《欧姆定律》教案(教科版选修3-1)

2.3《欧姆定律》一、【学习与讨论】学点一：欧姆定律的理解1．公式R ＝U I 和I ＝UR的对比R ＝U II ＝U R电阻的定义式，适用于所有导体 欧姆定律表达式，适用于金属、电解质溶液导电 不能说R ∝U ，R ∝1I，R 由导体本身性质(材料、长短、粗细)决定，与U 、I 大小无关可以说I ∝U 、I ∝1R，I 的大小由U 、R 共同决定测量了U ，测量了I ，便可确定R ，为我们提供了测量电阻的一种方法知道了U 、R ，便可确定I ，为我们提供了除I ＝qt之外的一种计算电流的方法 在应用公式I ＝UR解题时，要注意欧姆定律的“同体性”和“同时性”．所谓“同体性”是指I 、U 、R 三个物理量必须对应于同一段电路，不能将不同段电路的I 、U 、R 值代入公式计算．所谓“同时性”指U 和I 必须是导体上同时刻的电压和电流值，否则不能代入公式计算．学点二：伏安特性曲线1．伏安特性曲线中直线的物理意义 伏安特性曲线是通过坐标原点的直线，能直观地反映出导体中电流与电压成正比，如图2－3－3所示，其斜率等于电阻的倒数，即tan α＝I U ＝1R.所以直线的斜率越大，表示电阻越小．图2－3－32．二极管的伏安特性曲线伏安特性曲线不是直线，即电流与电压不成正比(如图2－3－4)是二极管的伏安特性曲线，二极管具有单向导电性．加正向电压时，二极管的电阻较小，通过二极管的电流较大；加反向电压时，二极管的电阻较大，通过二极管的电流很小．图2－3－4二极管由半导体材料制成，其电阻率随温度的升高而减小，故其伏安特性曲线不是直线． (1)由图看出随着电压的增大，图线的斜率在增大，表示其电阻随电压的升高而减小，即二极管的伏安特性曲线不是直线，这种元件称为非线性元件．(2)气体导电的伏安特性曲线是非线性的．气体导电和二极管导电，欧姆定律都不适用．二、【探索与分析】1.伏安法测电阻的两种方法怎样对比？内接法和外接法的电路图分别如图2－3－5所示．图2－3－5电路图对比甲 乙电流表 接法电流表内接法电流表外接法误差分析 电压表示数U V ＝U R ＋U A >U R 电流表示数I A ＝I R R 测＝U V I A >U R I R ＝R 真 误差来源于电流表的分压作用 电压表示数U V ＝U R电流表示数I A ＝I R ＋I V >I RR 测＝U V I A <U RI R＝R 真误差来源于电压表的分流作用 两种电 路的选择条件R 越大，U R 越接近U V ， R 测＝U V I A 越接近于R 真＝U R I R 可见，为了减小误差，该电路适合测大电阻，即R ≫R A R 越小，I R 越接近I A ，R 测＝U V I A 越接近于R 真＝U RI R可见，为了减小误差，该电路适合测小电阻，即R ≪R V伏安法测电阻时两种接法的选择方法为减小伏安法测电阻的系统误差，应对电流表外接法和内接法作出选择，其方法是： (1)阻值比较法：先将待测电阻的粗略值和电压表、电流表的内阻进行比较，若R x ≪R V ，宜采用电流表外接法；若R x ≫R A ，宜采用电流表内接法．(2)临界值计算法：当内外接法相对误差相等时，有R A R x ＝R xR V，所以R x ＝R A R V 为临界值．当R x >R A R V (即R x 为大电阻)时用内接法；当R x <R A R V (即R x 为小电阻)时用外接法；R x ＝R A R V ，内、外接法均可． (3)实验试触法：按图2－3－6接好电路，让电压表一根接线P 先后与a 、b 处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化(电流表的分压作用明显)，而电流表的示数变化不大(电压表分流作用不大)，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法．图2－3－6三、公式R ＝UI 和I ＝UR的对比【例1】 下列判断正确的是( ) A ．由R ＝UI 知，导体两端的电压越大，电阻就越大B ．由R ＝UI 知，导体中的电流越大，电阻就越小C ．由I ＝UR知，电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比D ．由I ＝UR可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比答案 CD 解析 R ＝UI 只是电阻的定义式，U ＝0，I ＝0时R 仍存在，即R 与U 和I不存在正、反比关系．对一段确定的导体而言，R 一定，故I 与U 成正比，D 对，A 、B 错．由欧姆定律可知I 与U 成正比，与R 成反比，C 对．四、导体的伏安特性曲线【例2】 如图所示的图象所对应的两个导体的伏安特性曲线．由图回答：(1)电阻之比R 1∶R 2为______．(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时，电压之比U 1∶U 2为________． (3)若两个导体的电压相等(不为零)时，电流之比为______． 答案 (1)3∶1 (2)3∶1 (3)1∶3解析 (1)在I —U 图象中，电阻的大小等于图象斜率的倒数，所以R 1＝ΔU ΔI ＝10×10－35×10－3Ω＝2 ΩR 2＝10×10－315×10－3 Ω＝23 Ω 即R 1∶R 2＝3∶1 (2)由欧姆定律得U 1＝I 1R 1，U 2＝I 2R 2 所以U 1∶U 2＝R 1∶R 2＝3∶1(3)由欧姆定律得I 1＝U 1R 1，I 2＝U 2R 2所以I 1∶I 2＝R 2∶R 1＝1∶3自学检测：1.两电阻R 1、R 2的电流I 和电压U 的关系如图所示，可知两电阻的大小之比R 1∶R 2等于( )A ．1∶3B ．3∶1C ．1∶ 3 D.3∶1 答案 A 解析 图象斜率的物理意义是电阻的倒数．2.用伏安法测未知电阻R x 时，若不知道R x 的大概值，为了选择正确的电路接法以减小误差，可将电路如图所示连接，只空出电压表的一个接头S ，然后将S 分别与a 、b 接触一下，观察电压表和电流表示数变化情况，那么( )A ．若电流表示数有显著变化，S 应接aB ．若电流表示数有显著变化，S 应接bC ．若电压表示数有显著变化，S 应接aD ．若电压表示数有显著变化，S 应接b答案 BC 解析 实验试探法的原理是以伏安法测电阻原理的系统误差产生原因入手来选择，如果电流表分压引入误差大，则试探过程中，电压表示数变化明显，则应选外接法以减小电流表分压的影响：如果因电压表分流作用引入误差大，则电流表示数变化明显，则应选用内接法．如果S 接触a ，属外接法，S 接触b ，属内接法．若S 分别接触a 、b 时，电流表示数变化显著，说明电压表的分流作用较强，即R x 是一个高阻值电阻，应选用内接法测量．即S 应接b 测量，误差小．B 选项正确．若S 分别接触a 、b 时，电压表示数变化显著，说明电流表的分压作用较强，即R x 是一个低阻值的电阻，应选用外接法测量，即S 应接a ，误差小．C 选项正确．3．下列判断正确的是( )A ．导体两端的电压越大，导体的电阻越大B ．若不计温度影响，在导体两端的电压与通过的电流之比是一个常数C ．电流经过电阻时，沿电流方向电势要降低D ．电解液短时间内导电的U —I 线是一条直线答案 BCD 解析 导体的电阻是导体本身的性质，与导体两端的电压及通过导体的电流无直接关系，R ＝UI仅仅是导体电阻的计算式，而不是决定式．4．若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时，导体中的电流减小了0.4 A ．如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流多大？答案 2 A 解析 由欧姆定律得：R ＝U 0/I 0，又知R ＝3U 0/5I 0－0.4 解得I 0＝1.0 A又因为R ＝U 0I 0＝2U 0I，所以I ＝2I 0＝2 A.典型例题：题型一 欧姆定律的应用电阻R 与两个完全相同的晶体二极管D 1和D 2连接成如图所示的电路，a 、b 端的电势差U ab ＝10 V 时，流经a 点的电流为0.01 A ；当电势差U ab ＝－0.2 V 时，流经a 点的电流仍为0.01 A ．二极管具有单向导电性，单向导通时有电阻，当通过反向电流时，电阻可以认为是无穷大，则电阻R 的阻值为__________，二极管导通时的电阻为________．思维步步高当ab 间接正向电压时，接通的是哪个电路？当ab 间接负向电压时，接通的是哪个电路？先求哪个用电器的电阻比较方便？解析 当ab 间接正向电压时，接通的是二极管和电阻串联的电路．根据欧姆定律，二极管和电阻的串联值为1 000 Ω，当ab 间接负向电压时，接通的是二极管的电路，根据欧姆定律，两个二极管的电阻值为20 Ω，所以电阻R 的电阻值为980 Ω. 答案 980 Ω 20 Ω拓展探究某电路两端电压保持不变，当电路电阻为20 Ω时，其电流强度为0.3 A ，电阻增加到30 Ω时，其电路中的电流强度要减小多少？电路两端的电压为多大？答案 0.1 A 6 V 方法总结欧姆定律的注意事项：①R ＝UI 不是欧姆定律的表达式，而是电阻的定义式，对于确定的导体，因为U 与I 成正比，其比值UI为一恒量，所以电阻与电压、电流无关，仅与导体本身有关．不能把欧姆定律说成电阻与电压成正比，与电流成反比．②在应用公式解题时，要注意欧姆定律的“同时性”和“同体性”，即三个物理量必须对于同一个电阻和同一个电阻的同一个时刻.题型二 伏安特性曲线的测量用下列器材组成描绘电阻R 0伏安特性曲线的电路，请将实物在下图中连线成为实验电路．微安表μA(量程200 μA ，内阻约200 Ω)； 电压表V(量程3 V ，内阻约10 kΩ)电阻R 0(阻值约20 kΩ)；滑动变阻器R (最大阻值50 Ω，额定电流1 A)； 电池组E (电动势3 V ，内阻不计)； 开关S 及导线若干．思维步步高测量电阻R 0时电流表采用内接法还是外接法？采用的依据是什么？滑动变阻器的阻值决定了滑动变阻器采用什么解法？连线时应该注意哪些问题？解析 仪器的选择问题，微安表内阻比待测电阻小得多，比电压表内阻还要大，需要用微安表的内接法．滑动变阻器的阻值比待测电阻小得多，需要用分压式接法才能更好的调节待测电路上的电压．电路图如下所示．答案拓展探究小灯泡的伏安特性曲线如图所示(只画出了AB 段)，由图可知，当灯泡电压由3 V 变为6 V 时，其灯丝电阻改变了________ Ω.答案 5 方法总结测定电器元件的伏安特性曲线的常见方法：①需要测量待测电器元件的电压和电流．②要考虑电流表是内接还是外接，一般情况下是外接，因为所测的小灯泡的电阻一般较小．③要考虑滑动变阻器的接法．④在进行数据处理时，图线一般不是直线，要用平滑的曲线把各个点连接起来.课堂检测：一、选择题阅读以下材料．回答1～3题．在研究长度为l 、横截面积为S 的均匀导体中电流的流动时，在导体两端加上电压U ，于是导体中有匀强电场产生，在导体中移动的自由电子受匀强电场作用而加速，和做热运动的阳离子碰撞而减速，这样边反复碰撞边向前移动．可以认为阻碍电子向前运动的阻力大小与电子移动的平均速率v 成正比，其大小可以表示成k v (k 是恒量)．1．静电力和碰撞的阻力相平衡时，导体中的电子的速率v 成为一定值．这一定值是( )A.ekU lB.eU klC.elU kD ．elkU答案 B 解析 静电力和碰撞阻力平衡时，有k v ＝eE ＝e Ul 可得电子定向移动速率v ＝eUkl，B 正确． 2．设单位体积的自由电子数为n ，自由电子在导体中以一定速率v 运动时，该导体中所流过的电流是( )A.en v lB.enl v SC ．en v SD ．enl v答案 C 解析 电流I ＝neS v ，C 正确． 3．该导体的电阻是( ) A.kl e 2nS B kS e 2nl C.kS enl D k enlS答案 A 解析 电阻R ＝U I ＝U neS v ＝U neSeU kl＝kle 2nS，A 正确．4.如图所示是某导体的伏安特性曲线，由图可知错误的是( ) A ．导体的电阻是25 Ω B ．导体的电阻是0.04 ΩC ．当导体两端的电压是10 V 时，通过导体的电流是0.4 AD ．当通过导体的电流是0.1 A 时，导体两端的电压是2.5 V 答案 B5．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图乙所示，下列判断正确的是( )A ．从t 1到t 2时间内，小车做匀速直线运动B ．从t 1到t 2时间内，小车做匀加速直线运动C ．从t 2到t 3时间内，小车做匀速直线运动D ．从t 2到t 3时间内，小车做匀加速直线运动答案 D 解析 在0～t 1内，I 恒定，压敏电阻阻值不变，压敏电阻所受压力不变或不受压力，小车可能做匀加速直线运动或匀速运动；在t 1～t 2内，I 变大，阻值变小，压力变大，小车做变加速直线运动，A 、B 均错误．在t 2～t 3内，I 不变，压力恒定，小车做匀加速直线运动，C 错误，D 正确．6．将截面均匀，长为l ，电阻为R 的金属导线截去ln，再拉长至l ，则导线电阻变为( )A.n －1n RB.1n RC.n n －1R D ．nR答案 C 解析 R ＝ρl S ，截去ln 再拉长至l 后的横截面积为S ′，有(l －l n )S ＝lS ′，S ′＝n －1n S R ′＝ρl S ′＝n n －1ρl S ＝nn －1R7.某导体中的电流随其两端的电压变化，如图实线所示，则下列说法中正确的是( ) A ．加5 V 电压时，导体的电阻是5 Ω B ．加12 V 电压时，导体的电阻是8 ΩC ．由图可知，随着电压增大，导体的电阻不断减小D ．由图可知，随着电压减小，导体的电阻不断减小答案 ABD 解析 U ＝5 V 时，I ＝1.0 A ，R ＝UI ＝5 Ω，同理U ＝12 V 时，R ＝8 Ω，由图线可知随着电压的增大，电阻不断增大，随电压的减小，电阻不断减小，A 、B 、D 对，C 错．二、计算实验题8．某同学学习了线性元件和非线性元件的知识之后，他突然想到一个问题，若把一个线性元件和非线性元件串联起来作为一个“大”元件使用，这个“大”元件是线性还是非线性，为此，他把这个“大”元件接入电路中，测得其电流和电压值如下表所示，请猜想“大”编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 U /V 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 2.00 I /A 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.50 解析 可以根据表中数据在坐标纸上描点，由图象看特点，若I-U 图线是过原点的直线则表示“大”元件是线性的，I-U 图线是曲线则表示“大”元件是非线性的，I-U 图线如图所示，由此可见“大”元件是非线性元件．9．一金属导体，两端加上U 1＝10 V 的电压时电流I 1＝0.5 A ，两端加上U 2＝30 V 的电压时导体中电流I 2多大？若导体两端不加电压，则导体的电阻多大？答案 1.5 A 20 Ω 解析 导体的电阻由导体本身决定，与电压U 及电流I 无关．R ＝U I 是电阻的定义式，但不是决定式．所以R ＝U 1I 1＝U 2I 2，I 2＝U 2U 1I 1＝1.5 A ．导体的电阻R ＝U 1I 1＝20 Ω，为定值．10．贝贝同学在做测量小灯泡功率的实验中，得到如下一组U 和I 的数据，数据如下编号 1 2 3 4 5 6 7 8 U /V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.60 3.00 I /A 0.020 0.060 0.100 0.140 0.170 0.190 0.200 0.205 发光情况 不亮 微亮 逐渐变亮 正常发光(2)从图线上可以看出，当小灯泡的电功率逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是________．(3)这表明导体的电阻随着温度的升高而________． 答案 (1)I －U 图线如下图所示(2)开始不变，后来逐渐增大 (3)增大 解析 画图线时所取标度必须合适，以所画图线尽量布满坐标纸为宜，且使尽可能多的点分布在图线上，其余点均匀分布在两侧，个别偏差较大的点舍去．。

高二物理选修3《闭合电路欧姆定律》教学设计一、教材分析1、本节内容在教材中的地位和作用《闭合电路欧姆定律》是普通高中课程标准实验教科书《物理》（选修3—1）中是第二章第七节的内容，电动势作为单独的一节在前面已经介绍，所以本节主要从能量角度得出闭合电路欧姆定律，然后研究路端电压跟负载的关系。

《闭合电路欧姆定律》是高中物理电学部分最基础、也是最重要的知识之一，它与我们的生活、生产和科学技术息息相关，只有掌握了这部分内容，才能有效的应用它解决实际问题。

2、教学目标结合教材内容和学生的特点，本节课的教学目标定位如下：知识与技能①能够从能量的角度分析出电源的电动势等于内、外电压之和；②理解闭合电路欧姆定律及其公式，并能熟练地用来解决电路有关的问题；③理解路端电压与负载（或干路电流）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。

过程与方法①通过学生实验：探索闭合电路中路端电压与负载的关系，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问题，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。

情感与价值观通过本节课教学，加强对学生科学素质的培养，探究物理规律培养学生创新精神和实践能力。

3、教学中的重点和难点重点：1、闭合电路欧姆定律；2、路端电压U与负载R（或干路电流I）的关系。

难点：路端电压U与负载R（或干路电流I）的关系及U—I图线的物理意义的理解。

二、教学设计思想在这节课的设计过程中，首先设置一个与学生现有知识相矛盾的实验引入课题，这样能激发学生的求知欲望，并能很快切入主题；然后利用能量转化守恒定律，分析得出闭合电路中电源电动势与内、外电压的关系和闭合电路欧姆定律，并用滑滑梯动画类比帮助学生理解；关于路端电压U和负载R的关系的探索，教师介绍实验原理电路图，采用学生分组实验，引导学生用导学卡，在实验中发现规律，交流讨论并用所学闭合电路欧姆定律知识解释实验现象，再鼓励学生代表将自己的探究成果与大家共享。

《欧姆定律》电阻三者之间的定量关系，是学习欧姆定律的基础，起着承上启下的作用，是学生理解和掌握欧姆定律的关键。

在教学中应引导学生设计实验，能画出电路图连接实物图（能记录分析数据，得出结论；能绘制U-I关系图像，（根据图像能比较电阻大小，求出电阻值）。

强调电压和电阻是因，电流是果。

（1）知道什么是电阻及电阻的单位。

（2）理解欧姆定律，并能用来解决有关电路的问题。

（3）知道导体的伏安特性，知道什么是线性元件和非线性元件。

2．过程与方法（1）通过演示实验探究电流大小的决定因素，培养学生的实验观察能力。

（2）运用数学图象法处理物理问题，培养学生运用数学进行逻辑推理的能力。

3．情感、态度和价值观：通过介绍欧姆的研究过程和“欧姆定律”的建立，激发学生的创新意识，培养学生在逆境中战胜困难的坚强性格。

2. 难点：对电阻的定义的理解PPT 一、探究电流电压关系1、探究实验：实验目的：研究导体中的电流跟导体两端电压之间的定量关系实验原理：用电压表测导体两端的电压，用电流表测导体中的电流，观察和记录数据，在坐标系中作出U —I 图象进行探究分析，找出规律，电路图所图所示2、实验过程及数据处理：把导体A接入电路中的两点间，闭合S调节滑动变阻器的滑片，可以得到关于导体A的几组电压和电流数据，如下图用描点法在直角坐标系中作U—I图象3、电阻：1）定义2）物理意义：3）定义式：4）单位：4、欧姆定律1）内容：2）表达式：3）适用条件：达标训练11、对于欧姆定律，理解正确的是（ ）A. 从R U I /= 可知，导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比B. 从I U R /=可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比C. 从 I U R /= 可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零D. 从 IR U = 可知，导体两端的电压随电阻的增大而增大 达标训练2某同学对四个电阻各进行了一次测量,把每个电阻两端的电压和通过它的电流在U-I 坐标系中描点,得到了图中a 、b 、c 、d 四个点.请比较这四个电阻值的大小.课堂小结：略。

三、新课学习，合作探究（30分钟）提出问题：什么是电流？电路中形成电流的原因是什么？鼓励学生大胆猜想：电流的变化可能与哪些因素有关？猜想假设：导体中的电流I与加在导体两端的电压U成正比，与导体的电阻R成反比。

对每一个学生的猜想给予鼓励，让学生体会到成功的幸福感。

1、设计实验（1分钟）启发和引导学生计研究解决问题的方案，应用控制变量法设计总体方案。

1.控制电阻R不变，探究电流I与电压U的关系；2.控制电压U不变，探究电流I与电阻R的关系。

初步理解电流、电压、电阻的关系，进一步体会控制变量法。

2、评估方案的可行性，进一步优化（4分钟）投影讨论题：①保持电阻不变，探究电流与电压的关系时，如何改变电压？电压和电流用什么仪器测量？②保持电压不变，探究电流与电阻的关系时，如何让控制电压不变？③本实验采用什么电路图？各仪表采用的量程多大？④设计怎样的实验数据记录表格？介绍分压法测电阻的实验电路图的优点。

实验电路图：思考讨论，积极回到问题。

根据实验原理和电路图选择所需的实验器材：学生电源、电压表、电流表和滑动变阻器各一只，5Ω、10Ω的定值电阻各一只，一个开关，导线若干。

U/v I A/A I B/A0.511.522.53通过自己设计电路培养绘图能力.培养学生严谨认真的科学态度以提示、点拨为主，以一系列问题，逐步深入，启发学生思维，引导思考的方向,控制变量法的思维探究问题。

授人以渔，物理方法教学。

培养学生的学习能力，使学生由学会转变为会学；同时在教师给出的提纲的引领下，抓住重点，提高课堂的学习效率。

3、分组实验，记录数据（4分钟）教师在学生操作技能、仪器使用上给予帮助。

收集数据等活动来实施方案。

培养动手操作能力，通过实验培养合作探究意识。

实验结论：（1）U-I 图像是一条过原点的直线;（2）同一导体，电压与电流的比值为定值.介绍德国物理学家欧姆和欧姆定律的建立了解欧姆的探究背景，体会科学家的艰辛和执着，以及一个定理的来之不易。

选修3-1第二章2.3欧姆定律”教学设计一教材分析欧姆定律是电学中的基本定律，是进一步学习电学知识和分析电路的基础，是本章的重点。

本次课的逻辑性、理论性很强，重点是学生要通过自己的实验得出欧姆定律，最关键的是两个方面：一个是实验方法，另一个就是欧姆定律。

欧姆定律的含义主要是学生在实验的过程中逐渐理解，而且定律的形式很简单，所以是重点而不是难点。

学生对实验方法的掌握既是重点也是难点，这个实验难度比较大，主要在实验的设计、数据的记录以及数据的分析方面。

由于实验的难度比较大，学生出现错误的可能性也比较大，所以实验的评估和交流也比较重要。

这些方面都需要教师的引导和协助，所以这次课采用启发式综合教学法。

二教学目标知识与技能①使学生会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和其中的电流。

②通过实验认识电流、电压和电阻的关系。

③会观察、收集实验中的数据并对数据进行分析。

过程与方法①根据已有的知识猜测未知的知识。

②经历欧姆定律的发现过程并掌握实验的思路、方法。

③能对自己的实验结果进行评估，找到成功和失败的原因。

情感、态度与价值观①让学生用联系的观点看待周围的事物并能设计实验方案证实自己的猜测。

②培养学生大胆猜想，小心求证，形成严谨的科学精神。

三教学重点与难点重点：掌握实验方法；理解欧姆定律。

难点：设计实验过程；实验数据的分析；实验结果的评估。

四学情分析在技能方面是练习用电压表测电压，在知识方面是研究串、并联电路中的电压关系。

这是一节探索性实验课，让学生自主实验、观察记录，自行分析，归纳总结得出结论。

学生对探索性实验有浓厚的兴趣，这种方式能激发学生的创造性思维活动有利于提高认知能力和实验能力，但由于学生的探究能力尚不够成熟，引导培养学生探究能力是本节课的难点五教学方法启发式综合教学法。

六课前准备教具：投影仪、投影片。

学具：电源、开关、导线、定值电阻（5Ω、10Ω）、滑动变阻器、电压表和电流表。

七课时安排一课时八教学过程投影一道与生活有关的题目。

4电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律(教师用书独具)●课标要求1．知道电源的电动势和内阻．2．理解闭合电路的欧姆定律．3．测量电源的电动势和内电阻．●课标解读1．知道电源是将其他形式的能转化为电能的装置．2．了解电路中自由电荷定向移动过程中静电力和非静电力做功与能量间转化的关系．3．了解电源电动势及内阻的含义．4．理解闭合电路欧姆定律，理解内外电路的电势降落．5．会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系，并能进行电路分析与计算．●教学地位闭合电路欧姆定律的应用是高考命题的热点，常与其他电路知识相结合，以选择题的形式出现.(教师用书独具)●新课导入建议日常生活中我们会接触到各种各样的电源，如石英钟、遥控器中用的干电池(1号、5号、7号等)；摩托车、汽车、电动车上用的蓄电池；手机中用的锂电池；电子手表中用的钮扣电池等．干电池、手机中的锂电池、钮扣电池和一节铅蓄电池的电动势各是多大？同一个电池对不同电阻供电时，电池两极电压和电路中的电流与外电路电阻有什么关系？今天我们就来解决这些问题．●教学流程设计课前预习安排：1．看教材2.填写【课前自主导学】(同学之间可进行讨论步骤1：导入新课，本节教学地位分析步骤2：老师提问，检查预习效果(可多提问几个学生步骤3：师生互动完成“探究1”互动方式(除例1外可再变换命题角度，补充一个例题以拓展学生思路)步骤7：完成“探究3”(重在讲解规律方法技巧步骤6：师生互动完成“探究2”(方式同完成“探究1”相同步骤5：让学生完成【迁移应用】检查完成情况并点评步骤4：教师通过例题讲解总结闭合电路动态问题的分析方法步骤8：指导学生完成【当堂双基达标】，验证学习情况步骤9：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课后知能检测】1.(1)电源的电动势①电源：把其它形式的能转化为电能的装置．②电动势(ⅰ)大小等于没有接入电路时两极间的电压，用字母E表示．(ⅱ)物理意义：表示电源把其他形式的能转化成电势能的本领．(2)电源的内阻电源内部也是一段电路，也有电阻，它就是电源的内电阻，简称内阻，常用符号r来表示．2．思考判断(1)电源提供的电能越多，电源的电动势越大．(×)(2)电池是将化学能转化为电势能，光电池是将光能转化为电势能．(√)(3)当电路中通过1库仑的电荷量时，电源消耗的其他形式能的数值等于电源电动势的值．(√)3．探究交流电源的电动势和外接电路的负载有什么关系？【提示】电源的电动势只和电源本身有关，与所接的负载无关.1.(1)闭合电路只有用导线把电源、用电器连成一个闭合电路才有电流．用电器、导线组成外电路，电源内部是内电路．在外电路中，沿电流方向电势降低，在内电路中电流从负极到正极．(2)闭合电路欧姆定律①内容：在外电路为纯电阻的闭合电路中，电流的大小跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比．②公式：I＝ER＋r.③适用范围：外电路为纯电阻电路．2．思考判断(1)电源的电动势等于外电路电阻两端的电压．(×)(2)对整个闭合电路来说，内、外电阻串联，它们分担的电压之和等于电源电动势的大小．(√)(3)在闭合电路中，电源的电动势等于内、外电路上电压之和，所以电动势实质上就是电压．(×)3．探究交流闭合电路欧姆定律公式中，E 、R 、r 的物理意义各是什么？【提示】 E 代表电源的电动势，R 代表外电路的电阻，r 代表内电路的电阻.路端电压与外电阻、电流的关系(1)U ＝E －Ir ，对给定的电源来说，E 和r 是一定的①当外电阻R 增大时，电流I 减小，内电压减小，路端电压增大，当外电路断开，即R 为无穷大时，I ＝0，U 内＝0，U 外＝E .这就是说，开路时的路端电压等于电源电动势．②当外电阻R 减小时，电流I 增大，内电压增大，路端电压减小． ③当电源两端短路时，则电阻R ＝0，此时电流I ＝Er ，叫短路电流．(2)路端电压与电流的关系图像由U ＝E －Ir 可知，U －I 图像是一条向下倾斜的直线．如图2－4－1所示：图2－4－1①图线与纵轴截距的意义：电源电动势． ②图线与横轴截距的意义：短路电流． ③图线斜率的意义：电源的内阻． 2．思考判断(1)当电源短路时，路端电压等于电源的电动势．(×)(2)由于电源内阻很小，所以短路时会形成很大的电流，为保护电源，绝对不能把电源两极直接相连接．(√)(3)电源断开时，电流为零，所以路端电压也为零．(×) 3．探究交流上述路端电压U 与电流I 的图像中，UI表示外电阻还是内电阻？【提示】 因U 为路端电压，U I 表示外电阻R 的大小，而ΔUΔI 表示图线斜率，就是电源内阻的大小.1．用电压表测量闭合电路电源两端的电压，电压表的示数等于电源电动势吗？ 2．在含有电动机的电路中，能用闭合电路的欧姆定律求电流吗？3．当外电路的电阻增大时，闭合电路中的电流如何变化？路端电压是增大还是减小？ 1．对闭合电路的欧姆定律的理解 (1)I ＝ER ＋r或E ＝IR ＋Ir ，只适用于外电路为纯电阻电路的情况，对外电路中含有非纯电阻元件(如电动机、电解槽等)的电路不适用．(2)E ＝U 外＋U 内＝U 外＋Ir ，即电源电动势等于内外电路的电压之和．普遍适用于外电路为任意用电器的情况，当外电路断开时，I ＝0，内电压U 内＝Ir ＝0，U 外＝E ，即只有当外电路断开时，电源两端的电压才等于电动势．(3)将电压表接在电源两极间测得的电压U 外是指路端电压，不是内电路两端的电压，也不是电源电动势，所以U 外<E .(4)电动势和路端电压虽然是有相同的单位且有时数值也相同，但二者是本质不同的物理量．电动势反映了电源将其他形式的能转化为电能的本领大小，路端电压反映了外电路中电能转化为其他形式的能的本领大小．2．闭合电路动态分析的步骤闭合电路中由于局部电阻变化(或开关的通断)引起各部分电压、电流(或灯泡明暗)发生变化的问题分析的基本步骤是：(1)明确各部分电路的串并联关系，特别要注意电流表或电压表测量的是哪部分电路的电流或电压．(2)由局部电路电阻的变化确定外电路总电阻的变化． (3)根据闭合电路欧姆定律I ＝ER ＋r判断电路中总电流如何变化． (4)根据U 内＝Ir ，判断电源的内电压如何变化．(5)根据U 外＝E －U 内，判断电源的外电压(路端电压)如何变化． (6)根据串并联电路的特点判断各部分电路的电流或电压如何变化．1．在闭合电路中，任何一个电阻的增大(或减小)，都将引起电路总电阻的增大(或减小)，该电阻两端的电压一定会增大(或减小)．2．某支路开关断开时，相当于该支路电阻增大，开关闭合时，相当于该支路电阻减小．(2012·雅安高二检测)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2－4－2所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向b 端时，下列说法正确的是( )A ．电压表和电流表读数都增大B ．电压表和电流表读数都减小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【审题指导】 首先根据滑片的移动情况判断R 连入电路的阻值如何变化，然后判断外电阻如何变化，外电压如何变化，进而分析各部分电压及电流的变化．【解析】 由电路图可知，滑动变阻器的触头向b 端滑动时，其连入电路的阻值变大，导致整个电路的外电阻R 外增大，由U ＝E R 外＋r R 外＝E 1＋r R 外知路端电压即电压表的读数变大；而R 1的分压UR 1＝E R 外＋r R 1减小，故R 2两端的电压UR 2＝U －UR 1增大，再据I ＝UR 2R 2可得通过R 2的电流即电流表的读数增大，所以A 项正确．【答案】A直流电路的动态分析1．引起电路特性发生变化主要有三种情况：(1)滑动变阻器滑片位置的改变，使电路的电阻发生变化；(2)电键的闭合、断开或换向(双掷电键)使电路结构发生变化；(3)非理想电表的接入使电路的结构发生变化．2．进行动态分析的常见思路是：由部分电阻变化推断外电路总电阻(R外)的变化，再由全电路欧姆定律I总＝ER外＋r讨论干路电流I总的变化，最后再根据具体情况分别确定各元件上其他量的变化情况．3．分析方法(1)程序法：基本思路是“部分→整体→部分”．即从阻值变化入手，由串并联规律判知R总的变化情况，再由欧姆定律判知I总和U端的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判知各部分的变化情况．(2)结论法——“并同串反”：“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、两端电压、电功率都将增大；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．“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、两端电压、电功率都将减小；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．(3)特殊值法与极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论．一般用于滑动变阻器两部分在电路中都有电流时的讨论．图2－4－31．如图2－4－3所示电路，电源内阻不可忽略．开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()A．电压表与电流表的示数都减小B．电压表与电流表的示数都增大C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．电压表的示数减小，电流表的示数增大【解析】当R0滑动端向下滑动时，R0减小，则电路中总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，所以电压表示数减小，又由于R1两端电压增大，R1两端电压减小，故电流表示数减小，A项正确．【答案】 A1．闭合电路的U－I图像与电阻的U－I图像有什么不同？2．如何在闭合电路的U－I图像上确定电源的电动势和内电阻？1．闭合电路U－I图像的物理意义反映路端电压U随电流I的变化关系，如图2－4－4所示是一条斜向下的直线．图2－4－42．闭合电路U －I 图像的应用(1)当外电路断路时(即R →∞，I ＝0)：纵轴上的截距表示电源的电动势E (E ＝U 端)； 当外电路短路时(R ＝0，U ＝0)：横坐标的截距表示电源的短路电流I 短＝E /r . (2)图线的斜率：其绝对值为电源的内电阻．(3)该直线上任意一点与原点连线的斜率：表示该状态时外电阻的大小．(2013·巴中高二检测)电源与电阻R 组成串联电路，路端电压U 随电流的变化图线及电阻R 的U －I 图线如图2－4－5所示，求：图2－4－5(1)电源的电动势和内阻； (2)电源的路端电压．【审题指导】 审题时应把握以下两点： (1)明确每一条图线的物理意义． (2)明确两条图线上交点的物理意义． 【解析】 (1)由图像可知电源电动势：E ＝4 V ，短路电流I 短＝4 A 所以电源内阻为：r ＝EI 短＝1 Ω.(2)由图像知：电源与电阻串联后的电流为I ＝1 A 此时对应路端电压为U ＝3 V . 【答案】 (1)4 A 1 Ω (2)3 V路端电压的U－I图像表示的是电源的性质，电阻的U－I图像表示的是导体的性质，只有在两图像的交点上才能把两方面知识结合起来．2．如图2－4－6所示，a、b为两电源的路端电压U和电路中的电流I的关系图线，则()图2－4－6A．a电源电动势等于b电源的电动势B．a电源的内阻大于b电源的内阻C．若电流变化相同，a路端电压变化小D．若路端电压变化相同，a电流变化大【解析】由图知与U轴交点表电动势，故A对．斜率绝对值表示内阻大小，故B错．由右图知当ΔI相同时，ΔU b＞ΔU a，故C正确．若ΔU相同，则有ΔI b＜ΔI a，故D对．【答案】ACD图2－4－7如图2－4－7所示的电路中，电源的电动势为E ，内阻忽略不计，R 1、R 2、R 3、R 4均为定值电阻，C 是电容器，开关S 是断开的，现将开关S 闭合，则在闭合S 后的较长时间内，通过R 4的电荷量是多少？【规范解答】 S 断开时，电源与R 1、R 2串联，R 3、R 4和电容器串联后与R 2并联，由于电容器可看做断路，故R 3、R 4上电压为零，电容器上的电压等于R 2的电压，且上极板电势高，带正电．Q 1＝CR 2E R 1＋R 2S 闭合时，R 1、R 2串联后与R 3并联，R 4和电容器串联后并联在R 1两端，电容器上的电压等于R 1两端的电压，且上极板电势低，带负电．Q 2＝CR 1ER 1＋R 2闭合S 后的较长时间内，通过R 4的电荷量为Δ Q ＝Q 1＋Q 2＝CR 2E R 1＋R 2＋CR 1ER 1＋R 2＝CE .【答案】 CE分析含电容器的直流电路时注意的四点1．在直流电路中，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件，一旦电路达到稳定状态，在电容器处电路看做是断路．2．电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压．3．当电容器和用电器并联后接入电路时，电容器两极板间的电压与其并联用电器两端的电压相等．4．电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充(放)电．如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它并联的电路放电．可以根据正极板电荷变化情况来判断电流方向．【备课资源】(教师用书独具)电池组用电器在额定电压和额定电流下才能正常工作．为了使用电器正常工作，必须配有合适的电源．然而，任何一个电池都有一定的电动势和允许通过的最大电流．为此，必须将若干个电池组成电池组，以适应不同规格用电器的需要．通常都是用相同的电池组成电池组．设每个电池的电动势为E，内阻为r，若将n个电池的正极和负极依次连接起来，便组成了串联电池组．串联电池组的电动势和内阻分别为：E串＝nE，r串＝nr.若将n个电池的正极和正极相连接，负极和负极相连接，便组成了并联电池组．并联电池组的电动势和内阻分别为：E并＝E，r并＝rn.1．下列说法中正确的是()A．电源的电动势实质上就是电源两极间的电压B．电源的电动势在数值上等于断路时两极间的电压C．电源的电动势与电压的单位相同，但与电压有本质的区别D．电动势越大，电源两极间的电压一定越高【解析】电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量．而电压是电场中两点间的电势差，电动势与电压有着本质的区别，所以A选项错，C选项对．当电源开路时，两极间的电压在数值上等于电源的电动势，但在闭合电路中，电源两极间的电压(路端电压)随外电阻的增大而增大，随外电阻的减小而减小，当电源短路时，R外＝0，这时路端电压为零，所以B正确，D选项错．【答案】BC2．下列关于闭合电路的说法中，错误的是()A．电源短路时，电源的内电压等于电动势B．电源短路时，路端电压为零C．电源断路时，路端电压最大D．电路的外电阻增加时，路端电压减小【解析】根据闭合电路欧姆定律E＝IR＋Ir，当外电路短路时，R＝0，E＝Ir，U＝0，所以A、B正确；当外电路断路时，I＝0，Ir＝0，E＝U外，C正确；电路的外电阻增加时，路端电压应增大，D错误．【答案】 D3．(2012·天津高二检测)一电池外电路断开时的路端电压为3 V，接上8 Ω的负载电阻后路端电压降为2.4 V，则可以判定电池的电动势E和电阻r为()A．E＝2.4 V，r＝1 ΩB．E＝3 V，r＝2 ΩC．E＝2.4 V，r＝2 ΩD．E＝3 V，r＝1 Ω【解析】因为电路断开时路端电压为3 V，所以E＝3 V当R ＝8 Ω时，U ＝2.4 V ，所以I ＝U R ＝2.48 A ＝0.3 AE ＝U ＋Ir ，所以r ＝2 Ω. 【答案】 B4．如图2－4－8所示，当R 3的触头向右移动时，电压表V 1和电压表V 2的示数的变化量分别为ΔU 1和ΔU 2(均取绝对值)．则下列说法中正确的是( )图2－4－8A ．ΔU 1>ΔU 2B ．ΔU 1<ΔU 2C ．电压表V 1的示数变小D ．电压表V 2的示数变小【解析】 当R 3的触头向右移动时，接入电路的电阻减小，电源输出电流增大，电压表V 2的示数变大，电压表V 1的示数变小，选项C 正确，D 错误；设电源内阻为r ，内阻上电压变化量为ΔU r ＝ΔIr ，当R 3的触头向右移动时，U r 增大，U 2增大，U 1减小，所以ΔU 1>ΔU 2，选项A 正确，B 错误．【答案】 AC5．如图2－4－9所示的电路中，当S 闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数分别为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 ，求电源的电动势和内阻．图2－4－9【解析】 方法一：当S 闭合时，R 1、R 2并联接入电路，由闭合电路欧姆定律E ＝U ＋Ir 得E ＝1.6 V ＋0.4r ；当S 断开时，只有R 1接入电路，由闭合电路欧姆定律E ＝U ＋Ir 得E ＝(1.6＋0.1)V ＋(0.4－0.1)r ，由上两式得E ＝2 V ，r ＝1 Ω.方法二：(图像法)画出U －I 图像如图所示，因为图线的斜率r ＝|ΔUΔI |＝1 Ω，由闭合电路欧姆定律得E ＝U ＋Ir ＝1.6 V ＋0.4×1 V ＝2 V ，故电源电动势为2 V.【答案】 E ＝2 V r ＝1 Ω1．对于不同型号的干电池，下列说法中正确的是( ) A ．1号干电池的电动势大于5号干电池的电动势 B ．1号干电池的容量比5号干电池的容量大 C ．1号干电池的内阻比5号干电池的内阻大D ．把1号和5号干电池分别连入电路中，若电流I 相同，则它们做功的快慢相同 【解析】 电池的电动势取决于正、负极材料及电解液的化学性质，与体积大小无关，A 错．电池的容量与体积大小有关，B 正确．电池的内阻与体积大小无关，C 错.1号和5号电池电动势相同，电流相同时，做功快慢也相同，D 正确．【答案】 BD2．一太阳能电池板，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的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压为( )A ．0.10 VB ．0.20 VC ．0.30 VD ．0.40 V【解析】 由题意知它的开路电压为800 mV ，可知电源电动势为800 mV ，由题意短路电流为40 mA ，而短路电流I 短＝Er ，可得电源内阻为r ＝20 Ω，该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路，内外电阻相等，即路端电压为400 mV ＝0.40 V ，所以D 对．【答案】 D 3.图2－4－10如图2－4－10所示为某一电源的U －I 曲线，由图可知( ) A ．电源电动势为2 V B ．电源内电阻为13 ΩC ．电源短路时电流为6 AD ．电路路端电压为1 V 时，电路中电流为5 A【解析】 在U －I 图知，电源的电动势E ＝2 V ．r ＝|Δ U Δ I |＝1.26 Ω＝0.2 Ω.当U ＝1 V 时，I ＝E －U r ＝10.2A ＝5 A【答案】 AD图2－4－114．如图2－4－11所示电路中，当电阻箱R 由2 Ω改为6 Ω时，电流减小为原来的一半，则电源的内电阻为( )A ．1 ΩB ．2 ΩC ．3 ΩD ．4Ω【解析】 设电源电动势为E ，内阻为r 当R ＝2 Ω时的电流为I 则I ＝E2＋r①由题意可知12I ＝E6＋r②联立①②解得r ＝2 Ω，故选项B 正确． 【答案】 B 5.图2－4－12(2012·阿坝州高二检测)在图2－4－12所示电路中E 为电源，其电动势E ＝9.0 V ，内阻可忽略不计；AB 为滑动变阻器，其电阻R ＝30 Ω；L 为一小灯泡．其额定电压U ＝6.0 V ，额定功率P ＝1.8 W ；K 为电键．开始时滑动变阻器的触头位于B 端，现在接通电键K ，然后将触头缓慢地向A 端滑动，当到达某一位置C 处时，小灯泡刚好正常发光，则CB 之间的电阻应为( )A ．10 ΩB ．20 ΩC ．15 ΩD ．5 Ω【解析】 本题中小灯泡正好正常发光，说明此时小灯泡达到额定电流I额＝P /U ＝1.8/6.0 A ＝0.3 A ，两端电压达到额定电压U 额＝6.0 V ，而小灯泡和电源、滑动电阻AC 串联，则电阻AC 的电流与小灯泡的电流相等，则R AC ＝U AC I AC ＝E －U L I AC ＝9.0－6.00.3 Ω＝10 Ω，R CB ＝R －R AC ＝(30－10) Ω＝20 Ω，所以B 选项正确．【答案】 B6．如图2－4－13所示电路中，4个电阻阻值均为R ，开关S 闭合时，有质量为m 、带电量为q 的小球静止于水平放置的平行板电容器的正中间．现断开开关S ，则下列说法正确的是( )图2－4－13A ．小球带负电B ．断开开关后电容器的带电量减小C ．断开开关后带电小球向下运动D ．断开开关后带电小球向上运动【解析】 由电路图知，电容器的上极板带正电，小球受到向上的电场力而平衡，所以小球带负电，A 正确．当开关S 断开后，电容器两端的电压(即竖直方向电阻的分压)变小，电容器的带电量减小，小球受到的电场力变小，小球将向下运动，B 、C 正确，D 错误．【答案】 ABC7．如图2－4－14所示是一实验电路图．在滑动触头由a 端滑向b 端的过程中，下列表述正确的是( )图2－4－14A ．路端电压变小B ．电流表的示数变大C ．流过电源的电流变小D ．电路的总电阻变大【解析】 当滑片向b 端滑动时，接入电路中的电阻减少，使得总电阻减小，D 错．根据I ＝ER 总，可知总电流在增加，根据闭合电路中的欧姆定律有E ＝Ir ＋U外，可知路端电压在减小，A 对，C 错．流过电流表的示数为I ＝U 外R 3，可知电流在减小，B 错．【答案】 A 8.图2－4－15(2011·海南高考)如图2－4－15所示E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，○V与Ⓐ分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则() A．○V的读数变大，Ⓐ的读数变小B．○V的读数变大，Ⓐ的读数变大C．○V的读数变小，Ⓐ的读数变小D．○V的读数变小，Ⓐ的读数变大【解析】S断开时，外电路总电阻增大，总电流减小，故路端电压增大，电压表示数增大，由于R3两端电压增大，故通过R3的电流增大，电流表示数增大，故B正确．【答案】 B9.(2012·武汉高二检测)如图2－4－16所示电路，闭合开关S，两个灯泡都不亮，电流表指针几乎不动，而电压表指针有明显偏转，该电路的故障可能是()2－4－16A．电流表坏了或未接好B．从点a经过灯L1到点b的电路中有断路C．灯L2的灯丝断了或灯座未接通D．电流表和灯L1、L2都坏了【解析】由于闭合开关，两灯不亮，电流表无示数，可以判定电路中某处断路，电压表有示数，所以应是a经L1到b点间有断路，故B正确．【答案】 B10.图2－4－17法国和德国两名科学家先后独立发现了“巨磁电阻”效应，共同获得2007年诺贝尔物理学奖．所谓“巨磁电阻”效应，是指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化的现象．物理兴趣小组的同学从“巨磁电阻”效应联想到一些应用，他们的探究如下：为了儿童安全，布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针，可以先将玩具放置在强磁场中，若其中有断针，则断针被磁化，用磁报警装置可以检测到断针的存在．如图2－4－17所示是磁报警装置一部分电路示意图，其中R B是利用“巨磁电阻”效应而制作的磁敏传感器，它的电阻随断针的出现而减小，a、b接报警器，当传感器R B所在处出现断针时，电流表的电流I、ab两端的电压U将()A．I变大，U变大B．I变小，U变小C．I变大，U变小D．I变小，U变大【解析】当R B处出现断针时，R B减小，R总减小，I总增大，I总r增大，U ab＝E－I总r将减小；由于I总增大，所以R1分压增大，U R1＋U RB ＝U ab，可得U RB减小，I R3减小，由I R3＋I＝I总，可得I增大．【答案】 C11.图2－4－18如图2－4－18所示的电路中，电源的电动势E ＝3.0 V ，内阻r ＝1.0 Ω；电阻R 1＝10 Ω，R 2＝10 Ω，R 3＝30 Ω，R 4＝35 Ω；电容器的电容C ＝10 μF.电容器原来不带电．求接通电键K 并达到稳定的过程中流过R 4的总电荷量．【解析】 由电阻的串并联公式，得闭合电路的总电阻为R ＝R 1(R 2＋R 3)R 1＋R 2＋R 3＋r ＝9.0 Ω 由欧姆定律得通过电源的电流I ＝E /R ＝1/3 A电源的路端电压U ＝E －Ir ＝8/3 V电阻R 3两端的电压U ′＝R 3R 2＋R 3U ＝2 V 通过R 4的总电荷量就是电容器的带电荷量Q ＝CU ′＝2.0×10－5 C【答案】 2.0×10－5 C 12．如图2－4－19所示的电路中，电阻R 1＝9 Ω，R 2＝15 Ω，电源电动势E ＝12 V ，内电阻r ＝1 Ω.求当电流表示数为0.4 A 时，变阻器R 3的阻值为多大？图2－4－19【解析】 R 2两端的电压U 2＝I 2R 2＝0.4×15 V ＝6 V ，设总电流为I ，则有：E －I (r ＋R 1)＝U 2，即12－I (1＋9)＝6，解得I ＝0.6 A ，通过R 3的电流I 3＝I －I 2＝(0.6－0.4)A ＝0.2 A ，所以R 3的阻值为：R 3＝U 2I 3＝60.2Ω＝30 Ω. 【答案】 30 Ω。

2. 电阻定律-教科版选修3-1教案1. 教学目标•理解欧姆定律。

•掌握电阻的概念及计算方法。

•熟悉串、并联电路中的电阻计算方法。

•培养学生的实验能力和观察能力。

2. 教学重点和难点2.1 教学重点•欧姆定律的理解。

•电阻的计算方法。

•串、并联电路中电阻的计算方法。

2.2 教学难点•电阻计算方法的深入理解。

•串、并联电路中电阻计算方法的应用。

3. 教学方法3.1 讲授法通过讲述欧姆定律、电阻的概念及计算方法、串、并联电路中的电阻计算方法等，让学生了解理论知识。

3.2 实验法通过实验，让学生亲自操作电路和测量数据，加深对电阻定律的理解。

3.3 归纳法通过归纳串、并联电路中电阻的计算方法，提高学生的综合分析能力。

4. 教学过程4.1 欧姆定律讲解欧姆定律的定义和公式：电流I经过电阻R的导体时所产生的电势差U 和I的比值为常数，称为电阻R。

即：U = RI让学生理解欧姆定律的意义，说明电阻对电路的影响。

4.2 电阻的计算方法让学生了解电阻的计算方法：•用万用表测量电阻值。

•用电阻计测量电阻值。

•根据电阻材料、尺寸、温度等条件计算电阻值。

并在实验中予以验证和应用。

4.3 串、并联电路中的电阻计算方法分别介绍串联电路和并联电路中电阻的计算方法，并通过实验让学生体验其中的异同之处。

4.4 实验环节通过实验，让学生熟悉电路和测量数据的方法，掌握电阻的测量方法和计算方法。

5. 总结与反思通过本次学习，学生应该对欧姆定律、电阻的概念及计算方法、串、并联电路中的电阻计算方法有了全面的了解。

为了更好地掌握电阻定律，学生应该多参与实验，熟练掌握测量和计算方法。

y0x3 欧姆定律[教材分析]本节教材内容涉及两个问题，一是欧姆定律，二是导体的伏安特性曲线。

这两个知识点在电学中占有重要地位，尤其欧姆定律是电路分析的基础，对欧姆定律的理解与掌握直接影响到闭合电路欧姆定律的学习。

通过初中的学习，学生对电路中的电压、电流、电阻有了初步的认识。

因此，高中阶段对欧姆定律的学习，在承前的基础上，通过探究活动，提高对电路及各物理量关系的认识。

本节教材内容是探究教学的好素材。

通过探究实验，不仅能够培养学生动手操作能力，更能很好地培养学生通过图像探究、分析、归纳物理规律的能力，同时，对物理量间的关系会有更深刻的认识。

比如，电阻的定义式R＝U／I和欧姆定律I＝U／R中，R、U、I三者间关系的不同。

[教学目标]（一）知识与技能1、知道电阻的定义，理解电阻的大小与电压的关系。

2、.掌握欧姆定律内容及适用范围，并能对电路中的相关问题进行分析。

3、知道导体的伏安特性曲线，知道什么是线性元件和非线性元件，并能够通过实验测绘一般导体的伏安特性曲线。

（二）过程与方法1、经历探究导体电压和电流关系的实验过程，体会利用U-I图象来处理、分析实验数据、总结实验规律的方法。

2、通过测绘小灯泡的伏安特性曲线实验，掌握在实验电路中调节电压的方法，体会物理图象信息反馈的直观性。

（三）情感、态度与价值观通过探究性实验和“欧姆定律”建立的史实，激发追求科学的精神，树立严谨的科学态度。

[教学重点与难点]对欧姆定律的理解与应用，导体的伏安特性曲线[教法与学法]问题导学、合作探究[温故知新]1、函数y=2x图象如右图1，图线的斜率是多少？某函数的图象如右图2，图线的斜率是如何变化的？2、U、I、R是初中学习过的三个物理量的符号，表示的物理量分别是、、，三者之间的关系是，I的定义式为。

3、请预习课本46页演示实验，分析实验电路中电压是如何调节的？电流表、电压表的使用需注意什么问题?您能熟练读出电压表、电流表的示数吗？[教学过程]一、欧姆定律〖学点1〗探究导体中电流I与电压U的关系实验步骤：1、根据电路图连接实验器材，讨论连接电路中要注意的问题。

课题第七节闭合电路欧姆定律授课时间教学目标知识与技能1．了解欧姆发现闭合电路欧姆定律的实验方法和思维；2．知道电源的电动势等于内电压、外电压之和；3．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。

过程与方法1．通过实验数据分析培养学生的逻辑思维能力；2．培养学生分析解决问题能力，会用闭合电路欧姆定律分析实际问题。

情感态度与价值观1．渗透物理学史的教育，培养学生的兴趣2．解释物理实验现象。

教学重点1．建立闭合电路欧姆定律；2．端电压与外电阻、电流之间的关系。

教学难点 1．闭合回路中电源电动势等于电路上内、外电压之和；2．应用闭合电路欧姆定律解决实际问题。

课程类型新授课教学方法讲授法、归纳法教学工具多媒体辅助教学过程导入新课两台手摇发电机，摇动手柄发电机就会产生电动势。

这是一台自制电压指示仪，电压指示仪两边各分布了一排发光二极管，当输入电压越高，二极管亮了数量越多，输入电压越小，二极管亮了数量越少。

现将手摇发电机的输出端与电压指示仪相连，通过电压指示仪可以比较手摇发电机的外电压的大小。

先演示一下，慢摇时，指示灯亮的少些，快摇时，指示灯亮的多些。

请一男一女两位同学手摇发电机，用两台手摇发电机分别对一台自制电压显示仪供电，女同学的手摇发电机装置中的灯泡取下，男同学的手摇发电机装置中的灯泡保留，学生观察到男同学摇的更快，产生的电动势应该要更大些，可是电压指示仪反映了女同学的电压要更高一些，为什么会这样呢？要想很好的解释这个实验，就需要先来学习今天我们要学习的内容——闭合电路欧姆定律。

教学内容一、探究电源电动势和电源外电压、电源内电压的关系介绍自制化学原电池。

铜棒作为原电池的正极，锌棒作为原电池的负极，U型槽内装有电解液。

在正负极附近分别放上一段铜线作为探针，用来测内电路电压，利用电压表测内外电压验证闭合电路欧姆定律得出的结论。

通过改变电阻箱阻值改变外电阻大小，通过挤压中间连通管，改变其横截面积，从而改变电源内电阻大小。

第1节 欧_姆_定_律1．电荷的定向移动形成电流，电流是标量，但有方向， 规定正电荷定向移动的方向为电流方向。

2．欧姆定律的表达式为I ＝UR，此式仅适用于纯电阻电路。

3．电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小，其定义式为R ＝UI，电阻的大小取决于导体本身，与U 和I 无关。

4．电学元件的电流I 随电压U 变化的关系图线叫元件的 伏安特性曲线。

5．在温度不变时，线性元件的伏安特性曲线是一条过原 点的直线，其斜率表示电阻的倒数，非线性元件的伏 安特性曲线不是直线。

一、电流 1．形成条件(1)导体中要有能自由移动的电荷。

(2)导体内存在电场。

2．定义：通过导体横截面的电荷量q 跟通过这些电荷所用时间t 的比值，用I 表示。

3．公式：I ＝qt。

4．单位：国际单位是安培(A)，常用单位有毫安(mA)和微安(μA)，1 A ＝103mA ＝106μA。

5．方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。

6．直流电：(1)直流电：方向不随时间变化的电流。

(2)恒定电流：方向和大小都不随时间变化的电流。

二、欧姆定律 电阻1．电阻(1)定义：加在导体两端的电压与通过它的电流的比值。

(2)定义式：R ＝U I。

(3)物理意义：反映导体对电流阻碍作用的大小。

(4)单位：欧姆，符号为Ω，常用的还有kΩ、MΩ。

1 kΩ＝103Ω，1 MΩ＝106Ω。

2．欧姆定律(1)内容：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。

(2)公式：I ＝U R。

(3)适用范围：欧姆定律对金属导体导电和电解质溶液适用，但对气态导体和半导体元件并不适用。

三、伏安特性曲线1．定义：建立平面直角坐标系，用纵轴表示电流I ，用横轴表示电压U ，画出的I ­U 图线即为导体的伏安特性曲线。

2．线性元件：伏安特性曲线为过原点的直线，即电流与电压成正比的电学元件，如金属导体、电解液等。

3．非线性元件：伏安特性曲线不是直线，即电流与电压不成正比的电学元件，如气态导体、晶体管等。

2.1《欧姆定律》教学设计一、教材分析1.教材的地位和作用本节内容选自教科版选修3-1第二章第一节。

本节编排在学生学习了电场、电场力、电势差等概念之后。

这样的安排将电流、电压、电阻三个量放在平等的地位上，既符合学生的认识规律，也保持了知识的结构性、系统性。

本节课采用分组讨论和分组实验进行实验探究，运用数学方法分析得出结论。

特点是重视科学方法的教育，重视科学研究的过程。

本节部分电路的欧姆定律反映了纯电阻器件的电流、电压、电阻三个量之间的关系，是解决电学问题的一把金钥匙。

所以它不仅是这一章的教学重点，也是电学中的重点内容之一。

2.教学目标（1）知识与技能目标：●理解电流的形成及形成条件●理解并掌握电流的定义式和微观表达式●学生理解欧姆定律内容，学会用欧姆定律进行计算●尝试将“实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线”电路图进行实物连线（2）过程与方法目标：●理解“控制变量法”●学会利用图像法分析实验数据（3）情感态度与价值观目标：●增强严谨细致、一丝不苟、实事求是的科学探索精神和与人合作的协作精神。

3.教学的重点与难点重点：●理解电流的形成及形成条件●理解并掌握电流的定义式和微观表达式●理解定律的内容以及其应用难点：●理解并掌握电流的定义式和微观表达式●理解欧姆定律的内容以及其应用二、学情分析学生在初中学习了电流，为本节课的学习打下了基础。

并且在初中已学习了欧姆定律并能够判断一些较易的问题。

但是学生在公式I=q/t和I=nqsv的理解上还存在一定的问题，因此在新课讲解中需给同学们交代清楚各物理量的含义。

分组教学，培养学生的团结协作的能力，让学生能够及时的发现问题并解决问题，便于教师更好的引导他们学习。

体现“学生的主体地位和教师的主导地位”这一教学理念。

三、教法主要采用分组讨论法，并辅之于讲授法、实验法、归纳法。

四、学法学法是分组讨论法。

力求通过分组讨论学习，使学生提升发现、分析和解决问题的能力。

此教法学法以“主体”、“发展”教育思想为理论基点，力求让学生在教学活动中学习知识，掌握方法，发展能力。

第二章恒定电流2.7 闭合电路欧姆定律教材分析闭合电路的欧姆定律在体现功能关系上是一个很好的素材，因此帮助学生理解电路中的能量转化关系是本节的关键。

外部电路从电势降低的角度学生是容易理解的，但在内部电路，一定要让学生理解电源内部反应层的作用，把其他形式能量转化为电能，电势要增加。

学情分析学生已经从做工的角度认识了电动势的概念，本节依照通过功能关系的分析建立闭合电路的欧姆定律是可行的。

如果学生能娴熟的从功和能的角度分析物理过程，对于解决物理问题是有好处的。

新课标要求（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。

教学重点1、推导闭合电路欧姆定律，应用定律进行有关讨论。

2、路端电压与负载的关系★教学难点路端电压与负载的关系教学方法演示实验，讨论、讲解教学用具：滑动变阻器、电压表、电流表、电键、导线若干、投影仪、多媒体电脑教学过程（一）引入新课教师：前边我们知道电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。

只有用导线将电源、用电器连成闭合电路，电路中才有电流。

那么电路中的电流大小与哪些因素有关？电源提供的电能是如何在闭合电路中分配的呢？今天我们就学习这方面的知识。

学生活动教学活动〔一〕引入新课同学们在初中已经学过了欧姆定律的一些基础知识，今天我们要在初中学习的基础上，进一步学习欧姆定律的有关知识。

〔二〕进行新课1、欧姆定律教师：既然在导体的两端加上电压，导体中才有电流，那么，导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢？下面我们通过实验来探究这个问题。

演示实验：投影教材图2.3-1〔如下图〕教师：请一位同学简述如何利用如下图的实验电路来研究导体A中的电流跟导体两端的电压的关系?学生：合上电键S，改变滑动变阻器上滑片P的位置，使导体两端的电压分别为0、2.0 V、4.0 V、6.0 V、8.0 V，记下不同电压下电流表的读数，然后通过分析实验数据，得出导体中的电流跟导体两端电压的关系。

教师：选出学生代表，到讲台上读取实验数据。

将得到的实验数据填写在表格中。

换用另一导体B，重复实验。

［投影］实验数据如下U/V 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50I/A 导体AI/A 导体B教师：同学们如何分析在这次实验中得到的数据？学生：用图象法。

在直角坐标系中，用纵轴表示电压U，用横轴表示电流I，根据实验数据在坐标纸上描出相应的点。

根据这些点是否在一条直线上，来研究导体中的电流跟它两端的电压的关系。

教师：请一位同学上黑板作U-I图线。

其他学生在练习本上作。

学生：作图，如下图。

教师：这种描点作图的方法，是处理实验数据的一种基本方法，同学们一定要掌握。

分析图象，我们可以得到哪些信息？学生：对于同一导体，U-I 图象是过原点的直线，电压和电流的比值等于一个常数。

这个比值可以写成：R =IU 对于不同的导体，这个比值不同，说明这个比值只与导体自身的性质有关。

这个比值反映了导体的属性。

师生互动，得出电阻的概念：电压和电流的比值R =IU，反映了导体对电流的阻碍作用，叫做导体的电阻。

教师：将上式变形得I =RU 上式说明：I 是U 和R 的函数，即导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，这就是我们初中学过的欧姆定律。

2. 电阻定律-教科版选修3-1教案一、教学目标1.掌握欧姆定律的基本概念，能够正确理解并运用欧姆定律求解电路问题；2.理解电路中电流、电压、电阻的关系，掌握串联电阻和并联电阻的计算方法；3.培养学生的实际动手能力和实验能力，加强学生实验知识的应用。

二、教学内容2.1 欧姆定律欧姆定律是描述电阻的现象。

在讲述欧姆定律之前，首先要介绍一下电流、电阻、电压等基本概念：•电流(I)：电荷在单位时间内通过导体的数量，单位为安培(A)；•电压(U)：导体两端电势差，单位为伏特(V)；•电阻(R)：导体抵抗电流流动的程度，单位为欧姆(Ω)。

据欧姆定律所述，电阻为常数时，通过导体的电流I与它的电势差U之间成正比关系，即U = I * R2.2 串联电阻与并联电阻由于电路通常由多个电阻器组成，因此我们需要掌握电路中电阻的计算方法。

当电路中的电阻依次连接成一条线路时，我们称之为串联电阻。

如下图所示：+------------|+-----------+----+----+--+| | | |+-----------+----+----+--R1 R2 R3 R4相邻两个电阻之间的电势差分别为U1、U2、U3、U4，由欧姆定律可以得出：U1 = I * R1U2 = I * R2U3 = I * R3U4 = I * R4因此，整段线路的电势差为：U = U1 + U2 + U3 + U4= I * R1 + I * R2 + I * R3 + I * R4= I * (R1 + R2 + R3 + R4)可见，串联电阻的总电阻值为：R = R1 + R2 + R3 + R4当电路中的电阻相互平行时，我们称之为并联电阻。

如下图所示： +--+-----------+| | |+--+-----+-----+| |+--+--+-+---+-+--+| | | | |+--+--+-----+----+R1 R2 R3 R4各电阻并联后电势相同。

欧姆定律彭英一、素质教育目标（一）知识教学点1.理解产生电流的条件．2.理解电流的概念和定义式I＝q／t，并能进行有关计算．知道公式I＝nqvS，但不要求用此公式进行计算．3.熟练掌握欧姆定律及其表达式I＝U／R，明确欧姆定律的适用范围，能用欧姆定律解决有关电路问题．4.知道电阻的定义及定义式R＝U／I，知道电阻式描述导体导电性能的物理量。

5.能够看懂材料和器件的伏安特性曲线，并能通过实验描绘小灯泡的伏安特性曲线（二）能力训练点1.培养学生应用欧姆定律分析、处理实际问题的能力．2.培养学生重视实验、设计实验、根据实验分析、归纳物理规律的能力．3.培养学生用公式法和图像法相结合的解决问题的能力．（三）德育渗透点1.分析电流的产生有其内因和外因，引导学生研究自然科学时要坚持辩证唯物主义观点．2.欧姆定律由实验演绎得出，培养学生动手能力，培养学生严谨治学、务实求真的科学态度．3.处理实验数据有列表法和图像法．而图像法直观形象，渗透数学思维，要培养学生尊重实验结果，尊重客观规律．二、重点、难点、疑点及解决办法1.重点正确理解欧姆定律并能解决实际问题．2.难点电流概念的理解；小灯泡的伏安曲线．3.疑点对电阻定义式R＝U／I，有同学误解为电阻由电压和电流决定．4.解决办法（1）在教师指导下学生参与演示实验，记录、分析数据，归纳结论，从感性到理性来认识、理解欧姆定律．（2）利用电化教学手段，突破难点．（3）对定义性公式和决定性公式要加以区别．三、课时安排1课时四、教具学具准备小灯泡、学生电源、伏特表、安培表、待测电阻（约10－30Ω若干只）、滑动变阻器、晶体二极管、电键、导线若干．五、学生活动设计1.设问、举例，让学生积极参与，在复习初中知识基础上学习新知识．2.在教师指导下让学生设计演示实验，设计表格、图像，参与读数、记数，分析处理数据，归纳出欧姆定律．六、教学步骤（一）明确目标（略）（二）整体感知本节知识在初中学习已有基础，高中在新的要求下再次学习，可见本节知识是研究电路问题的基础，并且其中渗透了科学研究方法和思维训练．因此，在学习中要充分发挥学生的主体作用．（三）重点、难点的学习与目标完成过程1.引入新课利用生活现象夜晚万家灯火，是电流给人间带来光明；电压电流过高烧坏电器，引入电流，再结合前一章电荷在电场力的作用下会定向运动，从而产生电流进入正题。