高中物理 2.7闭合电路的欧姆定律学案 新人教版选修3-1

7闭合电路的欧姆定律素养目标定位※※理解闭合电路欧姆定律及其公式，并能熟练地用来解决有关的电路问题※※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象表达，并能用来分析、解决有关问题※理解闭合电路的功率表达，知道闭合电路欧姆定律是能量转化与守恒的一种表现形式素养思维脉络知识点1 闭合电路的欧姆定律1．闭合电路组成（1)外电路：电源__外__部由用电器和导线组成的电路，在外电路中，沿电流方向电势__降低__。

(2)内电路:电源__内__部的电路，在内电路中,沿电流方向电势__升高__。

2．闭合电路中的能量转化如图所示，电路中电流为I，在时间t内，__非静电力做功__等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt＝__I2Rt＋I2rt__.3．闭合电路欧姆定律(1）概念:闭合电路中的电流与__电源的电动势__成正比，与内、外电路中的__电阻之和__成反比。

（2）表达式：I＝__错误!__公式中,R表示外电路的总电阻，E表示电源的电动势，r是电源内阻。

（3)适用范围:__纯电阻__电路。

知识点2 路端电压与负载的关系1．路端电压与电流的关系（1)公式:U＝__E－Ir__。

（2)图象(U－I):如图所示是一条倾斜的直线,该直线与纵轴交点的纵坐标表示__电动势__，斜率的绝对值表示电源的__内阻__。

2．路端电压随外电阻的变化规律(1)外电阻R增大时，电流I减小，外电压U__增大__，当R增大到无限大（断路）时,I＝0，U＝__E__。

（2)外电阻R减小时，电流I增大，路端电压U__减小__，当R减小到零时，I＝错误!，U＝__0__。

思考辨析『判一判』(1)闭合电路沿着电流的方向电势一定降低。

（×)（2)闭合电路的电流跟内、外电路电阻之和成反比.（√)（3）在闭合电路中，外电阻越大,路端电压越大.( √）(4）电路断开时，电路中的电流为零，路端电压也为零。

( ×)(5)外电路短路时，电路中的电流无穷大.( ×)(6）纯电阻电路中电源的输出功率随外电阻R的增大而增大。

教学设计：高中课程标准.物理（人教版）选修3-1主备人：赵兴泉学科长审查签名：2.7闭合电路的欧姆定律（一）内容及解析1、内容：本节主要介绍闭合欧姆定律的基本知识。

2、解析：这一节概念初中学过，要进行复习，讲述的重点内容是闭合欧姆定律的应用。

测量电动势的方法，这一节内容概念多公式变化复杂，要加强对这一节的练习。

（二）目标及其解析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.熟练应用闭合电路欧姆定律的表达式，知道其适用条件思考题1.闭合电路欧姆定律的适用条件是什么？思考题2.路端电压与电流的关系式是什么？思考题3.电源电动势是否因外部条件的变化而变化？解析：闭合电路包括内、外电路，要考虑路端电压随外电阻的变化，知道测量电动势和内阻的方法，会计算有关电路问题。

（三）教学问题诊断分析1、学生在学习知识过程中，前面知识没有学好或遗忘，在实际进行电路计算时容易用初中知识来解答具体问题容易出现错误。

2、测量电动势的方法有好几种，要根据题中所给条件选择测量方法。

3、计算电动势和内阻要注意用方程组求解。

（四）、教学支持条件分析为了加强学生对这部分知识的学习，帮助学生克服在学习过程中可能遇到的障碍，本节课要对前面所学电路知识进行复习，反复比较电路。

（五）、教学过程设计1、教学基本流程复习前节内容→本节学习要点→闭合欧姆定律→求解电动势和内阻→测量电动势和内阻→电路中电压表和电流表的变化→练习、小结2、教学情景问题1最简单的电路由几部分组成？设计意图：知道电路的组成，内电路和外电路问题2用电器中有持续电流的条件是什么？设计意图：电路中有电源问题3在实验室中常用的电源有哪些？设计意图：知道电源的种类问题4电动势是如何定义的？设计意图：知道电动势的意义问题5闭合电路的欧姆定律是如何表述的？设计意图：知道闭合电路欧姆定律的内容例题1.电动势为2V的电源跟一个阻值R=9Ω的电阻接成闭合电路，测得电源两端电压为1.8V，求电源的内电阻（见图）.分析：电源两端的电压就是路端电压，由于外电路仅一个电阻，因此也就是这个电阻两端的电压.可由部分电路欧姆定律先算出电流，再由全电路欧姆定律算出内电阻.解：通过电阻R的电流为由闭合电路欧姆定律E=U+Ir，得电源内电阻由于电动势等于内、外电路上电压之和，而通过内、外电路的电流又处处相同，因此也可以根据串联分压的关系得【变式】课本144页练习四弟（1）题.例题2.把电阻R1接到内电阻等于1Ω的电源两端，测得电源两端电压为3V.如果在电阻R1上串联一个R2=6Ω的电阻，再接到电源两端，测得电源两端电压为4V.求电阻R1的阻值.分析：两次在电源两端测得的都是路端电压，将两次所得结果代入闭合电路的欧姆定律，可得两个联立方程，解此联立方程即得R1的大小.解：设电源电动势为E，内阻为r.根据闭合电路欧姆定律可知，前、后两次的路端电压分别为即R12＋7R1-18=0，取合理值得R1=2Ω（另一解R1'=-9Ω舍去）.【变式】课本144页练习四弟（4）题.设计意图：应用欧姆定律进行计算（六）、目标检测1. .关于电动势下列说法正确的是（）A．电源电动势等于电源正负极之间的电势差B．用电压表直接测量电源两极得到的电压数值，实际上总略小于电源电动势的准确值C．电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成有关D．电源电动势总等于电路中通过1C的正电荷时，电源提供的能量2．关于电动势，下列说法中正确的是（）A．在电源内部，由负极到正极的方向为电动势的方向B．在闭合电路中，电动势的方向与内电路中电流的方向相同C．电动势的方向是电源内部电势升高的方向D．电动势是矢量3.如图所示，当滑动变阻器的滑动片P向左移动时，两电表的示数变化情况为（）A．电流表示数减小，电压表示数增大B．电流表示数增大，电压表示数减小C．两表示数均增大D．两表示数均减小设计意图：检测目标完成情况A组题：1、一节干电池的电动势为1.5V，其物理意义可以表述为（）A．外电路断开时，路端电压是1．5VB．外电路闭合时，1s内它能向整个电路提供1．5J的化学能C．外电路闭合时，1s内它能使1．5C的电量通过导线的某一截面D．外电路闭合时，导线某一截面每通过1C的电量，整个电路就获得1．5J电能2. 在已接电源的闭合电路里，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是（）A．如外电压增大，则内电压增大，电源电动势也会随之增大B．如外电压减小，内电阻不变，内电压也就不变，电源电动势必然减小C．如外电压不变，则内电压减小时，电源电动势也随内电压减小D．如外电压增大，则内电压减小，电源的电动势始终为二者之和，保持恒量设计意图：对学生进行基础知识练习B组题1. 图1为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图像，下列判断正确的是（）A．电动势E1＝E2，发生短路时的电流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化量相同时，电源2的路端电压变化大2．在图2所示的电路中，电源的内阻不能忽略.已知定值电阻R1＝10Ω，R2＝8Ω.当单刀双掷开关S置于位置1时，电压表读数为2V.则当S置于位置2时，电压表读数的可能值为（）A．2．2V B．1．9V C．1．6V D．1．3V3．在图3的电路中，当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，A、B两灯亮度的变化情况为（）A．A灯和B灯都变亮B．A灯、B灯都变暗C．A灯变亮，B灯变暗D．A灯变暗，B灯变亮4．如图4所示，当滑动变阻器的滑动片P向左移动时，两电表的示数变化情况为（）A．电流表示数减小，电压表示数增大B．电流表示数增大，电压表示数减小C．两表示数均增大D．两表示数均减小设计意图：提高学生对基础知识的学习，加强对库仑定律的巩固C组题1. 如图所示，R1=R2＝R3＝R，电源内阻不计，电流表、电压表均理想.两表的示数分别为0．3A、2V，则电源电动势为______V，R=______Ω.若将两表的位置互换，则电压表示数为______V，电流表示数为______A.2. 有“200V40W”灯泡400盏，并联于电源两端，这时路端电压U1=150V，当关掉200盏，则路端电压升为U2=175V试求：（1）电源电动势，内阻多大？（2）前后两次每盏灯实际消耗的功率各多大？（3）若使电灯正常发光还应关掉多少盏灯？设计意图：使部分学生有拓展的空间教学反思：学生对这一节内感到很难，测量种类多，公式变化复杂，计算难度大，学生的学习能力有限，要适当控制题目的难度。

高二年级，物理学科选修3——1课题：第二章、第七节、闭合电路的欧姆定律课型：新授课【学习目标】（一）知识与技能1、能够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和图线表达，并能用来分析、计算有关问题。

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、熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题。

5、理解闭合电路的功率表达式，知道闭合电路中能量的转化。

（二）过程与方法1、通过演示路端电压与负载的关系实验，培养学生利用“实验研究，得出结论”的探究物理规律的科学思路和方法。

2、通过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、态度与价值观通过本节课教学，加强对学生科学素质的培养，通过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力。

【学习重点】：1、能够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和图线表达，并能用来分析、计算有关问题。

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。

【学习难点】：应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题学习过程：一、基础知识梳理：1、闭合电路的欧姆定律：（1）闭合电路组成.①外电路：的电路，在外电路中，沿电流方向电势。

②内电路：的电路，在内电路中，沿电流方向电势。

（2）闭合电路中的能量转化.如图所示，电路中电流为I，在时间t内，等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt= 。

（3）闭合电路的欧姆定律。

①内容：闭合电路里的电流，跟电源的电动势成，跟内、外电路的电阻之和成。

②公式：I= 。

③适用范围：电路。

④常用的变形公式及适用范围：a、公式：E= +U内或U= 。

第七节闭合电路的欧姆定律课前篇（学会自主学习——不看不清）【课标解读】1．能利用能量守恒独立的推导闭合电路欧姆定律2．理解闭合电路中电源电动势与电路中内、外电压（路端电压）的关系3．掌握闭合电路中路端电压随外电路电阻变化的规律【知识储备】1．电源的作用：2．反映电源特性的两个参数是和3．欧姆定律的适用条件4．焦耳定律及能量守恒定律【自主预习】一、闭合电路1．外电路：（请在右图中标注出）外电路的的电势降落习惯上叫 _________，也叫，用U外表示．2．内电路：（请在右图中标注出）内电路的电阻叫_______．当电路中有电流通过时，内电路的电势降落叫_______，用U内表示．二、闭合电路欧姆定律的推导1．闭合电路欧姆定律（1）在时间t内，外电路中电流做功产生的热Q外=____________．（2）在时间t内，内电路中电流做功产生的热Q内=____________．（3）非静电力做功提供的电能W=___________根据能量守恒定律，有W=Q内+Q外，所以EIt=_______________即 E= 整理得I =2．电动势E、外电压U外与内电压U内三者之间的关系，即E = 三、闭合电路中路端电压随外电阻变化的规律1．路端电压U外：外电路上总的电势降落．负载R：电路中消耗电能的元件．2．路端电压与负载的关系（1）根据U外=__________、I=_____________可知：当R增大时，U外________；当R减小时，U外________．（填“增大”或“减小”）（2）两种特殊情况：当外电路断路时，R=∞，I=_________，U外=_________当外电路短路时，R=0，I=_______ __，U外=_________【预习反馈】1．一个电源接8Ω电阻时，通过电源的电流为0．15A，接13Ω电阻时，通过电源的电流为0．10A，则电源的电动势为 V内阻为Ω．2．许多人造卫星都用太阳电池供电．太阳电池由许多片电池板组成．某电池板不接负载时的电压是600µV，短路电流为30µA．则这块电池板的内阻为Ω．课上篇（学会合作交流——不议不明）【构建知识体系】【重难点突破】1．闭合电路欧姆定律（1）应用的物理规律（2）推导过程（3）结论（4）变式2．实验探究：路端电压与负载的关系（1）请你按照P61演示，连接电路(待老师检查后，进行通电操作)（2）观察与记录①观察负载电阻变化时，电压表和电流表的示数如何变化，有怎样的规律②当电键S断开时，记录电压表示数（3）结论（4）理论分析【典例释疑】【例1】如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表，当电阻箱读数为R1＝2 Ω时，电压表读数为U1＝4 V；当电阻箱读数为R2＝5 Ω时，电压表读数为U2＝5V．求：电源的电动势E和内阻r；【例2】如图所示，R为滑动变阻器，R0为定值电阻，A为电流表，V为电压表，调节滑动变阻器滑片的位置时，电压表和电流表的示数会发生改变．第一次调节滑动端到某一位置，测得此时电压表的示数为U1，电流表的时数为I1，将滑动端调到另一位置时，测得电压表的示数为U2，电流表的时数为I2，则该电源的电动势E和内阻r分别是多少．【随堂反馈】1．若E表示电动势，U表示外电压，U′表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电阻，I表示电流，则下列各式中正确的是( )A．U′＝IR B．U′＝E－UC．U＝E＋Ir D．U＝RR＋r·E2．在闭合电路中，下列叙述正确的是( )A．闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比B．当外电路断开时，路端电压等于零C．当外电路短路时，电路中的电流无穷大D．当外电阻增大时，路端电压也增大课后篇（学会应用与拓展——不练不通）【达标检测】1．如图所示，用两节干电池点亮几只小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，以下说法正确的是( )A．灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗B．灯多时各灯两端的电压较低C．灯多时通过电池的电流较大D．灯多时通过各灯的电流较大2．如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光，如果变阻器的滑片向b端滑动，则( )A．电灯L更亮，安培表的示数减小B．电灯L更亮，安培表的示数增大C．电灯L更暗，安培表的示数减小D．电灯L更暗，安培表的示数增大3．如图所示的电路中，电阻R＝10 Ω．当开关S断开时，电压表示数为6 V．当开关S闭合时，电压表示数为5．46 V，则电源的电动势和内阻为多少？4．如图所示，闭合电键后测得此时的电压表示数为U1，电流表的时数为I1，当改变滑片的到一个新的位置，此时电压表的示数为U2，电流表的时数为I2，求该电源的电动势E和内阻r分别是多大．第一章静电场第一节电荷及其守恒定律课前篇（学会自主学习——不看不清）【学习目标】1．知道自然界中只有两种电荷，认识各种起电方式及实质．2．理解电荷守恒定律的内容．3．知道什么是元电荷，知道电荷量的概念及单位，知道比荷的概念．【知识储备】1．初中关于静电现象方面的知识．2．知道守恒的概念．【自主预习】1．自然界中只存在两种电荷：同种电荷互相，异种电荷互相．2．电子和质子带有等量的异种电荷，电荷量e＝ C．实验指出，所有带电体的电荷量都是电荷量e的．所以，电荷量e称为．电荷量e的数值最早是由美国物理学家通过实验测得的．3．使不带电的物体通过某种方式转化为带电状态的过程叫．常见的起电方式有、和等．例如：一个带电的金属球跟另一个与它完全相同的不带电的金属球接触后，两者必定带上等量同种电荷；用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带电；不带电的导体在靠近带电体时，导体中的自由电荷受到带电体的作用而重新分布，使导体的两端出现 电荷．4．电荷守恒定律：电荷既不能 ，也不会 ，只能从一个物体 到另一个物体，或者从物体的一部分 到另一部分；在 的过程中，电荷量的总量保持 ．电荷守恒定律是自然界重要的基本定律之一．在发生正负电荷湮没的过程中，电荷的代数和仍然不变，所以电荷守恒定律也常常表述为：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变．5．原子核的正电荷数量与核外电子的负电荷的数量 ，所以整个原子表现为电中性． 6．不同物质的微观结构不同，核外电子的多少和运动情况也不同．在金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫做 ．失去这种电子的原子便成为带正电的离子，离子都在自己的平衡位置上振动而不移动，只有自由电子穿梭其中．所以金属导电时只有 在移动．【我的困惑】课上篇（学会合作交流——不议不明）【要点突破】 1．电荷及其起电方式2．电荷守恒定律3．元电荷【典例剖析】【例1】图1-1-1所示，A 、B 、C 是三个安装在绝缘支架上的金属体，其中C 球带正电，A 、B 两个完全相同的枕形导体不带电．试问：（1）如何使A 、B 都带等量正电？（2）如何使A 带负电B 带等量的正电？【例2】绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球a ，a 的表面镀有铝膜．在a 的近旁有一绝缘金属球b ，开始时，a 、b 都不带电，如图1-1-2所示，现使b 带正电，则( ) A ．b 将吸引a ，吸住后不放开B ．b 先吸引a ，接触后又把a 排斥开A C 图1-1-1图1-1-2C ．a 、b 之间不发生相互作用D ．b 立即把a 排斥开【例3】两个完全相同的金属球，一个带8106-⨯+C 的电量，另一个带8102-⨯-C 的电量．把两球接触后再分开，两球分别带电多少？【达标检测】1．关于元电荷的理解，下列说法正确的是( ) A ．元电荷就是电子B ．元电荷是表示跟一个电子所带电荷量数值相等的电荷量C ．元电荷就是质子D ．物体所带电量只能是元电荷的整数倍2．关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法中正确的是( )A ．摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造出电荷B ．摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体C ．感应起电说明电荷可以从物体的一部分转移到另一个部分D ．感应起电说明电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体3．如图所示，原来不带电的绝缘金属导体MN ，在其两端下面都悬挂着金属验电箔．若使带负电的绝缘金属球A 靠近导体的M 端，可能看到的现象是（ ） A ．只有M 端验电箔张开，且M 端带正电 B ．只有N 端验电箔张开，且N 端带负电C ．两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电D ．两端的验电箔都张开，且左端带正电，右端带负电４．M 和N 是原来都不带电的物体，它们互相摩擦后M 带正电荷1．6×10-10C ，下列判断中正确的是（ ）A ．在摩擦前M 和N 的内部没有任何电荷B ．摩擦的过程中电子从N 转移到了MC ．N 在摩擦后一定带负电荷1．6×10-10CD ．M 在摩擦过程中失去了1．6×10-10个电子5．a 、b 、c 、d 为四个带电小球，两球之间的作用分别为a 吸d 、b 斥c ，c 斥a ，d 吸b ，则( )A ．仅有两个小球带同种电荷B ．有三个小球带同种电荷C ．c 、d 小球带同种电荷D ．c 、d 小球带异种电荷6．如图，有一带正电的验电器，当一金属球A 靠近验电器的小球B(不接触)时，验电器的金箔张角减小，则（ ） A ．金属球A 可能不带电B ．金属球A 可能带负电C ．金属球A 可能带正电D ．金属球A 一定带正电B课后篇（学会应用与拓展——不练不通）1．关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是（ ） A ．物体所带的电荷量可以为任意实数 B ．物体所带的电荷量只能是某些特定值C ．物体带电＋1．60×10-9C ，这是因为该物体失去了1．0×1010个电子D ．物体带电荷量的最小值为1．6×10-19C2．如图所示，将带电棒移近两个不带电的导体球， 两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述几种方法中能使两球都带电的是 ( )A ．先把两球分开，再移走棒B ．先移走棒，再把两球分开C ．先将棒接触一下其中的一个球，再把两球分开D ．棒的带电荷量不变，两导体球不能带电3．如图所示，小球质量分别为m 1、m 2，带同种电荷，电量分别为q 1、q 2，将它们用等长的绝缘细线悬于同一点O ，此时两细线与竖直方向的夹角相等，则必有（ ） A ．m 1=m 2 B ．q 1=q 2 C ．m 1=m 2 q 1=q 2 D ．不能确定4．如图所示，当将带正电荷的球C 移近不带电的枕形金属导体时，枕形导体上电荷的移动情况是( )A ．枕形金属导体上的正电荷向B 端移动，负电荷不移动 B ．枕形金属导体中的负电荷向A 端移动，正电荷不移动C ．枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B 端和A 端移动D ．枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A 端和B 端移动5．多少个电子的电荷量等于 -32．0 μC ？（电子电荷量e=1．6×10-19C ）6．有三个相同的绝缘金属小球A 、B 、C ，其中小球A 带有2．0×10-5C 的正电荷，小球B 、C 不带电．现在让小球C 先与球A 接触后取走，再让小球B 与球A 接触后分开，最后让小球B 与小球C 接触后分开，最终三球的带电荷量分别是多少？。