2019-2020年新課標人教版3-1選修三2.7《閉合電路的歐姆定律》WORD教案2.doc

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2019-2020年新課標人教版3-1選修三2.7《閉合電路的歐姆定律》WORD教案2 【學習目標】 1. 知道電源的電動勢等于內(nèi)、外電路上電勢降落之和。 2．理解閉合電路的歐姆定律，并能熟練應用其解決有關的電路問題。 【重難點】 重點：推導閉合電路歐姆定律，應用定律進行有關討論。 難點：路端電壓與負載的關系 【預習自學】 1.內(nèi)、外電路： 、導線組成外電路， 是內(nèi)電路。在外電路中，沿電流方向電勢 。 2.物理情景：電源電動勢為E，內(nèi)電阻r，外電阻為R，當電鍵閉合后，電路電流為I。 ①在t時間內(nèi)外電路中電流做功產(chǎn)生的熱為：Q外= ②在t時間內(nèi)內(nèi)電路中電流做功產(chǎn)生的熱為：Q內(nèi)= ③電池化學反應層在t時間內(nèi)非靜電力做的功W= ④根據(jù)能量守恒定律可得: .閉合電路的歐姆定律： ① 內(nèi)容： ②數(shù)學表達式： ③適用條件： ④其它表示形式： ，各量的物理意義： 。 3.電動勢和電壓：斷路時的路端電壓 電源電動勢；閉合電路中，電動勢等于 電勢降落之和。 【合作探究】 〖問題〗1. 問題:對給定的電源，E、r均為定值，外電阻變化時，路端電壓U如何變化？ 2. 用課本61頁圖2.7-3探討路端電壓隨外電阻變化的規(guī)律。 ①實驗結論： 。 ②用閉合電路的歐姆定律如何解釋？ 。 ③討論兩種情況：a：斷路的特征： 。 b：短路的特征： 。 一、 閉合電路歐姆定律 1.表達式 適用于外電路為純電阻的閉合回路 2. 說明：a. 是外電路上總的電勢降落，習慣上叫路端電壓. b. 是內(nèi)電路上的電勢降落，習慣上叫內(nèi)電壓. 二、路端電壓跟負載的關系 1.路端電壓 R增大，電流減小，路端電壓增大； R減小，電流增大，路端電壓減小 ２、兩個特例 a.外電路斷路時 R→∞， I=0， U內(nèi)=0， U外=Ｅ b.外電路短路時 R→0， I=Ｅ/r， U內(nèi)=Ｅ， U=0 　 三、U—I 關系圖象： 由 U是I 的一次函 圖象的物理意義 ① 在縱軸上的截距表示電源的電動勢E． ② 在橫軸上的截距表示電源的短路電流 ③ 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． 四、閉合電路中的功率 1．電源提供的功率（電源功率） 2．電源的輸出功率（外電路得到的功率） 3．電源內(nèi)阻上的熱功率 4．閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化 電源提供電能=外電路消耗的能量+內(nèi)電路消耗的電能 5．電源的工作效率 對純電阻電路,電源的效率為: 結論：電源的效率隨外電阻的增大而增大 求證：電源的功率最大時，其效率只有50℅。 【實例分析】 【例1】在如圖所示的電路中，R1=10 Ω，R2=20 Ω，滑動變阻器R的阻值為0~50 Ω，當滑動觸頭P由a向b滑動的過程中，燈泡L的亮度變化情況是_______ A.逐漸變亮 B.逐漸變暗 C.先變亮后變暗 D.先變暗后變亮 解析：燈泡的亮度由燈的實際功率大小決定.電燈燈絲電阻不變，研究通過燈絲電流的大小可知燈的亮度. 電源電動勢E和內(nèi)阻r不變，通過燈泡電流由外電路總電阻決定。外電阻是由滑動變阻器連入電路部分的電阻決定的，當滑動觸頭由a向b滑動過程中，滑動變阻器連入電路部分的電阻增大，總電阻增大，總電流I=減少，燈泡的實際功率PL=I2RL減小，燈泡變暗。綜上所述，選項B正確。 【例2】如圖所示電路中，R1=0.8Ω，R3=6Ω，滑動變阻器的全值電阻R2=12 Ω，電源電動勢E=6 V，內(nèi)阻r=0.2 Ω，當滑動變阻器的滑片在變阻器中央位置時，閉合開關S，電路中的電流表和電壓表的讀數(shù)各是多少? 解析：外電路的總電阻為R=Ω+0.8Ω=3.8Ω 根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中的總電流為 I= A=1.5 A 即電流表A1的讀數(shù)為1.5 A 對于R2與R3組成的并聯(lián)電路，根據(jù)部分電路歐姆定律，并聯(lián)部分的電壓為 U2=IR并=I=1.53 V=4.5 V 即電壓表V2的讀數(shù)為4.5 V 對于含有R2的支路，根據(jù)部分電路歐姆定律，通過R2的電流為 I2= A=0.75 A 即電流表A2的讀數(shù)為0.75 A 電壓表V1測量電源的路端電壓，根據(jù)E=U外+U內(nèi)得 U1=E-Ir=6 V-1.50.2 V=5.7 V 即電壓表V1的讀數(shù)為5.7 V. 【課堂訓練】 1.如圖所示電路中，當開關S閉合時，電流表和電壓表讀 數(shù)的變化是( ) A.兩表讀數(shù)均變大 B.兩表讀數(shù)均變小 C.電流表讀數(shù)增大，電壓表讀數(shù)減小 D.電流表讀數(shù)減小，電壓表讀數(shù)增大 2.如圖所示的電路中，當S斷開時，電源內(nèi)部消耗的功率與輸出功率之比為1:3；當S閉合時，它們的比為1:1,則下列說法正確的是( ) A.R1:r=1:1 B.R1:R2=2:1 C.兩次輸出功率之比為1:1 D.S斷開與S閉合時輸出功率之比為3:4 3.如圖所示，直線A為電源的U—I圖線，直線B為電阻R的U—I圖線，用該電源和電阻組成閉合電路時，電源的輸出功率和電路的總功率分別是（?。? A.4 W、8 W B.2 W、4 W C.4 W、6 W D.2 W、3 W 4.如下圖所示，U=10V，電阻R1=3Ω，R2=2Ω，R3=5Ω，電容器的電容 C1=4μF，C2=1μF，求 （1）若電路穩(wěn)定后，C1、C2的帶電量？1.610-5c 110-5c （2）S斷開以后通過R2的電量及R2中電流的方向？