12.2闭合电路欧姆定律 教学设计-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

绝对不允许将电源两端用导线直接连接在一起！！！。 高一物理学教评一体化学习设计 编者： 审核: 高一物理组 日期： 12.2 闭合电路欧姆定律 【课标要求】 理解闭合电路欧姆定律 【学习目标】 (1)知道电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置，知道电动势的定义 (2)经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程，理解内、外电路的能量转化，体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用。 (3)理解闭合电路的欧姆定律，通过探究电源两端电压与电流的关系，体会图像法在研究物理问题中的作用。 (4)能根据闭合电路欧姆定律解释路端电压与负载的关系: (5)知道欧姆表测量电阻的原理 (6)了解电源短路可能会带来的危害，加强安全用电意识。 【情景设计】 图中小灯泡的规格都相同，两个电路中的电池也相同。多个并联的小灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡_____。如何解释这一现象呢? 【问题体验1】 1、 要解决上面的问题，我们先来认识一下电路结构： 外电路：导线和_______，如上图导线、电键和小灯泡。并联后电阻变______。 闭合电路 内电路：_________内部。通常电源内部也存在电阻，内电路的电阻叫____电阻，简称________。没有内阻的电源我们称之为________电源。 2、 电源是给电路提供电能的装置，电源的这种能力是怎么来的呢？并假定电路中定向移 动的电荷都是正电荷。 （1） 在外电路电流的方向是从电源的_____极到_____极，是______力使正电荷定向移动， 做正功，使________能减少，转化成内能、机械能等其它形式的能量。 3、 在电源内部，存在着由_____极指向_____极的电场，在这个电场中，静电力阻碍正电荷向正极移动。因此，在电源内部要使正电荷向正极移动，就一定要有一种与静电力方向相反的力作用于电荷才行(图12.2-2)。我们把这种力叫作_____静电力。也就是说，电源把正电荷从负极搬运到正极的过程中，这种非静电力在做功，使电荷的电势能_____。从能量转化的角度看，电源是通过________力做功把其他形式的能转化为_______能的装置。 3、在化学电池中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能；在发电机中，非 静电力是电磁作用，它使机械能转化为电势能 …… 想一想，不同电源把其他形式的能转化为电势能的本领相同吗? 思考：设电路中流过的恒定电流为I，在时间间隔 t 内，流过电路中任一截面的电荷量都是 q=______。在这个过程中，电源内的非静电力要把电荷 q 从负极移到正极，非静电力要做功 W非 。若流过截面的电荷量变为 2q、3q、⋯，非静电力所做的功也相应地变为 ___W非 、___W非 、⋯，就是说，非静电力所做的功W非与流过的电荷 q 成正比，即W非∝q。其比值与电荷量____关，而是由电源本身的性质决定，我们把非静电力在电源内部将正电荷从电源____极移到____极所做的功 W非与电荷量 q的比称为电源的电动势（electromotive force），用符号 E表示，即_____________ 4、1号、5号、7号干电池得电动势相同吗？不同体积说明了容量_____同。　　 【归纳总结1】 项目 机械能E 电场强度E 电动势E 电压U 定义 单位 物义 【达标检测1】 7.充电宝内部的主要部件是锂电池，充电宝中的锂电池在充电后，就是一个电源，可以给手机充电。充电宝的铭牌通常标注的是“mA·h”（毫安时）的数量，即锂电池充满电后全部放电的电荷量。机场规定：严禁携带额定能量超过160W·h的充电宝搭乘飞机。某同学查看了自己的充电宝铭牌，上面写着“10000mA·h”和“3.7V”，你认为能否把它带上飞机？ 【问题体验2】 对于闭合电路来说，内、外电路都会出现电势降低，电势能减少。那么,电流I跟电源的电动势E及内阻r 、外电路的电阻R之间会有怎样的关系呢? 1、 A为电源____极，B为电源____极。设电源电动势为E,电源内阻为r,外电路电阻为R,闭合电路的电流为I。 对于电源来说，因________力做功将其他形式的能转化为____能，转化的数值_____于非静电力做的功W非。时间t内电源输出的电能为W非=Eq =__________。 2、电流通过电阻R 时，电势降落叫做路端电压U外，电流做功，____能转化为内能。在时间t内，外电路消耗得电能可以用电功来量度W静电力外=__________。同理，电流通过内阻r 时，电流做功，电能转化为内能。在时间t内，内电路消耗得电能也可以用电功来量度W静电力内=________。 3、根据能量守恒定律，可得 _____________________________ 能量关系 两边消去t ____________________________ 功率关系 两边消去I ____________________________ 电势关系 带入 U内=Ir ____________________________ 变形U外=_________ 若外电路是纯电阻带入 U外=IR _____________________________ 变形 _____I=______________________ 电流关系 【归纳总结2】 项目 部分电路欧姆定律 闭合电路欧姆定律 表达式 I = I = 研究对象 适用条件 U-I图像 联系 电源正常工作时，其电动势可以看作不变。在较短得用电时间内，电池内阻也可以看作不变的。正是由于外电阻R的变化才会引起外电压U外和总电流I的变化。 【达标检测2】 4.电源的电动势为4.5V、外电阻为4.0Ω时，路端电压为4.0V。如果在外电路并联一个6.0Ω的电阻，路端电压是多少？如果6.0Ω的电阻串联在外电路中，路端电压又是多少？ 【问题体验3】 1、 我们常常把外电路中的用电器叫作负载，把外电路的电势降落叫作_____电压。负载电阻R减少时，路端电压变怎么变化？现在你能解释【情景设计】中小灯泡亮度的变化了吗？ 2、 路端电压和电流的关系： （1） 公式：U=____________ （2） 图像： 一次函数的标准形式y = kx + b 将（1）改写为U =________________ 对比可知U-I图像是________函数，图像为一条____________线 （3）外电路断开时，______=0，对应于图中的______轴的交点，这时路端电压________于电动势。 （4）电源短路时，______=0，对应于图中的______轴的交点I短， 电源的内阻r=_____，一般都很小，例如，铅蓄电池的内阻只有0.005～0.1Ω，干电池的内阻通常也不到1Ω，所以短路电流很____。电流过大，会导致温度过高，烧坏电源，甚至引起火灾。绝对不允许将电源两端用导线直接连接在一起！！！ （5）电源内阻r的大小对图像有什么影响? 【归纳总结3】 外电阻的变化 R ↑ R ↓ R →0 电流I 内电压 路端电压 【达标检测3】 6.图12.2-8是汽车蓄电池供电简化电路图。当汽车启动时，启动开关S闭合，电动机工作，车灯会变暗；当汽车启动之后，启动开关S断开，电动机停止工作，车灯恢复正常亮度。请分析以上现象发生的原因。 【巩固提升】 3.许多人造地球卫星都用太阳电池供电（图12.2-7）。太阳电池由许多片电池板组成。某电池板不接负载时的电压是600μV，短路电流是30μA。这块电池板的内阻是多少？ 【自我评价】你对自己本节课的知识掌握、课堂表现作何评价。 12-2-2 12-2-１ 学科网（北京）股份有限公司 $$