生电势差的大小，反映了电源做功的本领，由此引出电动势的概念；也可以按本书采取讨论闭合电路中电势升降的方法，给出电动势等于内、外电路上电势降落之和的结论．教学中不要求论证这个结论．教材中给出一个比喻（儿童滑梯），帮助学生接受这个结论．需要强调的是电源的电动势反映的电源做功的能力，它与外电路无关，是由电源本生的特性决定的．电动势是标量，没有方向，这要给学生说明，如果学生程度较好，可以向学生说明，作为电源，有正负极之分，在电源内部，电流从负极流向正极，为了说明问题方便，也给电动势一个方向，人们规定电源电动势的方向为内电路的电流方向，即从负极指向正极．2、路端电压与电流（或外电阻）的关系，是一个难点．希望作好演示实验，使学生有明确的感性认识，然后用公式加以解释．路端电压与电流的关系图线，可以直观地表示出路端电压与电流的关系，务必使学生熟悉这个图线．学生应该知道，断路时的路端电压等于电源的电动势．因此，用电压表测出断路时的路端电压就可以得到电源的电动势．在考虑电压表的内阻时，希望通过第五节的“思考与讨论”，让学生自己解决这个问题．3、最后讲述闭合电路中的功率，电源提供的电能，一部分消耗在内阻上，其余部分输出到外电路中．三、重点、难点分析（一）重点：1、电动势是表示电源特性的物理量2、闭合电路欧姆定律的内容；3、应用定律讨论路端电压、输出功率、电源效率随外电阻变化的规律．（二）难点：1、闭合回路中电源电动势等于电路上内、外电压之和．2、短路、断路特征3、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。

粤教版高二物理选修3《研究闭合电路》说课稿一、引言本节课是高二物理选修3中的《研究闭合电路》单元，主要通过学习闭合电路的基本概念、电流、电阻、欧姆定律等内容，使学生掌握闭合电路的基本原理和实际应用。

二、教学目标1.知识目标：–掌握闭合电路的基本概念和组成要素；–理解电流的概念和测量方法；–掌握电阻的概念、特性和计算方法；–理解欧姆定律的原理及其应用。

2.能力目标：–能够分析和解决与闭合电路相关的问题；–能够使用多种方法测量电流和电阻；–能够应用欧姆定律计算电流、电阻和电压等。

3.情感目标：–培养学生对物理学科的兴趣和热爱；–培养学生的实验观察能力和创新精神；–培养学生的合作意识和团队精神。

三、教学过程本节课分为三个环节，具体安排如下：环节一：导入与展示（10分钟）在本课的导入环节，先通过呈现一组图片，引发学生对闭合电路的认知和思考。

示范问题： - 请观察图片中线路构成，请问这些线路是否属于闭合电路？为什么？引导学生思考闭合电路的特点，通过互动讨论形成初步概念。

环节二：知识讲解与实例分析（30分钟）在本环节中，通过PPT和实例分析，系统介绍闭合电路的基本概念、组成要素、电流、电阻和欧姆定律等内容。

1.闭合电路的基本概念与组成要素–闭合电路的定义：由电源、导线和电器等组成的电流可以流通的路径。

–举例说明闭合电路的组成要素。

2.电流的概念和测量方法–电流的定义：单位时间内通过导线的电荷量。

–利用电流表测量电流的方法。

3.电阻的概念、特性和计算方法–电阻的定义：阻碍电流通过的物理量。

–电阻的特性与测量方法。

–电阻的计算方法和单位。

4.欧姆定律的原理及其应用–欧姆定律的定义和公式。

–通过实际例子演示欧姆定律的应用。

环节三：实验操作与探究（50分钟）在本环节中，学生将开展实验操作和探究活动，进一步加深对闭合电路的理解和应用。

1.实验一：测量电流的大小和方向–设置实验装置，测量不同电源和电器情况下的电流大小。

第三节 研究闭合电路【目标导航】1、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。

2、理解闭合电路欧姆定律的公式，理解各物理量及公式的物理意义，并能熟练地用来解决有关的电路问题。

3、理解路端电压与电流(或外电阻)的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题。

【基础知识疏理】1．电源作用：将其他形式的能转化为_____________的装置。

其最基本的特征是有____________,正极的电势比负极的电势____________,两极间存在_____________.不同的电源在没有接入电路时两极间的____________,这个电压与电源的____________在数值上是相等的.答案: 电能 两个极 高 电压 电压不同 电动势2．闭合电路的欧姆定律的表达式是____________,E 是____________,R 是____________,r 是____________.答案: rR EI +=电源电动势 电路的外电阻 电源的内电阻 3．电源的外电路两端的电压叫做路端电压,路端电压____________,实验结果表明__________________的大小有关.答案:U =E -Ir 路端电压与负载 4．路端电压随外电阻的变化规律（1）外电阻R 增大时，电流I_____________，外电压U_____________，当R 增大到无限大（断路）时，I=_____________，U=_____________。

（2）外电阻R 减小时，电流I_____________，外电压U_____________，当R 减小到零时，I=_____________，U=_____________。

答案:（1）减少 增大 0 E （2）增大 减少rE0 5．电源的电动势和内阻的大小可通过实验进行测量,在实验时,有两种数据处理方法,分别是____________和____________.答案:计算法 作图法重难点分析一、电动势与电压的区别在哪里？又有何联系？三、对闭合欧姆定律的理解 1、几种表达式 （1）I=rR E+适用于外电路为纯电阻的闭合电路； （2）E=U 内+U 外，适用于所有闭合电路；（3）U=E-Ir ，适用于闭合电路通常用于判断路端电压的变化和测量电源的电动势及内阻。

2.3 研究闭合电路 学案（粤教版选修3-1）一、电动势 1．一个闭合电路可以分为两部分：__________和__________．电源外部的电路叫做________，外电路上的电阻称为__________，电源内部的电路叫________，内电路上的电阻即电源的电阻称为__________，用______表示．2．电动势：是用来描述电源特性的物理量，数值上等于 _____________，用符号______表示，单位是________．二、闭合电路的欧姆定律1．电源的电动势E 与U 外和U 内的关系为： ___________________________________. 2．闭合电路中的电流I ，外电阻R 、内电阻r 与电源电动势E 的关系为：__________.3．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________比，跟内、外电路的电阻之和成________比．公式表示为I ＝______.一、电动势 [问题情境]1.简述闭合电路、外电路、内电路、外电阻、内电阻的概念．2．用什么物理量来描述电源的特性呢？ [要点提炼]1．电动势：描述电源特性，表示电源提供电能本领的物理量． 2．电动势的数值：等于不接用电器时电源______间电压． 3．电动势用______表示，单位是______． 二、闭合电路的欧姆定律 [问题情境]一个闭合电路由内电路和外电路组成，根据初中学过的欧姆定律可以研究其外电路电阻两端电压与电流的关系，但是内电路以及整个闭合回路又怎样研究呢？ 1．类比于水流和地势，说明在外电路以及外电阻上电流的方向与电势有什么关系？2．类比于抽水机，说明电源内部电流的方向与电势的关系？3．课本“观察与思考”问题中，V 1与电源的电动势有什么关系？4．分析课本“观察与思考”问题2 中数据，得出E 、U 外、U 内之间有什么定量关系？[要点提炼]1．电源的电动势E等于______和______之和，即E＝______＋______.2．闭合电路的欧姆定律：___________________________________________________________________________________.表达式为I＝__________.[问题延伸]电源两端的电势差可以这样理解，把电源看做两部分，一部分是理想的电源，电动势为E，另一部分是电源的内阻r，沿着电流的方向，经过理想电源电势就升高一个电动势E，经过内阻r电势就降低一个Ir，则电源两极间的电压为______________．例1如图2所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6 V 和0.4 A；当S断开时，它们的示数各改变0.1 V和0.1 A，求电源的电动势及内阻．图2思维总结解此类题时，一定要先弄清电路的连接方式，以及电流表、电压表所测电流、电压的范围；理解电压表和电流表均为理想电表的含义．图3变式训练1如图3所示电路中，R1＝R2＝R3＝1 Ω，电压表内阻很大，当S断开时，电压表示数为0.8 V，当S闭合时，电压表示数为1 V，求电源的电动势与内阻．[来源:学,科,网]。

第三节研究闭合电路1．了解内电路、外电路，知道电动势等于内外电路电动势降落之和．2．掌握闭合电路欧姆定律的内容，理解各物理量及物理意义．3．会用定律分析路端电压与负载的关系．1．内电路和外电路．(1)内电路：电源内部的电路；内电压：内电路电压，符号：U内；内阻：电源内部的电阻，符号：r．(2)外电路：电源外部的电路；路端电压：外电路的电压(路端电压)，符号：U外；外电阻：外电路上的电阻，符号：R．2．电源的电动势数值上等于不接用电器时电源正负两极板间的电压，电动势通常用符号E表示，电动势的单位跟电压的单位相同，也是伏特．3．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、外电路的电阻之和成反比，这个结论叫做闭合电路的欧姆定律．4．闭合电路的欧姆定律表达式：I＝ER＋r，常用的变式：E＝I(R＋r)或E＝U内＋U外，其中R为外电路的等效总电阻，电阻r为内电路的电阻．电动势与电势差的对比电动势电势差意义表示非静电力做功将其他形式的能转化为电势能的本领大小表示静电力做功将电势能转化为其他形式能的本领大小定义E＝W非q，数值上等于将单位电荷量的正电荷从电源的负极移到正极非静电力所做的功U AB＝W ABq，数值上等于将单位电荷量的正电荷从导体的一端移到导体的另一端静电力所做的功正负含义一般地在中学阶段E取正值，不讨论反电动势问题沿电流方向为正，逆着电流方向为负决定因素仅由电源本身决定由电源及导体的电阻和连接方式决定测量方法将电压表并联在电源的两端将电压表并联在被测电路的两端联系电路断开时E＝U端，电路闭合时E＝U内＋U外一、单项选择题1．一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA，若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是(D )A ．0.10 VB ．0.20 VC ．0.30 VD ．0.40 V解析：电池板开路电压等于电动势E ＝800 mV.短路时I ＝E r，求得内阻r ＝20 Ω.再由欧姆定律或电压分配关系，可得外接20 Ω电阻时的路端电压为0.40 V.2．如图所示，直线A 为电源的U-I 图象，直线B 为电阻R 的U-I 图象，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的电动势和内阻是(C )A ．3 V ，1 ΩB ．2 V ，1 ΩC ．3 V ，0.5 ΩD ．2 V ，0.5 Ω解析：从图中直线A 可以看出电源的电动势为3 V ，电源内阻r ＝0.5 Ω，所以C 项正确．直线B 起干扰作用．3．如图所示电路，两盏相同的电灯在闭合开关后都能发光．过了一会儿，两盏电灯突然同时都不亮了，且电压表和电流表的示数均变为零．如果电路只有一处故障，则故障可能是(A)A．电灯L1断路B．电灯L2断路C．电灯L1短路D．电灯L2短路解析：A项，电灯L1断路，则整个电路中都没有电流，灯都不亮，电表无示数，符合题意，故A项正确；B项，电灯L2断路，则电压表会与灯L1串联，电压表分担电源电压有示数，由于电压表的内阻很大，电路中电流很小，灯不亮，电流表无示数，不合题意，故B项错误；C项，电灯L1短路，灯L2会分担电源电压，会变亮，电表有示数，不合题意，故C项错误；D项，电灯L2短路，电压表也短路无示数．但灯L1会分担电源电压，会变亮，电流表有示数，不合题意，故D项错误，故选A.4．电源的电动势和内阻都保持一定，在外电路的电阻逐渐变小的过程中，下列说法正确的是(B)A．干路电流一定变小B．路端电压一定逐渐变小C．电源内部消耗的电功率一定逐渐变小D．电源的输出功率一定逐渐变小解析：外电阻减小，总电阻减小，干路电流增大，A项错误；又由P＝I2r知电源内部消耗的电功率逐渐变大，C项错误；根据U＝E－Ir知路端电压逐渐变小，B项正确；由于外电阻与内电阻的关系未知，所以当外电阻增大时，电源的输出功率如何变化无法判断，D项错误．二、不定项选择题5．如图所示电路中，电源的内电阻不能忽略．已知定值电阻R1＝10 Ω，R2＝8 Ω.当开关S接到位置1时，电压表V的示数为2 V；当开关S接到位置2时，电压表V的示数可能为(BCD)A ．2.2 VB ．1.9 VC ．1.6 VD ．1.3 V 解析：由I ＝E R ＋r ，U ＝E1＋rR，电阻变小而路端电压变小，读数应小于2 V ，但大于零，所以选B 、C 、D 项．6．(2013·广州模拟)电动势为E 、内阻为r 的电源与定值电阻R 1、R 2及滑动变阻器R 连接成如图所示的电路．当滑动变阻器的滑片由中点滑向b 端时，下列说法正确的是(B )A ．电压表读数减小B ．电流表读数增大C ．电压表读数增大，电流表读数减小D ．电压表读数减小，电流表读数增大解析：滑片滑向b 时，电阻R 增大，回路的总电阻增大，所以回路的总电流减小，路端电压增大，所以电压表的示数增大，电阻R 2两端的电压增大，故R 2中的电流增大．电流表示数增大，故选项B 正确．7．如图所示，电路中A 、B 两灯均正常发光，R 为一滑动变阻器，P 为滑动片，若将滑动片向下滑动，则(ABCD )A．A灯变暗B．B灯变暗C．R1上消耗功率变大D．总电流变大解析：当滑动片向下滑动时电阻R减小，外电路总电阻减小，由I＝ER总＋r可知干路电流I增大，D项正确；由U＝E－Ir可知路端电压变小，所以A两端的电压变小，A灯泡变暗，由U B＝E－I(r＋R1)知U B变小，B灯泡变暗；而由P＝I2R1知R1上消耗的电功率变大，C项正确．8．如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图象，则下列说法中正确的是(AD)A．电动势E1＝E2，短路电流I1>I2B．电动势E1＝E2，内阻r1>r2C．电动势E1>E2，内阻r1<r2D．当两电源的工作电流变量相同时，电源2的路端电压变化较大解析：从U-I图象可知图线与纵坐标的交点为电动势，所以E1＝E2；而斜率为电源内阻可知r1<r2，横坐标可知I1>I2.9．(2014·广州模拟)(多选)如图所示是计算机光驱的工作原理图：R1是光敏电阻(有激光照射时电阻较小，无激光照射时电阻较大)，R2是定值电阻，信号处理系统可以根据R2两端的电压变化把光信号变成电信号．用激光头发射脉冲激光信号扫描光盘，从光盘上反射回来的激光信号照到光敏电阻R 1上，下列分析正确的是(AD )A ．有激光照射光敏电阻时，信号处理系统两端获得的电压较高B ．有激光照射光敏电阻时，信号处理系统两端获得的电压较低C ．有激光照射光敏电阻时，R 1消耗的电功率一定较大D ．有激光照射光敏电阻时，R 1消耗的电功率可能增大，也可能减小解析：有激光照射光敏电阻时，R 1阻值减小，电路中电流变大，R 2两端的电压升高，信号处理系统两端获得的电压较高，A 项正确，B 项错误；R 1电流变大而电压变小，故R 1消耗的功率可能增大，也可能减小，C 项错误，D 项正确．三、非选择题(按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位)10．在如图所示的电路中，R 1＝2 Ω，R 2＝4 Ω，当电键K 接a 时，R 2上消耗的电功率为4 W ，当电键K 接b 时，电压表示数为4.5 V ，试求：(1)电键K 接a 时，通过电源的电流和电源两端的电压； (2)电源的电动势和内电阻．解析：(1)K 接a 时，R 1被短路，外电阻为R 2，根据电功率公式：P ＝I 21R 1，得：I 1＝PR 1＝1 A ， P ＝U 21R 2，得：U 1＝PR 2＝4 V.(2)K 接a 时，有E ＝U 1＋I 1r ＝4＋r ，① K 接b 时，R 1和R 2串联，R ′外＝R 1＋R 2＝6 Ω； 通过电源电流I 2＝U 2R 1＋R 2＝0.75 A.这时有：E ＝U 2＋I 2r ＝4.5＋0.75r ，② 由①②可得：E ＝6 V ，r ＝2 Ω. 答案：见解析11．甲图为测量某电源电动势E 和内阻r 时得到的U-I 图象，用此电源与三个阻值均为R ＝3 Ω的电阻连接成如图乙所示电路，求电源的路端电压．解析：由U-I 图象可知该电源的电动势E ＝6 V ， 内阻r ＝6－44Ω＝0.5 Ω.由图乙可得外电阻R 外＝2R ×R 2R ＋R ＝2R3＝2 Ω.路端电压U ＝E －Ir ＝E －ErR 外＋r＝4.8 V.答案：4.8 V。

研究闭合电路习题课
2、串反并同法.
〔1〕“并同〞：是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流I、两端电压U、电功率P都将
增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电
阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。

〔2〕“串反〞：是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流I、两端电压U、电功率P都将
减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电
阻中的电流、两端电压、电功率将增大。

[例2]如下图，滑动变阻器R1的最
大值是200Ω，R2=R3=300Ω，A、B两
端电压U AB=8V。

〔1〕当开关S断开时，移动滑片P，
R2两端可获得的电压变化X围是多
少？
〔2〕当S闭合时，移动滑片P，R2两端可获得的电压变化X围又是多少？
解析：
〔1〕限流式接法，易算得R2两端可获得的电压变化X 围为4.8V~8V 。

〔2〕分压式接法，滑片P向上移动的过程，相当于与R2并联的那部分电路的电阻变大，根据“并同〞原
理，可知R2两端可获得的电压也会逐渐增大，所以
当滑片在最下端时R2两端的电压最小，滑片滑至最
上端时R2两端的电压最大。

易算得R2两端可获得的
电压变化X围为3.43V~8V 。

[例3]如图〔a〕所示电路中，闭合电键S，当滑片P向右移动时，灯泡L1、L2的亮度变化如何？
教学后记:
图图。

研究闭合电路一、教学内容粤教版《物理》选修3-1第二章第三节《研究闭合电路》二、学生分析学生在初中已学习过部分电路欧姆定律，了解串、并联电路的特点。

三、教学目标（一）知识与技能1、知道电动势是描述电源特性的物理量，它在数值上等于不接用电器时电源正、负两极间的电压。

2、理解闭合电路欧姆定律及其公式，能用来解决有关的问题。

3、理解路端电压与电流的关系，知道这种关系能用公式、图象描述。

（二）过程与方法1、经历科学探究过程，学习从实验总结规律的方法。

2、了解图象法是一种基本的科学研究和描述的方法。

（三）情感态度和价值观1、体会实验在探究物理规律中的作用和方法。

2、了解用公式法、图象法描述物理规律的方法，体会物理学之美。

四、教学重点1、闭合电路欧姆定律及其应用。

2、科学探究习惯的培养五、教学难点1、如何引导学生进行科学的、自主的实验探究。

2、路端电压与负载的关系。

六、教学方法启发、探究式；讨论归纳法。

七、教学资源干电池、原电池、蓄电池、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电键、导线八、课时安排2课时九、教学过程观察：一个由干电池、小灯泡、电键、导线组成的简单电路。

通过分析，了解闭合电路、外电路、内电路、外电阻、内电阻的概念，引出课题。

演示：分别用蓄电池、干电池给同一个灯泡供电，比较哪次灯泡较亮？蓄电池供电时灯泡亮一些。

提问：用什么物理量去描述电源的这种特性呢？引出电动势的概念。

（一）电动势电源的电动势数值上等于不接用电器时电源正、负两极间的电压。

链接：常用电源的电动势。

提问：电源的电动势E、外电压U外、内电压U内三者之间有什么关系呢？引导学生思考、讨论，设计实验方案。

介绍原电池的构造；连接实验电路，明确电压表V1、V2分别用来测量电源的外电压、内电压。

学生实验，记录数据。

投影展示，数据分析，得出：电源的电动势E 等于外电压U 外和内电压U 内之和。

即E =U 外+U 内在纯电阻电路中，再根据部分电路欧姆定律，归纳出闭合电路欧姆定律。

研究闭合电路1．非纯电阻电路问题例1．如图1所示电路，电动机的线圈电阻是1Ω，电动机工作时电压表的示数是12V，电池组的电动势是22V，内电阻是0.5Ω，电阻R上消耗的电功率是18W。

求：（1）电阻R的大小；（2）电动机输出的功率。

教师：同学们用两分钟的时间思考，然后请两个同学到黑板上来做这道题。

学生可能出现的错解是：解1：因为电动机的电压是12V，电动机线圈的电阻是1Ω，所以电路中的电流I=U／R线=12／1=1A，电阻R=P／I2=18／I2=18Ω。

解2：I=E／R总=22／（1＋R＋0.5）（1）电阻R上消耗的电功率是18W，P=18W=I2R（2）（1）、（2）式联立，解出I和R的值。

教师：以上两种错解主要表现为不能正确的理解欧姆定律，在含有电动机的非纯电阻电路中，乱套公式，不考虑公式的物理意义。

本题是非纯电阻电路，应从能量的分配和转化的角度去思考和解答。

在电路中，电源的作用是把其他形式的能量转化为电能，是电路中的总能量。

用电器在电路中的作用是把电能转化为其他形式的能，本题中，电阻R是把电能转化为内能，是纯电阻；电动机是把电能转化为机械能。

根据能量守恒定律，电源转化来的总电能=电源内部电阻消耗的能量+外电路用电器消耗的能量，即IE=I（U内＋U外）=I（UR＋r＋U动），所以，E=UR+r＋U动，UR＋r=22-12=10（V）又因为UR＋r=I（R＋r）=10V=I（R＋0.5）（1）P=18W=I2R （2）故R=4.5Ω，I=2A。

电动机输出的机械能=电路输入电动机的电能IU动-电动机线圈电阻消耗的能量I2R动，故P=IU动-I2R动=20（W）2．动态电路问题教师：电路中某个电阻发生变化会对整个电路产生影响，而整体的变化又制约着局部。

对变化电路的一般分析步骤是：从局部某一电阻的变化，确定总电阻的变化，进一步利用闭合电路的欧姆定律确定总电流、路端电压的变化，再逐步分析局部电流、电压及电功率的变化。