资源简介

课
时
教
案
第
12
单元
第
4
案
总第
27
案
课题：
§12.
2.3
闭合电路的欧姆定律—欧姆表的原理
【教学目标与核心素养】
1．
了解多用电表的内部结构，改装原理
2．理解欧姆档的工作原理，理解中值电阻的概念
3．能正确使用欧姆档测电阻并能准确读数
【教学重点】
1．欧姆表的工作原理
2．欧姆表测电阻的操作方法及读数方法
【教学难点】
1．中值电阻的理解
2．档位的正确选择
【教学过程】
复习回顾：
1．闭合电路欧姆定律的内容。
2．路端电压与负载的关系。
3．怎样正确使用多用电表测量电阻。
前面学习多用电表的使用时，用完后要将选择开关调至“OFF”档或交流电压最高档位置，为什么呢？
一、多用电表的内部结构和原理
观察下图，思考回答下列问题：
⑴开关S调到不同的档位分别对应测量的量是什么？并指明量程大小关系。
⑵哪个位置上测量的是电阻？怎么确定电阻的大小档位？
⑶测电阻、直流电流、直流电压时，电流流向有什么特点？
(
A
B
E
E
/
红表笔
黑
表笔
1
2
3
4
5
6
图（
c
）
S
)（电流均从红表笔流入，通常说
的红正黑负，意思是红表笔接高电势端，电流从红表笔流入。使用欧姆档时黑表笔接电源正极。）
二、欧姆表的结构和工作原理
㈠
结构：欧姆表由电流表G、电池、调零电阻和红黑表笔等组成。
㈡
原理:
例题探究：
欧姆表是在电流表基础上改装的，为了测量电阻，指针要偏转，表内应有电流，所以内部要有电源。
如图电源的电动势E=1.5V，内阻r=0.5Ω,电流表满偏电流Ig=10
mA，电流表电阻7.5Ω，A、B为接线柱。
⑴用导线把A、B直接连起来，此时应把可变电阻R1调节为多少才能使电流表恰好达到满偏电流？
其中RΩ为欧姆表内阻，知道了E和Ig就可以求出内阻。
⑵调到满偏后保持R1的值不变，电流表指针指在刻度盘的中间位置时，
A、B间接的电阻是多少？（150Ω）
教师结合表盘给学生讲解，注意讲清中值电阻名称的由来。
⑶如果把任意电阻R接在A、B间，
R的值与电流表读数I有什么关系?
由
得：
由上式可知，电阻与电流存在一一对应的关系。因此，只要将原来的电流刻度转换成对应的电阻刻度，指针就能够指示出被测电阻值，Rx与Ix之间不是线性关系，所以刻度盘上电阻值的刻度不均匀。
通过上面例题探究，回答下列问题：
⑴当AB间短接时，表头中电流为Ig=10mA，回路总电阻为多少？
150Ω
。电流Ig处对应的电阻刻度是多少？
0
。
⑵当AB间断开，表头中电流为0，电流零刻度处对应的电阻刻度为多少？∝
。AB间接上某电阻后，表头指针指在中间刻度5mA处，该电阻多大？
150Ω
。
⑶中间刻度对应的电阻刻度为多少？
150Ω
。
⑷你能把其他电流刻度改成电阻刻度吗？
可以
⑸电阻刻度均匀吗？
不均匀
。
㈢
刻度特点:
⑴零刻度在右边，左边为无穷大
⑵刻度不均匀，左边密、右边稀疏
例．如图所示，为多用表欧姆挡的内部电路，a、b为表笔插孔，下列说法中正确的是（B
C）
A.用×100Ω挡测量时，若指针指在0附近，则应换用×1
kΩ挡
B.测量“220V?
100W”的灯泡的电阻，会发现测量的电阻比4840Ω小
C.a孔插红表笔
D.表盘刻度是均匀的
小结：
作业：课
时
教
案
第
12
单元
第
3
案
总第
26
案
课题：
§12.
2.2
闭合电路的欧姆定律（约2课时）
【教学目标与核心素养】
1．理解闭合电路中的能量转化关系
2．掌握闭合电路欧姆定律，并能解决有关问题
3．掌握路端电压与负载的关系，掌握电路结构变化题的一般解法
4．掌握闭合电路的U-I图像
【教学重点】
1．闭合电路欧姆定律及应用
2．闭合电路的U-I图像和部分电路的U-I
【教学难点】
1．闭合电路的U-I图像和部分电路的U-I
【教学过程】
复习回顾：
1．电源：把其它形式的能转化为电能的装置；在电源内部，非静电力做功，将其它形式的能转化为电能，
在电源外部，静电力做功，电能转化为其它形式的能，沿电流方向电势降低。
2．电动势：
⑴电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领，大小是由电源中非静电力的特性决定的，在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移到正极所做的功。
⑵电动势的符号是
E
，是标量。
但电动势有方向，规定：在内部由负极指向正极。
⑶电动势的大小等于没有接入电路时两极间的电压。
引入：初中我们学习过，导体中的电流I跟导体两端的电压U
成正比，在闭合电路中，电路中的电流遵循什么规律呢？
【新课教学】
三、闭合电路欧姆定律
1．理论探究
电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。用电流做功的多少可以量度电能转化为其他形式能的多少。
如右图，在时间t内，电源输出的电能为
联立两式得：
①
外电路消耗的电能转化为内能：
②
内电路消耗的电能转化为内能：
③
根据能量守恒定律：
④
联立以上四式得：
变式得：
2．内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，
跟内、外电路的电阻之和成反比。这个结论叫作闭合电路
的欧姆定律。
适用条件：外电路为纯电阻电路，即U外=IR
若用U外表示外电压，它是外电路的电势降落，U内表示内电压，它是内电路的电势降落，则闭合电路欧姆定律也可以写为
即：
电源电动势等于内外电势降落之和
或：E=Ir+U
U
=
E-
Ir
适用条件：一切电路均适用。
例1．某电源的电动势为E=1.5V，内阻r=0.12Ω，外电路电阻为R=1.38Ω。求电路中的电流和路端电压。
2．课本P88练习与应用2.
3．在已接电源的闭合电路中，关于电源的电动势、内电压和外电压的关系正确的是（
D
）
A.若外电压增大，则内电压增大，电源电动势也会随之增大
B.若外电压减小，内电阻不变，内电压也就不变，电源电动势必然减小
C.若外电压不变，则内电压减小时,电源电动势也随内电压减小
D.若外电压增大，则内电压减小，电源的电动势始终为二者之和，保持恒量
4．电动势为2V的电池在电路上输出1A的电流，可以断定（
D
）
A.内、外电阻相差2
Ω
B.外电阻是2
Ω
C.内电阻是2
Ω
D.内、外电阻之和是2
Ω
四、路端电压与负载R的关系
1．负载：外电路的用电器叫作负载。
2．路端电压：把外电路的
电势降落叫作路端电压。负载变化时电路中的电流会变化，路端电压也随之变化。
对于给定的电源，一般情况下，E、r为定值。
3．路端电压与R的关系
联立两式得：
外电阻增大，电流减小，路端电压增大，内电压减小。
外电阻减小，电流增大，路端电压减小，内电压增大。
4．断路：外电路断开时的状态称为断路。
此时电流为零，可知：U
=
E
断路时的路端电压等于电源的电动势。我们常根据这个道理测量电源的电动势。
5．短路：电源正负极直接连接时的状态称为短路。
此时外电阻为零，电流
电源的内阻r一般都很小，所以短路时电流很大。电流过大，会导致温度过高，烧坏电源，甚至引起火灾。
6．电源的U-I的变化图像
以U为纵坐标，I为横坐标，作出U与I关系的函数图象。并讨论以下问题：
?⑴外电路断开的状态对应于图中的哪个点？这时路端电压和电动势有什么关系？
⑵电动势E的大小对图像有什么影响？
⑶外电路短路的状态对应于图中的哪个点？这时短路电流等于多少？
⑷r的大小对图像有什么影响？根据图象怎样计算电源的内阻？
例1.一太阳能电池板，测得它的开路电压为800
mV，短路电流为40
mA，若该电池板与一阻值为20Ω的电阻组成闭合电路，则它的路端电压为（
D
）
A．0.1V
B．0.2V
C．0.3V
D．0.4V
2.如图所示电路中，当滑动变阻器的滑动触点向右移动时，电流表、电压表的示数怎样变化？
五、能量分析
1.电源的总功率
2.外电路消耗的电功率（电源的输出功率）
若是纯电阻电路：
3.内电路消耗的电功率:
4.电源的效率：
若是纯电阻电路：
5.电源的最大输出功率。（纯电阻电路中）
可得：当
时，电源的输出功率最大
，此时效率为50%。
例.如图所示，已知一小型发电机的内阻r=0.1Ω，电路中导线的电阻R0=0.2Ω，负载电阻R=22Ω，电路中的电流I=10A。求：
⑴负载两端的电压；
⑵外电路上的电压；
⑶发电机的电动势；
⑷整个外电路上消耗的功率
⑸负载上消耗的功率；
⑹导线上消耗的功率；
⑺发电机内部消耗的功率；
⑻发电机的功率；
⑼发电机的效率
第二课时：闭合电路欧姆定律的应用
一、普通电路的计算
1.如图所示的电路中，电源的电动势E=6V，内阻r=1.5Ω，定值电阻R1=6Ω，R2=2.5Ω，R3=3Ω，电流表、电压表均为理想电表。
求：电键S闭合后，电流表和电压表的示数各是多少？
2.如图是某电源的路端电压U随干路电流I的变化图象，由图象可知：左图中电源的电动势为
V，内阻为
Ω；：右图中电源的电动势为
V，内阻为
Ω；
3有两节电池,它们的电动势分别为E1和E2,内电阻分别为r1和r2.将它们分别连成闭合电路,其外电路的电流I和路端电压U的关系如图所示（外电阻为纯电阻），可以判定（
AB
）
A.图象交点所示状态，两电路的外电阻相等
B.E1>E2,r1>r2
C.图象交点所示状态，两电路的内电阻相等
D.E1>E2,r1二、闭合电路的动态变化分析
具体步骤：
⑴判断全电路总电阻的变化情况．
⑵判断闭合电路干路电流的变化情况．
⑶依据U=E-Ir，判断外电路电压（路端电压）的变化情况．
⑷依据分压、分流原理判断动态部分的物理量的变化．
例1.如图所示，电源的电动势和内阻都保持不变，当滑动变阻器的滑动触点向上端移动时，四个灯泡的亮度变化情况是：
L1：
变亮
；L2：
变暗
；L3：
变亮
；
L4：
变暗
；（填“变亮”或“变暗”）
2.如图所示,直线A为电源的路端电压U与电流I的关系图线,直线B是电阻R的两端电压U与电流I的关系图象，用该电源与电阻R组成闭合电路，电源的输出功率和电源的效率分别为多少?
3.如图所示，某录音机用的直流电机的绕组电阻r1=1Ω，通过一电阻R=5Ω，接在电动式E=6V，内阻r2=0.5Ω的电池上，流过电机的电流强度I=0.20A.
(
r
1
E
,
r
2
R
)求：⑴
电机的电功率P电.；
⑵
每分钟电机产生的热量Q；
⑶
电机的机械功率P机；
⑷
电源的输出功率P出；
⑸
电源的效率η1
⑹
电动机的机械效率η2
三、含容电路的分析
1.电路稳定后，电容器在电路中就相当于断路
2.电路稳定后，电容所在电路无电流，所以其两端的电压就是所在支路两端的电压
3.电路的电压、电流变化时，会引起电容器的充放电，进而引起内部电场的变化
例1.图中,开关S1、S2均处于闭合状态，在分别断开S1、S2
后的短暂过程中,关于流过电阻R1、R2的电流方向，以下判断正确的是：(
AC
)
(
E
)A.若只断开S1，流过R1的电流方向为自左向右
B.若只断开S1，流过R1的电流方向为自右向左
C.若只断开S2，流过R2的电流方向为自左向右
D.若只断开S2，流过R2的电流方向为自右向左
2.如图所示，电源的电动势E=12V，内阻r=1Ω，电阻R1=3Ω，R2=2Ω，R3=5Ω，C1=4μF，C2=1μF，当电键S闭合时间足够长时，C1和C2所带电荷量分别为Q1=
1.6×10-5
C，Q2=
1.0×10-5
C；
当S断开后，通过R1的电量为
1.0×10-5
C，通过R2的电量
为
2.6×10-5
C，通过R3的电量为
2.6×10-5
C。
六、电路故障分析
短路处特点：有电流通过而电压为零
断路处特点：电路电压不为零而电流为零
例1.如图所示的电路中,电源电动势为6V，当开关接通后，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压是Uab=6V，Uad=0V，
Ucd=6V,由此可以判定（
C
）
A.L1和L2
的灯丝都烧断了
B.L1的灯丝烧断
C.L2的灯丝烧断
D.变阻器R断路
2.如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是（
A
）
A.R1断路
B.R2断路
C.R3短路
D.R4短路
3.如图所示电路中，三只灯泡原来都正常发光，当滑动变阻器的滑动触头P向左移动时，下面判断正确的是(
ACD
)
A.L1和L3变亮，L2变暗
B.LI变暗，L2变亮，L3亮度不变
C.L1中电流变化值小于L3中电流变化值
D.Ll上电压变化值小于L2上的电压变化值
小结：
作业：课
时
教
案
第
12
单元
第
2
案
总第
25
案
课题：
§12.
2.1
闭合电路的欧姆定律—电动势
【教学目标与核心素养】
1．知道闭合电路，内外电路
2．能从能量转化的角度理解电源的作用
3．理解电动势的概念
4．理解内外电路电势的变化规律
【教学重点】
1．电动势概念的理解
2．电源的能量转化规律
【教学难点】
1．电动势概念的理解
2．内外电路电势变化规律
【教学过程】
引入：
通过上一节的学习，电路中要维持持续的电流，必须有一装置——电源。
1．回顾：电源的作用？（将正电荷源源不断的从负极移到正极，维持两端恒定的电压）
【新课教学】
阅读课本P83，请思考：
1．什么是闭合电路？什么是内电路和外电路？
（由导线、电源和用电器连成的电路叫作
闭合电路，用电器和导线组成外电路，电
源内部是内电路。如右图示。）
2．电源外部的电流方向，电荷的电势能怎样变化？（由正极到负极，静电力对电荷做正功，电势能减小，电场能向其他形式的能转化）
3．电源为什么可以维持外电路中稳定的电流？
（因为它有能力把负极的正电荷经过电源内部不断地搬运
至正极。）
一、电动势
1．非静电力：在电源内部，存在着由正极指向负极的电场，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。我们把这种力叫作非静电力。非静电力是指由电源提供的充当动力的力。
在内电路，电流方向由负极到正极，非静电力克服静电力做功，静电力充当阻力，电荷的电势能增加。
2．电源：从能的角度讲，电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
观看下图，在电池中，非静电力是化学作用，化学能转化为电势能；发电机中非静电力是电磁作用，机械能转化为电势能
在不同的电源中，非静电力的作用是不同的，相同的电荷从负极移到正极，做的功是不同的，观看下图，分析规律。
电源类型
移送的正电荷数q/10-3C
非静电力做的功W/10-3
比值
1号干电池
2
3
5号干电池
4
6
铅蓄电池
3
18
无汞碳性电池
2
18
思考1．非静电力做的功能否反映电源的特性？（移送相同的电荷和不同的电荷来分析）
学生答：1．移送相同的电荷，不同电源做功不同；2.不同的电源移动不同的电荷做功可以相同；3.同种电源移动不同电荷做功也不相同。
思考2．怎样才能表征不同电源做功的本领强弱呢？
学生总结得出：移动相同的电荷做的功越多，说明做功的本领越大，（引导描述做功本领的方式）可用功与移动电荷的比值来表征不同电源做功本领的大小，为了表征这种特征，引入新的物理量“电动势”。
3．电动势（E）
⑴．定义：
非静电力所做的功
W
与移送的正电荷
q
之比称为电源的电动势。
标量，但是有方向，规定：在内部由负极指向正极。
⑵．定义式：
E=
数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
⑶．单位：
符号：
(功与电量之比)
⑷．物理意义：描述电源把其它形式的能转化为电能本领的大小或电源中非静电力做功本领大小，电动势越大说明本领越大。
说明：⑴电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关。
⑵电动势大小等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压。可以用内阻极大的电压表粗略测量
比较：电压与电动势
①概念不同：E=
U=
②物理意义：E反映非静电力做功本领大小的物理量
U反映外电路电场力做功本领大小的物理量
③数值上：电压数值上等于在外电路单位正电荷从正极移到负极静电力做的功；电动势数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极时所做的功。
④决定因素：E由电源本身性质决定，是电源本身的固有属性，与外电路的组成无关；U与外电路的组成有关。
判定正误：
1．判断正误：电动势等于电路中电源两极间的电压。（错）
2．电源的电动势表征了电源将其它形式的能转化为电能的本领的大小，电源将其它形式的能转化为电能越多，电动势就越大。（应该是单位正电荷）
例1．铅蓄电池的电动势为2V，这表示（
AD
）
A.电路中每通过1C的电量，电源把2J的化学能转变为电能
B.蓄电池两极间的电压为2V
C.蓄电池在1s内将2J的化学能转变成电能
D.蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）强
二、电源的三个重要参数
1．电动势：它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质，与电池的大小无关。
2．内阻：电源内部的电阻，常用r表示。
3．容量：电池放电时能输出的总电荷量。其单位是：A·h，mA·h.
例2．电池容量就是电池放电时能输出的总电荷量，某蓄电池标有“15A·h”的字样，则表示（C）
A.该电池在工作1h后达到的电流为15
A
B.电池在工作15
h后达到的电流为15
A
C.电池以1.5
A的电流工作，可用10
h
D.电池以15
A的电流工作，可用15
h
3.如图所示是某公司生产的一块手机电池外壳上的文字说明，由此可知此电池的电动势待机状态下平均工作电流分别是(C)
A．4.2V
14.58mA
B．4.2V
700mA
C．3.7V
14.58mA
D．3.7V
700mA
4.将电动势为3.0V的电源接入电路中，测得电源两极间的电压为2.4V，当电路中有6C的电流流过时，求：
①有多少其他形式的能转化为电能。（）
②外电路中有多少电能转化为其他形式的能。
③内电路中有多少电能转化为其它形式的能。
小结：
作业：

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