8.5 全电路欧姆定律 教案 -2023-2024学年高二上学期（中职）物理高教版《技术物理 上册》

8-5 全电路欧姆定律 一、教学目标 1．了解内电压、外电压，短路、断路现象。 2. 理解全电路欧姆定律。 二、教学重点难点 重点：全电路的欧姆定律。 难点：端电压与负载的关系。 三、教学器材 计算机、投影仪、数字展示仪。 四、教学建议 教法建议 讲授法、讨论法、演示实验法。 教学设计方案 （一）引入新课 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。 （二）课程内容 1．全电路欧姆定律 ⑴全电路：由电源和负载组成的闭合电路称为全电路。如图1所示，它包括内电路和外电路，电源内部的电路称为内电路，电源外部的电路称为外电路。外电路的总电阻用R表示，内电路的电阻称为内电阻用表示，为电源电动势。 ⑵全电路欧姆定律 下面从能量守恒的观点来研究全 电路中电流和电动势及电阻间的关系。 在t时间内电源所做的功为 图1 全电路 若内、外电路是纯电阻电路，这些电能全部将转化为焦耳热。在外电阻的热量是，在内电阻上产生的热量是，因此，根据能量转化和守恒定律有 所以 全电路中的电流等于电源的电动势与内、外电阻之和的比值，这就是全电路欧姆定律。 定律的适用条件：外电路是纯电阻电路。 例题1 在图2中，滑动变阻器的滑片P在某一位置时，其电阻为9 ，电流是1.2 A；当P处于另一位置时，其电阻为4 ，电流是0.4 A。求电源电动势和内阻。 图2 测电源的电动势和内阻 图3 端电压与负载的关系 解 已知R1 = 9 ，I1 = 0.2 A，R2 = 4 ，I2 = 0.4 A 根据全电路欧姆定律，有 则 内阻 电动势 V=2 V 2．端电压与负载的关系 ⑴ 端电压、内电压 端电压：外电路两端的电压为，称为端电压。 内电压：内电路的电压为，称为内电压。 ⑵ 端电压与负载的关系 ①测试电路：如图3所示。 ②测试结果：当外电阻增大时，电流减小，端电压增大；当外电阻减小时，电流增大，端电压减小。 ③理论解释： 由欧姆定律，得，即全电路中，有内阻的存在而产生的内压，导致端电压比电动势小。 就某个电源来说，电动势E和内阻是一定的。当R增大时，由得，I减小，由，端电压增大。反之，当R减小时，由得，I增大，由，端电压减小。 ⑶ 断路、短路 断路时，外电阻R→∝，电流I = 0，U′=0，U = E 短路时，外电阻R = 0，U = 0， ，故短路电流 ⑷ 电源输出功率与负载的关系 电源输出功率与负载的关系为 P-R曲线如图4所示。 当时，电源输出功率大： 图4 电源输出功率与负载电阻的关系 此时称负载与电源匹配。 当R<Ri时，R增大，P增大；当R>Ri时，R增大，P反而减小。 ⑸ 例题2 一电路中，用电器电阻为5.9 ，电源的电动势为3 V，内阻为0.1 ，求： ①电路中的电流和端电压。 ②电源的输出功率及最大输出功率。 ③若电路短路，短路电流是多大？在10 s内电源上产生多少热量？ 解 已知= 3 V， ， ⑴ A=0.5 A V=2.95 V ⑵ W≈1.48 W W=22.5 W ⑶ 当时，有A=30 A 10 s内电源上产生的热量 J=900 J （三）小结 1．全电路欧姆定律的推导、内容、表达式、适用条件。 2．端电压与负载的关系。 3．短路、断路现象的特点。 4．电源输出功率与负载的关系。 （四）作业布置 1.p56 3、4、5题 2.《技术物理练习册》（第3版）相关习题 （五）教学说明 1．全电路欧姆定律只有在外电路是纯电阻的情况下才成立，如果不是纯电阻不能使用。 2．电源电动势E可以理解成消耗其它形式的能量而使单位电荷的电势升高，所以 表示电源产生的电势升高等于内外电路上的电势降落的总和。 3．匹配的概念在电子线路经常用到，但对直流电源来说，其内阻很小，应防止负载与电源匹配。 学科网（北京）股份有限公司 $$