1、第二章 恒定電流第7節(jié) 閉合電路的歐姆定律（二）【課前準(zhǔn)備】【課型】新授課【課時】2課時【教學(xué)三維目標(biāo)】（一）知識與技能1 .理解路端電壓與負(fù)載的關(guān)系，知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá)， 并能用 來分析、計算有關(guān)問題.2 .掌握電源斷路和短路兩種特殊情況下的特點。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.（二）過程與方法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(xué)生運(yùn)用物理知識 解決實際問題的能力.（三）情感態(tài)度與價值觀加強(qiáng)對學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，通過探究物理規(guī)律培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力教教學(xué)重點難點】重點：路端電壓與負(fù)載的關(guān)系難點：路端電壓與負(fù)載的關(guān)系【教學(xué)方法】理論

2、、探究、討論、分析 、練習(xí)【教學(xué)過程】【新課】【問題】對給定的電源，E、r均為定值，外電阻變化時，電路中的電流如何變化？【回答】據(jù)I =REr可知，R增大時I減??；R減小時I增大?！締栴}】外電阻增大時，路端電壓如何變化?【演示】按電路圖連接電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器，改變外電路的電阻，觀察路端電壓怎樣隨 電流（或外電阻）而改變.【結(jié)論】當(dāng)外電阻增大時，電流減小，路端電壓增大；當(dāng)外電阻減小時，電流增大， 路端電壓減小.【問題】路端電壓與電流的關(guān)系式是什么？【回答】U= E卜【結(jié)論】就某個電源來說，電動勢E和內(nèi)阻r是一定的。當(dāng)R增大時，由I =RE；得, I減小，由U= EIr ,路端電壓增大。反之,當(dāng)

3、 R減小時，由I =RE；得，I增大， 由U= EIr ,路端電壓減小.【說一說】大家?guī)缀醵甲⒁膺^這種現(xiàn)象，傍晚是每一天的用電高峰時段， 燈光較暗， 而夜深人靜時，若打開燈的話，燈光會特別亮；在家用電器使用中，如夏季打開空 調(diào)后，你會發(fā)現(xiàn)燈泡會變暗，而關(guān)掉空調(diào)后燈泡又會馬上亮起來，這是為什么呢？【點撥】用電多時，負(fù)載增多.當(dāng)外電阻 R增大時，根據(jù)I=E" r可知，總電流I 減?。‥和r為定值）；內(nèi)電壓Ir減小，根據(jù)U外=EIr可知，路端電壓U外增大.【問題】在閉合電路中，當(dāng)外電阻等于零時，會發(fā)生什么現(xiàn)象？【回答】發(fā)生短路現(xiàn)象.【問題】發(fā)生上述現(xiàn)象時，電流有多大？【回答】當(dāng)發(fā)生短路時，

4、外電阻 R= 0, U外=0, U內(nèi)=E=卜，故短路電流I =，【問題】一般情況下，電源內(nèi)阻很小，像鉛蓄電池的內(nèi)阻只有0.005。0.1 Q,干電池的內(nèi)阻通常也不到1。，所以短路時電流很大，很大的電流會造成什么后果？【回答】可能燒壞電源，甚至引起火災(zāi).【問題】實際中，要防止短路現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)外電阻很大時，又會發(fā)生什么現(xiàn)象呢？ 【回答】斷路.斷路時，外電阻RJ,電流I=0, U內(nèi)=0, 5卜=E.【說明】有兩個極端情況：(1)當(dāng)也就是當(dāng)電路斷開時，I-0則U=E當(dāng)開路(亦稱開路)時，路 端電壓等于電源的電動勢。在用電壓表測電源的電壓時，是有電流通過電源和電 壓表，外電路并非開路，這時測得的路端電

5、壓并不等于電源的電動勢.只有當(dāng)電壓表的電阻非常大時，電流非常小，此時測出的路端電壓非常近似地等于電源的 電動勢.(2)當(dāng)&0時，I -E/r,可以認(rèn)為U=0,路端電壓等于零.這種情況叫電源短路，發(fā)生短路時，電流I叫做短路電流，I E, 一般電源內(nèi)阻都比較小，所以短路 r電流很大.由于短路電流很大，電源易燒壞，還可能引起火災(zāi)，因此要千萬避免短路.由U= E卜可知，r = 0時，U= E與外電路無關(guān)，可見rw0是U隨R變化的內(nèi)因，R發(fā)生變化是US化的外因.從而得出故障的種類和位置。一般的故障有兩種：斷路或局部短路?！纠}1】在圖中R = 14 Q, R=9 Qo當(dāng)開關(guān)處于位置1時，電流表讀

6、數(shù)I 1=0.2求電源的電動勢E和內(nèi)電阻rA;當(dāng)開關(guān)處于位置2時，電流表讀數(shù)I2= 0.3 A解析：根據(jù)閉合電路歐姆定律，題述的兩種情況可列以下兩個方程E= I1R+I 1rE= I2R2+12r消去E,解出r,得r =代入數(shù)值，得r = 1 Q將r代入E= I1R + I ir中，得E= 3 V【總結(jié)】解答閉合電路問題的一般步驟：(1)首先要認(rèn)清外電路上各元件的串并聯(lián)關(guān)系， 必要時，應(yīng)進(jìn)行電路變換，畫出 等效電路圖。(2)解題關(guān)鍵是求總電流I,求總電流的具體方法是：若已知內(nèi)、外電路上所有電阻的阻值和電源電動勢，可用閉合電路的歐姆定律 (I =言)直接求出I;若內(nèi)外電路上有多個電阻值未知，可利

7、用某一部分電路的已知電流和電壓求總電流I ;當(dāng)以上兩種方法都行不通時，可以應(yīng)用聯(lián)立方程求出I。(3)求出總電流后，再根據(jù)用、并聯(lián)電路的特點或部分電路歐姆定律求各部分電 路的電壓和電流?！舅伎寂c討論】設(shè)電源電動勢E=3v,內(nèi)阻r =2 Q .根據(jù)路端電壓與電流的關(guān)系 U= E- Ir ，以U 為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，作出U與I的關(guān)系的函數(shù)，并討論(1)外電路斷開的狀態(tài)對應(yīng)圖中的哪個點？怎樣看出這時路端電壓與電動勢的關(guān)系？(2)電動勢E的大小對圖像有什么影響？（ 3）電源短路的狀態(tài)對應(yīng)于圖中哪一點？怎么樣讀出這時電流大?。浚?4） r 的大小對圖像有什么影響？【點撥】 （ 1）外電路斷開的狀態(tài)時對應(yīng)

8、圖中圖象與縱軸的交點，路端電壓與電動勢相等（ 2）在縱軸上的截距表示電源的電動勢E（ 3）在橫軸上的截距表示電源的短路電流（ 4）圖象斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，圖線傾斜得越厲害【問題】根據(jù)U= E-Ir ,利用數(shù)學(xué)知識可以知道路端電壓U是電流I的一次函數(shù)，圖象是一條向下傾斜的直線 . 從圖象可以看出路端電壓與電流的關(guān)系是什么？【回答】 U 隨著 I 的增大而減小.【問題】直線與縱軸的交點表示的物理意義是什么？直線的斜率呢？【回答】直線與縱軸的交點表示電源的電動勢E,直線的斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻 .【規(guī)律總結(jié)】電路端電壓隨電流變化的特性圖，以下幾個特點：1線與 U 軸的交點就是電

9、源的電動勢.2曲線與 I 軸的交點就是電源短路電流.3曲線的斜率大小是電源內(nèi)電阻的大小 .4曲線上某一點坐標(biāo)之積是輸出功率.【拓展】一、閉合電路的動態(tài)分析1、總電流 I 和路端電壓U 隨外電阻R 的變化規(guī)律：當(dāng)R增大時，I變小，又據(jù)U=E-Ir知，U變大.當(dāng)R增大到8時，I=0, U=E（斷路）.當(dāng)R減小時，I變大，又據(jù)U=E-Ir知，U變小.當(dāng)R減小到零時，I=E r , U=0 （短路）2、所謂動態(tài)就是電路中某些元件（如滑動變阻器的阻值）的變化，會引起整個電路中各部分相關(guān)電學(xué)物理量的變化。解決這類問題必須根據(jù)歐姆定律及串、并聯(lián)電路的性質(zhì)進(jìn)行分析，同時，還要掌握一定的思維方法，如程序法，直觀

10、法，極端法，理想化法和特殊值法等等。3、基本思路是“部分一整體一部分”，從阻值變化的部分入手，由歐姆定律和申、 并聯(lián)電路特點判斷整個電路的總電阻，干路電流和路端電壓的變化情況，然后再深 入到部分電路中，確定各部分電路中物理量的變化情況?！揪毩?xí)】在如圖所示的電路中，R、R、R、R4皆為定值電阻，R為可變電阻，電源 的電動勢為E,內(nèi)阻為r,設(shè)電流表A的讀數(shù)為I ,電壓表V的讀數(shù)為U,當(dāng)R5的滑 動觸頭向a端移動時，判定正確的是()A. I變大，U變小B. I變大，U變大C. I變小，U變大D. I變小，U變小1-1111I郭二他R A二口1R4 Rg解析：當(dāng)R向a端移動時，其電阻變小，整個外電路的

11、電阻也變小，總電阻也變小，根據(jù)閉合電路的歐姆定律I E知道，回路的總電流I變大，內(nèi)電壓U內(nèi)=卜變大, R r外電壓5kE-U內(nèi)變小，所以電壓表的讀數(shù)變小，外電阻R及R兩端的電壓U=I(R+R) 變大，R5兩端的電壓，即R2、R3兩端的電壓為U'川外-U變小，通過電流表的電流 大小為U /(R 2+R)變小.答案：D【規(guī)律總結(jié)】 在某一閉合電路中，如果只有一個電阻變化，這個電阻的變化會引起 電路其它部分的電流、電壓、電功率的變化，它們遵循的規(guī)則是：1、凡與該可變電阻有并關(guān)系的用電器，通過它的電流、兩端的電壓、它所消耗的功 率都是該可變電阻的阻值變化情況相同.阻值增大，它們也增大.2、凡與

12、該可變電阻有用關(guān)系的用電器，通過它的電流、兩端的電壓、它所消耗的功 率都是該可變電阻的阻值變化情況相同.阻值增大，它們也增大.所謂用、并關(guān)系是 指：該電阻與可變電阻存在著串聯(lián)形式或并聯(lián)形式用這個方法可以很簡單地判定出 各種變化特點.簡單記為：并同串反二、含容電路的分析與計算電容器是一個儲存電能的元件，在直流電路中，當(dāng)電容器充、放電時，電路有充電、 放電電流，一旦電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，電容器在電路中就相當(dāng)于一個阻值無限大的元 件，在電容器處電路可看作是斷路.【練習(xí)】如下圖所示，U=10V電阻R=3Q , R=2Q , R=5Q ,電容器的電容C=4p F, 。=1，求：(1)若電路穩(wěn)定后，C、G的帶

13、電量？(2) S斷開以后通過R2的電量及R中電流的方向？解析：(1)電路穩(wěn)定后，R、R是串聯(lián)，R上沒有電流，Ci兩端的電壓等于R的電壓,C2的電壓等于 R+R的電壓，即：Ui= U R2 R2 U =4V U 2=U=10VRi R2G 的電量 Q=CUi=1.6Xl0-5CC 2 的電量 Q=GL2=1.0X10-5C(2)S斷開后G要通過R、R放電，G要通過R、R、R放電，通過R的電量是：Q=Q+Q=2.6X10-5C,由電路分析知道，C下極板帶正電，C2右極板帶正電，斷開S后瞬間，其R上的放 電電流方向為從右向左.【規(guī)律總結(jié)】(1)確定電容器和哪個電阻并聯(lián)，該電阻兩端電壓即為電容器兩端電壓。(2)在計算出電容器的帶電量后，必須同時判定兩板的極性，并標(biāo)在圖上。(3)在充放電時，電容器兩根引線上的電流方向總是相同的，所以要根據(jù)正極板電荷變化情況來判斷電流方向。(4)如果變化前后極板帶電的電性相同，那么通過每根引線的電荷量等于始末狀態(tài) 電容器電荷量的差；如果變化前后極板帶電的電性改變，那么通過每根引線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量之和?！菊n時小結(jié)】本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了路端電壓與負(fù)載的關(guān)系： 路端電壓隨著外電阻的增大而增大，隨著外電阻的減小而減小. 路端電壓與電流的關(guān)系式為 U=E-Ir ， 其 U