第十二章《電能能量守恒定律》學(xué)習(xí)活動(dòng)六：路端電壓與負(fù)載的關(guān)系課堂教學(xué)：【任務(wù)情境】教師按照如圖所示的電路圖連接好電路，閉合開(kāi)關(guān)。并向?qū)W生提出一個(gè)問(wèn)題：電壓表測(cè)量的是哪個(gè)電阻的電壓？【學(xué)習(xí)任務(wù)一】理解路端電壓、負(fù)載的概念。理論推導(dǎo)路端電壓與電流的關(guān)系大部分學(xué)生會(huì)認(rèn)為電壓表測(cè)量的是外電路的電壓，也會(huì)存在一小部分學(xué)生認(rèn)為測(cè)量的是電源電動(dòng)勢(shì)，教師通過(guò)改變R2的電阻值，發(fā)現(xiàn)隨著R2阻值的變小，電壓表的示數(shù)也開(kāi)始變小。教師：電源電動(dòng)勢(shì)是反映電源的重要參數(shù)，可以看作不變，此時(shí)電壓表測(cè)量的電壓并不是電源電動(dòng)勢(shì)，而是外電路的電壓，也稱(chēng)之為路端電壓。而像R1、R2這樣連接在外電路中的用電器，我們稱(chēng)之為負(fù)載。提出問(wèn)題：從剛才的演示實(shí)驗(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)R2阻值發(fā)生變化時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)都發(fā)生了變化，你能利用學(xué)習(xí)過(guò)的閉合電路歐姆定律，尋找兩者之間的函數(shù)關(guān)系嗎？提示：要尋找兩者之間的函數(shù)關(guān)系，需要利用電路中不變的物理量。小組交流并匯報(bào)：根據(jù)閉合電路歐姆定律E=U外+U內(nèi)，考慮到U內(nèi)=Ir，結(jié)合以上兩式，可以得到：U外=E-Ir教師總結(jié)提升：從U=E-Ir可知，對(duì)于一個(gè)確定的電路而言，電動(dòng)勢(shì)E與內(nèi)阻r的值是一定的，當(dāng)外電阻減小時(shí)，電路中的電流增大，內(nèi)阻分壓Ir增大，因此，路端電壓會(huì)減小，這也就解釋了為什么當(dāng)電路中并聯(lián)的燈泡數(shù)量增加后，燈泡會(huì)變得更暗一些。【學(xué)習(xí)任務(wù)二】繪制路端電壓與電流之間的U-I圖像，尋找規(guī)律教師：請(qǐng)同學(xué)們按照電路圖連接好電路，測(cè)量多組路端電壓和干路電流的取值，繪制其U-I圖像，看看圖像與理論推導(dǎo)出的公式是否有聯(lián)系。學(xué)生小組合作，連接電路，讀取電壓表、電流表示數(shù)，繪制圖像。得到的圖像與其表達(dá)式U=E-Ir一致。提問(wèn)：將我們繪制的圖像進(jìn)行延長(zhǎng)，可以看到圖像與縱軸、橫軸各有一個(gè)交點(diǎn)，請(qǐng)結(jié)合圖像與公式，能說(shuō)一說(shuō)縱截距與橫截距所代表的物理意義嗎？學(xué)生1：對(duì)于縱截距，此時(shí)電流為零，根據(jù)公式U=E-Ir，此時(shí)U=E，因此，縱截距上的電壓值，在數(shù)值上等于電源電動(dòng)勢(shì)。學(xué)生2：橫截距這個(gè)點(diǎn)，U=0，即路端電壓為零，也就是說(shuō)此時(shí)電路短路，這時(shí)候的電流就是短路電流。教師總結(jié)提升：在路端電壓與干路電流的U-I圖像中，我們可以利用橫縱截距得到短路電流和電源電動(dòng)勢(shì)的大小?？v截距代表了電路斷路，此時(shí)路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)，橫截距代表電路短路，此時(shí)電路中只有內(nèi)阻，因此短路電流。提問(wèn)：能否依據(jù)圖像得到電源的內(nèi)阻？學(xué)生：當(dāng)電路短路時(shí)，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得E=Ir，即根據(jù)圖像得到電源電動(dòng)勢(shì)和短路電流，通過(guò)計(jì)算可以得到電源的內(nèi)阻。提問(wèn)：從函數(shù)圖像的角度看，內(nèi)阻r代表了什么意義？學(xué)生：函數(shù)圖像的斜率的絕對(duì)值。教師總結(jié)提升：可以利用圖像的斜率求解內(nèi)阻r，即?！緦W(xué)習(xí)小結(jié)】1.知道路端電壓、負(fù)載的概念。2.理解路端電壓與電流的關(guān)系。3.知道路端電壓與電流的U-I圖像，理解其中的物理含義?！緦W(xué)習(xí)評(píng)價(jià)自測(cè)】1．一電池外電路斷開(kāi)時(shí)的路端電壓為3V，接上8Ω的負(fù)載電阻后路端電壓降為2.4V，則可以判定電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r為（

）A．E＝2.4V，r＝1Ω

B．E＝3V，r＝2ΩC．E＝2.4V，r＝2Ω

D．E＝3V，r＝1Ω答案:B解析：由外電路斷開(kāi)時(shí)路端電壓為3V可知，電源電動(dòng)勢(shì)為3V。接上8Ω的電阻后路端電壓為2.4V，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，，從而計(jì)算出電池的內(nèi)阻為2Ω，因此B選項(xiàng)正確。2．如圖所示是某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖象，下列不正確的是（

）A．電源的電動(dòng)勢(shì)為6.0VB．電源的內(nèi)阻為2ΩC．電源的短路電流為0.5AD．電流為0.3A時(shí)的外電阻是18Ω答案:C解析：根據(jù)圖像可知，此時(shí)縱截距所對(duì)應(yīng)的路端電壓大小等于電動(dòng)勢(shì)，即電動(dòng)勢(shì)大小為6V，因此A選項(xiàng)正確。當(dāng)路端電壓為5V時(shí)，電路中電流大小為0.5A，根據(jù)閉