闭合电路欧姆定律教案+学案+习题

第一篇：闭合电路欧姆定律教案+学案+习题

闭合电路欧姆定律的教案示例（之二）

一、教学目标

1.知识内容：（1）掌握闭合电路欧姆定律的内容，能够应用它解决简单的实际问题；（2）掌握路端电压、输出功率、电源效率随外电阻变化的规律。

2.通过对路端电压、输出功率、电源效率随外电阻变化的规律的讨论培养学生的推理能力。

二、教学重点与难点

1.重点：（1）闭合电路欧姆定律的内容；（2）应用定律讨论路端电压、输出功率、电源效率随外电阻变化的规律。

2.难点：短路、开路特征，路端电压随外电阻的变化。

三、教具

一节旧的9V干电池（内阻较大）、两节新的5号干电池，小灯泡、单刀双掷开关一个，导线若干，电路示教板一块，演示的电压表一个，4节1号干电池，10Ω定值电阻一个，演示电流表（1.5A量程）一个，滑动变阻器（0～50Ω）一个。

四、教学过程

1.引入

教师：同学们，上节课我们学习了电源的电动势的概念，知道它是表示电源特性的物理量，电动势在数值上等于它没有接入电路时两极间的电压。一般电源的电动势和内电阻在短时间内可以认为是定值。现在我这里有一节从遥控车里取下的电池，请一个同学说出如何测量它的电动势，并实际测量是多少伏？

学生：用导线把电压表并联在电池的两端，其示数就是电源的电动势。测出一节为9V。

教师：对。再看我手里拿的是两节5号干电池，把它们串联起来后，其电动势是多少伏？

学生：3V。

教师：出示投影的电路图，如图1所示，当把开关S拨到1时，观察小灯泡的亮度。

学生：很亮。

教师：现在，我把开关S拨到2，小灯泡和9V的电源相连，同学们想一想会出现什么现象呢？

学生：可能把小灯泡烧坏，也可能不烧坏，但比刚才要亮得多。

教师：我们来实际做一做实验，观察小灯泡的亮度。把开关拨到2后，发现小灯泡的亮度比刚才接3V的电源时还稍暗些。怎么解释这个实验现象呢？这就要用到我们今天学的内容——闭合电路的欧姆定律。

板书：闭合电路的欧姆定律

教师：在如图2所示的闭合电路中（用投影仪显示图2电路），电源电动势和内、外电压之间存在什么关系呢？

学生：内外电压之和等于电源的电动势，E=U外＋U内 教师：设这个电路的电流为I，根据欧姆定律，U外=IR，U内=Ir，那么 E=IR＋Ir，电流I=E/（R＋r），这就是闭合电路的欧姆定律。板书：1.闭合电路的欧姆定律的内容：闭合电路中的电流和电源电动势成正比，和电路的内外电阻之和成反比。表达式为 I=E/（R＋r）。同学们从这个表达式可以看出，在电源恒定时，电路中的电流随电路的外电阻变化而变化；当外电路中的电阻是定值电阻时，电路中的电流和电源有关。

教师：同学们能否用闭合电路的欧姆定律来解释第一个实验现象呢？ 学生：9V的电池是从遥控车上拿下来的，是旧电池，它的内电阻很大，由闭合电路的欧姆定律可知，用它做电源，电路中的电流I1可能较小；而两节5号干电池虽然电动势是3V，如果是新的，它的内阻就很小，所以电路中的电流I2可能比I1小，用这两个电源分别给相同的小灯泡供电，灯泡的亮度取决于I2R灯，那么就出现了刚才的实验现象了。

教师：很好。一般电源的电动势和内电阻在短时间内可以认为是不变的。那么外电阻R的变化，就会引起电路中电流的变化，继而引起路端电压U、输出功率P、电源效率η等的变化。

2.几个重要推论

（1）路端电压U随外电阻R变化的规律 板书：2.几个重要推论

（1）路端电压U随外电阻R变化的规律演示实验：如图3所示电路（投影显示电路图3），4节1号电池和1个10Ω的定值电阻串联组成电源（因为通常电源内阻很小，U的变化也很小，现象不明显）。移动滑动变阻器的滑动片，观察电流表和电压表的示数是如何随R变化？

教师：从实验出发，随着电阻R的增大，电流I逐渐减小，路端电压U逐渐增大。大家能用闭合电路的欧姆定律来解释这个实验现象吗？

学生：因为R变大，闭合电路的总电阻增大，根据闭合电路的欧姆定律，I=E/（R＋r），电路中的总电流减小，又因为U=E—Ir，则路端电压增大。

教师：正确。我们得出结论，路端电压随外电阻增大而增大，随外电阻减小而减小。一般认为电动势和内电阻在短时间内是不变的，初中我们认为电路两端电压是不变的，应该是有条件的，当 R→无穷大时，r/R→0，外电路可视为开路，I→0，根据 U=E—Ir，则 U=E，即当外电路断开时，用电压表直接测量电源两极电压，数值等于电源的电动势；当R减小为0时，电路可视为短路，I=E/r为短路电流，路端电压U=0。

板书：路端电压随外电阻增大而增大，随外电阻减小而减小。开路时，R＞＞r，r/R=0，U=E；短路时，R=0，U=0。

（2）电源的输出功率P随外电阻R变化的规律。

教师：在纯电阻电路中，当用一个固定的电源（即E、r是定值）向变化的外电阻供电时，输出的功率P=IU=I2R，又因为I=E/（R＋r），所以P=[E/（R＋r）]2R=E2R/（R2+2Rr+r2）=E2R/[（R—r）2＋4Rr]=E2/[（R—r）2/R＋4r]，当R=r时，电源有最大的输出功率Pm=E2/4r。我们可以画出输出功率随外电阻变化的图线，如图4所示。

板书：在纯电阻电路中，当用一个固定的电源（即E、r是定值）向变化的外电阻供电时，输出的功率有最大值。（把上面的推导过程写在黑板上）下面我们看一道例题。

例：如图5所示电路，电源电动势为E，内电阻为r，R0是定值电阻。现调节滑动变阻器的滑动片，（1）使定值电阻R0上消耗的功率最大，则滑动变阻器的阻值R是多少？（2）使滑动变阻器上消耗的功率最大，则滑动变阻器的阻值R是多少？（投影）

请两位同学到黑板上来分别做这两问。（约5分钟）本题需要注意的是第（1）问中，求定值电阻的输出功率的最大值时，应用公式P=I2R0，当I最大时，P最大，根据闭合电路的欧姆定律，只有滑动变阻器的阻值最小时，I有最大值。即R=0时，R0上消耗的功率最大。第（2）问中，可以把R0等效为电源的内电阻，利用刚才的推论，如果R＞R0+r，当R=R0+r时滑动变阻器上消耗的功率最大；如果R＜R0+r，滑动变阻器的阻值取最大时，滑动变阻器上消耗的功率最大。

教师：当输出功率最大时，电源的效率是否也最大呢？ 板书：（3）电源的效率η随外电阻R变化的规律

教师：有电路中电源的总功率为IE，输出的功率为IU，内电路损耗的功率为I2R，则电源的效率为η=IU/IE=U/E=R/（R＋r），当 R变大，η也变大。而当 R=r时，即输出功率最大时，电源的效率是50%。

板书：电源的效率η随外电阻R的增大而增大。3.课堂小结

（1）在使用闭合电路的欧姆定律时，要注意它的适用条件是外电路是纯电阻电路。（2）对闭合电路中，路端电压、输出功率等随外电阻变化的规律，要学会用公式法和图线法去分析和讨论。

4.思考题

如图6所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定，当负载R变化时，电路中的电流发生变化，于是电路中的三个功率：电源的总功率P总、电源内部消耗功率P内和电源的输出功率P外随电流变化的图线可分别用图乙中三条图线表示，其中图线Ⅰ的函数表达式是______；图线Ⅱ的函数表达式是______；图线Ⅲ的函数表达式是______。

（北京二中陈雯）

第二篇：闭合电路欧姆定律教案

§2.7闭合电路欧姆定律（2课时）

第1课时

一、教学目标

1．知道电动势是表征电源特性的物理量，它在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压；从能量转化的角度理解电动势的物理意义。2．明确在闭合回路中电动势等于电路上内、外电压之和。3．熟练掌握闭合电路欧姆定律的两种表达式

和

及其适用条件。

二、教学重点、难点分析: 1．重点：闭合电路欧姆定律的内容；

2．难点：应用闭合电路欧姆定律进行简单电路的分析计算。

三、教学方法：实验演示，启发式教学

四、教 具：不同型号的干电池若干、小灯泡（3.8V）、电容器一个、纽扣电池若干、手摇发电机一台、可调高内阻蓄电池一个、电路示教板一块、示教电压表（0～2.5V）两台、10Ω定值电阻一个、滑线变阻器（0～50Ω）一只、开关、导线若干。

五、教学过程：

（一）新课引入

教师：同学们都知道，电荷的定向移动形成电流。那么，导体中形成电流的条件是什么呢？（学生答：导体两端有电势差。）

演示：将小灯泡接在充电后的电容器两端，会看到什么现象？（小灯泡闪亮一下就熄灭。）为什么会出现这种现象呢？

分析：当电容器充完电后，其上下两极板分别带上正负电荷，如图1所示，两板间形成电势差。当用导线把小灯泡和电容器两极板连通后，电子就在电场力作用下沿导线定向移动形成电流，但这是一瞬间的电流。因为两极板上正负电荷逐渐中和而减少，两极板间电势差也逐渐减小为零，所以电流减小为零，因此要得到持续的电流，就必须有持续的电势差。

教师：能够产生持续电势差的装置就是电源。那么，如何描述电源的特性？电源接入电路，组成闭合电路，闭合电路中的电流有什么规律呢？这节课我们就来学习闭合电路欧姆定律。

（二）进行新课

【板书】第七节 闭合电路欧姆定律 【板书】

一、闭合电路欧姆定律 【板书】1．闭合电路的组成

闭合电路由两部分组成，一部分是电源外部的电路，叫做外电路，包括用电器和导线等。另一部分是电源内部的电路，叫内电路，如发电机的线圈、电池的溶液等。外电路的电阻通常叫做外电阻。内电路也有电阻，通常叫做电源的内电阻，简称内阻。

【板书】2．电动势和内、外电压之间的关系

教师：各种型号的干电池的电动势都是1.5V。那么把一节1号电池接入电路中，它两极间的电压是否还是1.5V呢？用示教板演示，电路如图2所示，结论：开关闭合前，电压表示数是1.5V，开关闭合后，电压表示数变为1.4V。实验表明，电路中有了电流后，电源两极间的电压减小了。

教师：上面的实验中，开关闭合后，电源两极间的电压降为1.4V，那么减少的电压哪去了呢？用投影仪展示实验电路，如图3所示。

接在电源外电路两端的电压表测得的电压叫外电压。在电源内部电极附近的探针A、B上连接的电压表测得的电压叫内电压。我们现在就通过实验来研究闭合电路中电动势和内、外电压之间的关系。

教师：向学生介绍实验装置及电路连接方法，重点说明内电压的测量。实验中接通S1、S2，移动滑动变阻器的滑动头使其阻值减小，由两个电压表读出若干组内、外电压U′和U的值。再断开S1，由电压表测出电动势E。分析实验结果可以发现什么规律呢？

学生：在误差许可的范围内，内、外电压之和等于电源电动势。

【板书】在闭合电路中，电源的电动势等于内、外电压之和，即E=U′＋U 教师：我们把公式 E=U′＋U两边同乘以电量q，得到qE=qU′＋qU，这个式子的物理含义是什么呢？在第一章我们学习过一个公式W=qU，用来计算电场力对电荷做的功。所以qU′＋qU等于电量q通过外电路和内电路时消耗的总电能。由能量守恒定律可知，qE就应该是电源提供的总电能。当q=1C时电源提供的总电能就是EJ，数值上等于电动势。电源提供给电路的总电能是其他非静电力做功转化而来的，所以，电动势的大小也可以反映出电源把其他形式的能转化为电能的本领。例如干电池的电动势是1.5V，它的物理含义是什么呢？（1）表示非静电力把1C正电荷从电源负极搬到正极所做的功是1.5J；（2）表示电场力搬运1C正电荷沿闭合回路走一周所做的功是1.5J。【板书】

3、闭合电路欧姆定律 问题设计：

如图4所示电路中电源电动势为E，内阻为r，外电阻为R，试求电路中的电流I 引导学生推导： ∵E=U+U′

而U=IR U′=Ir ∴ E=IR+Ir 或者写成：

其中，R+r表示整个电路总电阻，R为外电路总电阻，r为内阻，I为闭合电路总电流。上式表明：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比，这就是闭合电路欧姆定律。

说明：闭合电路欧姆定律的适用条件：纯电阻电路。【板书】（1）内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比（2）公式：

或者

（3）适用条件：纯电阻电路

（三）例题精讲

【例题1】在如图5所示的电路中，R1=14.0Ω，R2=9.0Ω，当开关S扳到位置1时，电流表的示数为I1=0.20A；当开关S板到位置2时，电流表的示数为I2=0.30A，求电源的电动势和内电阻。

（E＝3.0V，r＝1.0Ω）

目的：（1）熟悉闭合电路欧姆定律；（2）介绍一种测电动势和内阻的方法

（四）总结、拓展

1．电动势是描述电源将其它形式能转化为电能本领的物理量，数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压，数值上还等于闭合电路内、外电压之和。2．闭合电路欧姆定律的两种表达式纯电阻电路

和

注意适用条件：

第2课时

一、教学目标

1．通过复习，熟练掌握闭合电路欧姆定律的两种表达式

和及其适用条件。

2．熟练掌握路端电压和负载的关系。

3．掌握电源的总功率P总=IE，电源的输出功率P输=IU，电源内阻上损耗的功率P内=I2r及它们之间的关系：

二、教学重点、难点分析

1．重点：应用闭合电路欧姆定律讨论电路中的路端电压、电流强度随外电阻变化的关系。

2．难点：短路、断路特征，路端电压随外电阻的变化。

三、教学方法：实验演示，启发式教学

四、教 具：电路示教板一块，示教电压表（0～2.5V）、电流表，10Ω定值电阻一个，滑线变阻器（0～50Ω）一只，开关，导线若干。

五、教学过程：

（一）新课引入 教师：上节课我们学习了闭合电路的欧姆定律，请大家写出闭合电路欧姆定律的两个表达式。学生：；

教师：当外电路的电阻变化时，外电路两端的电压、电路中的电流、电功率怎么变化呢？这节课我们就来学习这些内容。

（二）进行新课

【板书】第七节 闭合电路欧姆定律 【板书】

三、路端电压跟负载的关系 【板书】

1、路端电压

外电路的电势降落，也就是外电路两端的电压，叫做路端电压。

路端电压就是电源加在负载（用电器）上的“有效”电压，也就是电源两极之间的电压。那么路端电压与负载之间有何关系呢？ 【板书】

2、路端电压跟负载的关系 实验：如图所示。

实验结论：

当负载电阻R增大时，电流I将减小，则电源内阻上的电势降Ir将减小，所以路端电压U增大，所以路端电压U随外电阻的增大而增大。引导学生分析：

由 得 路端电压表达式为：

可见，电源的电动势和内阻r是一定的，当负载电阻R增大时，由 知电流I将减小，由知路端电压增大；相反，当负载电阻R减小时，电流I增大，路端电压减小。（培养学生分析推理能力）两个特例：（1）短路

当R→0时，I→E/r，可以认为U=0，路端电压等于零。这种情况叫电源短路。发生短路时，电流强度叫短路电流，一般，电源的内阻都比较小，所以短路电流很大。一般情况下，要避免电源短路。（2）断路

当R→∞，也就是当电路断开时，I→0则U=E。当断路（亦称开路）时，路端电压等于电源的电动势。

说明：在用电压表测电源的电压时，有电流通过电源和电压表，外电路并非断路，这时测得的路端电压并不等于电源的电动势。只有当电压表的电阻非常大时，电流非常小，此时测出的路端电压非常近似地等于电源的电动势。【板书】

3、U-I图线

如图所示为

的函数图像，是一条倾斜向下的直线。

从图线可以看出，路端电压U随着电流I的增大而减小。图线还反映出电源的特性：直线的倾斜程度跟内阻r有关，内阻越大，倾斜得越厉害；直线与纵轴交点的纵坐标表示电源电动势的大小（I=0时，U=E）。【板书】

四、闭合电路中的功率

在公式E=U外 +U内中，两端乘以电流I得到：式中分别表示外电路和内电路上消耗的电功率，表示电源提供的电功率。上式表示，电源提供的电能只有一部分消耗在外电路上，转化为其它形式的能。另一部分消耗在内电路上，转化为内能。电动势E越大，电源提供的电功率越大，这表示电源把其他形式的能转化为电能本领越大。如果外电路为纯电阻电路，上式可表示为

（三）例题精讲

电路结构变化问题的讨论

【例1】在如图所示的电路中，在滑动变阻器R2的滑动头向下移动的过程中，电压表V和电流表A的示数变化情况如何？

目的：熟悉路端电压随外电阻变化的关系及分析方法。

【例2】如图甲所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定，当负载R变化时，电路中的电流发生变化，于是电路中的三个功率：电源的总功率P总、电源内部消耗功率P内和电源的输出功率P外随电流变化的图线可分别用图乙中三条图线表示，其中图线Ⅰ的函数表达式是______；图线Ⅱ的函数表达式是______；图线Ⅲ的函数表达式是______。

【例3】在如图所示的电路中，R1=10 Ω，R2=20 Ω，滑动变阻器R的阻值为0~50 Ω，当滑动触头P由I向b滑动的过程中，灯泡L的亮度变化情况是_______

A.逐渐变亮 B.逐渐变暗 C.先变亮后变暗 D.先变暗后变亮 解析：灯泡的亮度由灯的实际功率大小决定.电灯灯丝电阻不变，研究通过灯丝电流的大小可知灯的亮度.电源电动势E和内阻r不变，通过灯泡电流由外电路总电阻决定。外电阻是由滑动变阻器连入电路部分的电阻决定的，当滑动触头由a向b滑动过程中，滑动变阻器连入电路部分的电阻增大，总电阻增大，总电流 减少，灯泡的实际功率PL=I2RL减小，灯泡变暗。综上所述，选项B正确。闭合电路欧姆定律的定量应用 【例4】 如图所示电路中，R1=0.8Ω，R3=6Ω，滑动变阻器的全值电阻R2=12 Ω，电源电动势E=6 V，内阻r=0.2 Ω，当滑动变阻器的滑片在变阻器中央位置时，闭合开关S，电路中的电流表和电压表的读数各是多少?

电压表V1测量电源的路端电压，根据E=U外+U内得 U1=E-Ir=6 V-1.5×0.2 V=5.7 V 即电压表V1的读数为5.7 V.点评：

1.电路中的电流表、电压表均视为理想电表（题中特别指出的除外），即电流表内阻视为零，电压表内阻视为无穷大。2.解答闭合电路问题的一般步骤：

（1）首先要认清外电路上各元件的串并联关系，必要时，应进行电路变换，画出等效电路图。

（2）解题关键是求总电流I，求总电流的具体方法是：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势，可用全电路欧姆定律（）直接求出I；若内外电路上有多个电阻值未知，可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流I；当以上两种方法都行不通时，可以应用联立方程求出I。

（3）求出总电流后，再根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流。

（四）总结、拓展

1．电动势是描述电源将其它形式能转化为电能本领的物理量，数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压，数值上还等于闭合电路内、外电压之和。2．闭合电路欧姆定律的两种表达式

和

注意适用条件：纯电阻电路

3．路端电压跟负载的关系：当负载电阻R增大时，电流I减小；路端电压U增大；相反，当负载电阻R减小时，电流I增大，路端电压U减小。

4．闭合电路中的功率：课堂练习：

或

（五）布

1．在测量电源电动势和内电阻时得到如图所示的路端电压随电流变化的图象，由图象可知

[

]

A．电源的短路电流为0.6A。

B．电源的内电阻为5Ω。

C．电源电动势为3.0V。

D．上述结论都不正确。

2．在右图所示电路中，电源电动势ε＝15V，内电阻r＝5Ω，电阻R1＝25Ω，当K闭合后，伏特表的读数是9V，试求：

(1)K断开时伏特表的读数；

(2)K闭合后外电路总电流；

(3)电阻R2的大小。3．在右图中，已知R1＝6Ω，R2＝2Ω，R3＝3Ω，电源电动势ε＝3 V，内阻r＝1Ω，求在下列各种情形中伏特表的读数。

(1)K1、K2、K3都断开；

(2)K1闭合，K2、K3断开；

(3)K1、K2闭合，K3断开。

4．图中变阻器R1的最大阻值是4Ω，R2＝6Ω，电源内阻r＝1Ω，闭合K，调节滑动头P到R1中点时，灯L恰能正常发光，此时电源总功率为16W，电源输出功率为12W。求：

(1)灯电阻RL；

(2)断开K要使灯仍正常发光，P点应如何滑动，并求这时电源的输出功率和效率。

5．如图所示，电阻R1＝12Ω，R2＝R3＝R4＝6Ω，当电键K打开时，伏特表的示数为12V，全电路消耗的电功率为13W，则电键K闭合后，伏特表和安培表的示数各多大?(安培表、伏特表接入对电路的影响均忽略不计)

第三篇：《闭合电路欧姆定律》教案

《闭合电路欧姆定律》教案

庞方庄

一、教学目标：

1．知道电源内阻及其电动势概念，掌握闭合电路欧姆定律及其应用

2．知道路端电压与负载的关系

3．能判断电源断路和短路两种情况下的路端电压

二、教学重难点：

电动势概念的理解，闭合电路欧姆定律的理解和应用

三、教学过程：

1．复习焦耳定律，知道灯泡通电发热的原因。

问题1：手机在使用过程中，或给手机电池充电，电池为什么会发热？ 提出电源内电阻概念，并给出内电路，外电路，闭合电路概念。

问题2:右图a中是一个闭合电路，在外电路中，沿电流方向，外电路电压减低，在内电路中，沿电流方向，内电路电压是升高还是降低？

问题3：如果电源是一节电压1.5V电池 ,灯泡电阻R=5Ω，电池内阻r=1Ω,灯泡两端电压是多少？

提示学生将a 图等效为b 图，进行分析。2．引入新课：

1）提出电动势概念，路端电压概念。引导学生分析：

a）电池正负极之间，电源的内阻中也有电流，沿电流方向电势降低。

b）化学电池电动势形成原因（化学作用把正电荷从电势低处移到电势高处,化学能转化为电能），说明电池电动势是由电池本身决定的与外电路无关。2）闭合电路欧姆定律的推导

问题4: 电路中电池化学能转化为的电能有多少？

类比电场力移动电荷做功，引导学生得出电池化学反应在t时间移动电荷做功：W=Eq=EIt 问题5:电路中电能转化为什么能？是多少？ 引导学生利用焦耳定律得出Q= I2Rt+ I2rt 由能量守恒定律：EIt =I2Rt+ I2rt 即E =IR+ Ir=U外+U内或I=E/(R+r)得出闭合电路欧姆定律：闭合电路中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。3）路端电压与负载的关系

讨论：根据闭合电路欧姆定律，当负载（外电阻）增加时，电路中电流如何变化？路端电压如何变化？ 结论：当外电阻增大时，路端电压增大；当外电阻减小时，端电压减小。播放视频验证讨论结果。

根据上面结论思考：在闭合电路中，当外电阻等于零时，会发生什么现象？此时路端电压是多少？当电路断开时，此时路端电压是多少？ 3．课堂练习：

1.关于电动势及闭合电路欧姆定律，下列说法正确的是()A．电源电动势越大，电源所能提供的电能就越多 B．电源电动势等于路端电压

C．外电路的电阻越大，路端电压就越大 D．路端电压增大时，电源的输出功率可能减小

2．太阳能电池由许多片电池板组成．某电池板开路电压是800 mV，短路电流为40 mA，若将该电池板与阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是()A．0.10 V B．0.20 V C．0.30 V D．0.40 V 3．如右图所示电路中，电源电动势E＝9 V、内阻r＝3 Ω，R＝15 Ω，下列说法中正确的是()A．当S断开时，UAC＝9 V B．当S闭合时，UAC＝9 V C．当S闭合时，UAB＝7.5 V，UBC＝0 D．当S断开时，UAB＝0，UBC＝0 4.在下图的闭合电路中，当滑片P向右移动时，两电表读数的变化是()A．变大，变大 B．变小，变大 C．变大，变小 D．变小，变小

第四篇：欧姆定律教案+学案+习题

欧姆定律

教学目标

1．从功能角度理解电源电动势的含义，学会分析电路各部分电势的升降． 2．掌握部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律的内容，了解它们的使用条件和范围．

3．引导学生学会分析、处理各种电路问题．如：复杂电路的简化、含电容的电路问题、考虑电表内阻时的电路分析方法．

教学重点、难点分析

1．对非静电力做功和电动势的理解． 2．对各种电路问题的分析、简化、处理方法． 教学过程设计 教师活动

一、电动势与电势差

这是两个我们学过的物理量．请同学们回忆它们的定义式和单位，比较它们的异同． 学生活动

U=W/q单位：V

发现学生对二者如此相似产生疑惑，教师应进一步引导：

我们知道，在电源外部的电路中，电流由电源的正极流向负极，沿电流方向电势降低；而在电源内部电流由负极流向正极，沿电流电势升高．电流为什么会出现这种流向呢？

答：电源外部的电路中，是静电力对自由电荷做正功，所以沿电流方向电势降低；而电源内部是电荷受的非静电力克服静电力做功，所以沿电流方向电势升高．

U=W/q中的W表示静电力做功W电．

教师总结：电动势与电势差两个概念表面上很相似，但从做功和能量转化的角度讲它们是正好相反，电动势表征电源中非静电力做功的本领，即其它形式的能向电能转化的本领；而电势差是电路中静电力做功的本领的量度，即电能向其它能转化的情况．我们应注意二者的区别和联系．

二、欧姆定律

欧姆定律是解决电路问题的基本依据．它的地位与牛顿定律在力学中的地位相似．针对研究问题的侧重点不同，可以表示为两种形式：

1．部分电路欧姆定律（由学生回答）注意所谓部分电路指不含电源的电路．

答：通过部分电路的电流跟该部分电路两端的电压成正比，跟该部分电路电阻成反比．表达式为：

I=U/R

2．闭合电路欧姆定律

源内部时也会消耗一部分电能，使电源内部发热，即电源部分对电流有阻碍作用，所以电源还有另外一个参量内电阻r．

如图3-3-1所示．

电势降落U′间的关系并由此导出闭合电路欧姆定律的表达式． 因为电源提供的电能由内、外电阻所消耗，所以

又因为U=IR，U′=Ir

及：闭合电路中的电流强度跟电源的电动势成正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比． 3．欧姆定律适用条件 如图3-3-2所示．

电路由电源和电动机组成，电动机绕线电阻为R，则此电路中的电

（U为电动机两端的电压）

回答可能各种各样，应提醒学生注意电动机的特点：为非纯电阻用电器，引导学生做出否定回答，及

三、电路分析和计算

部分电路欧姆定律的应用在初中时就已比较熟悉，因此没有必要过多的练习．而全电路欧姆定律的不同之处关键在于需要考虑内电阻，也就是某段电路两端的电压不再恒定．只要我们认清这个区别，熟练掌握欧姆定律的应用是并不困难的．下面就电路分析中的几个难点和同学一起讨论一下．

1．电路的结构分析

搞清电路各元件之间的连接关系，画出结构清晰的等效电路，是利用欧姆定律解决电路问题的重要前提．我们通常采用节点跨接法来分析电路结构．

具体方法为：首先标明电路中各节点名称，经过电源和用电器的节点名称应不同，而一段导线两端的节点名称不变．理想的电压表可视为断路．理想的电流表可视为导线．考虑电表内阻时，就应把它们当作用电器对待．接着，定性判断电路中各节点电势高低（没有标明的可假设）．最后将各电器填在对应的节点间以判明彼此间的串、并联关系．

[例1]如图3-3-3所示，设R1=R2=R3=R4=R，求：开关S闭合和开启时的AB两端的电阻比．

解：利用节点法，开关闭合时，电路中各节点标称如图3-3-4所示．

其中R1、R2、R3都接在AB两点间，而R4两端都为B，即R4被短路，所以其等效电路如图3-3-5所示，易得RAB=R/3．

当开关开启时，电路中各节点标称如图3-3-6所示，其对应等效电路为图3-3-7所示，易得RAB′=2R/5．所以两次电阻比为5/6．

2．含电容电路的分析

让学生按图3-3-8所示连好电路．

观察分别将单刀双掷开关掷于b、C两边时产生的现象并分析原因．

学生看到：当ab相接时，灯L1、L2都不亮，说明电容阻断了电流；当ac相接时，灯L2闪亮一下，说明电容刚才被充电，现在向L2放电．

教师总结：电容器是一个储能元件，在直流电路中，它对电流起到阻止作用，相当于断路．同时电容器又可被充电，电量的大小取决与电容和它两端对应的电路的电压．因此，在分析含电容电路时，可先把电容去掉后画出等效电路，求出各用电器的电压、电流，再看电容与哪部分电路并联，而求出它两端的电压和它的电量．

电阻R1=3Ω，R2=2Ω，R3=5Ω，电容器的电容C1=4μF，C2=1μF，求C1、C2所带电量．

解：C1、C2看成短路后，外电路相当于R1、R2串联，R3中无电流，可视为短路，即UCD=UCB，UAD=UAB，由闭合电路欧姆定律知：

所以C1、C2所带电量Q1、Q2分别为： Q1=C1UCB=1．6×10-5C Q2=C2UAB=1×10-5C

3．电路中电势升降的分析

如图所示，让学生按电流方向分析整个回路的电势升降，并找出升降值之间的关系式．

答：从电源正极出发，沿电流方向经过电阻R时，电势降落IR，而到电源负极，在电流流向正极时，在内阻上电势降落Ir．但同时非静电

即U升=U降

教师总结：沿电流方向经过电阻类用电器（含内阻）时，电势降低；

[例3]如图3-3-10所示，三个完全一样的电源串联成闭合回路，求A、B两点间的电势差．

解：电路中电流为逆时针方向，由A出发逆电流向右观察，经电源

4．电路中的电表

我们接触比较多的电表是电压表和电流表，理想情况下电流表可以看成导线，电压表可以看成无穷大的电阻而忽略它们的内阻对电路的影响，可在某些实际问题中，这种影响很大，根本不可能忽略不计．这时就要把电表看成一个可以读数的特殊电阻，放在电路中，与其它用电器一起分析．

[例4]如图3-3-11所示，R1=2kΩ，R2=3kΩ，电源内阻可忽略．现用一电压表测电路端电压，示数为6V；用这电压表测R1两端，电压示数为2V．那么

[

]

A．R1两端实际电压是2V B．电压表内阻为6kΩ C．R2两端实际电压是3.6V D．用这电压表测R2两端电压，示数是3V 解：本题中电阻R1、R2的阻值较大，电压表与之相比不能看成电阻为无穷大的断路．因此要把它当成一个特殊电阻来处理．

由于不计电源内阻，电压表测得的电压6V就是电源电动势，所以R1两端实际电压为 U1=6V×2kΩ/（2kΩ+3kΩ）同理，U2=3.6V．

当电压表测R1两端电压时，显示的是它 与R1并联后所分得的电压，即

所以 RV=6kΩ．

当电压表测R2两端电压时，易得电压表示数为3V． 所以选项B、C、D正确． 同步练习

一、选择题

1．如图3-3-12所示，电路中两节电池电动势相同，而内电阻不同，即r1≠r2，为使电压表的示数为零，则电阻器R的阻值应为

[

] A．r1＋r2

B．（r1＋r2）/2 C．r1-R2

D．r2-r1

2．如图3-3-13所示电路中，电流表A1和A2均为相同的毫安表，当电路两端接入某一恒定电压的电源时，A1的示数为3mA，A2的示数为2mA．现将A2改接在R2所在支路上，如图中虚线所示，再接入原来的恒定电压电源，那么，关于A1与A2示数情况，正确的是

[

] A．电流表A1示数必增大，电流表A2示数必增大 B．电流表A1示数必增大，电流表A2示数必减小 C．电流表A1示数必增大，电流表A2示数不一定减小 D．电流表A1示数不一定增大，电流表A2示数也不一定减小

3．如图3-3-14所示电路，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P1、R2的电流方向，以下判断正确的是

[

]

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 4．如图3-3-15所示，R1=3Ω，R2=2Ω，R=5Ω，电源电动势=6.3V，内阻r=0.5Ω．当滑动变阻器活动触点在a、b之间活动时，以下判断正确的是

[

] A．电压表的示数最大为4.8V B．电压表的示数最小为4.8V C．电流表的示数最大为3A D．电流表的示数最小为2.1A 5．如图3-5-16所示电路，开关S1、S2原来都是闭合的，当滑动变阻器R1、R2、R3的滑片都刚好处于各自中点位置时，悬在平行板电容器中间的带电尘埃恰好处于静止状态，在其它条件不变的情况下，要使尘埃向下运动，可用的方法是

[

]

A．把R1的滑片位置向上移动 B．把R2的滑片位置向上移动 C．把R3的滑片位置向上移动 D．把开关S2打开

二、非选择题

每个电池的内阻r=0.5Ω，两只电阻的阻值分别为：R1=3Ω，R2=6Ω，D点接地，则图中A、B、C、D各点的电势分别为UA=______ V,UB=______V,UC=______V,UD=______V．

7．一复杂的直流电路的局部情况如图3-3-18所示，已知R1=5Ω，R2=1Ω，R3=3Ω；I1=1mA，I2=2mA，则图中电流表的示数为______mA，流过电流表的电流方向是由______到______．（用字母表示）

两电容器C1=C2=30μF，电阻R1=4.0Ω，R2=6.0Ω，开关S是闭合的，断开S以后，通过R1的电量是______C．

9．如图3-3-20所示的直流电路中，当S1断开、S2闭合时，电流表示数为3/5A；当S1闭合，S2断开时，电流表示数为2/15A．若S1、S2都闭合后，电流表的示数是多少？

10．如图3-3-21所示直流电路中，A1、A2两只电流表完全相同，内阻均为r，A2的示数恰好是A1示数的1/n，已知A、B两点右侧的总电阻（将电路以虚线处断开测量A、B间的电阻）恰与电流表内阻r相等，试求R1、R2的阻值．

参考答案

1．C 2．B 3．B、D 4．B、C、D 5．A、B、C、D 6．2.4V,0.6V,1.8V, 0 7．2mA，c、b 8．4.2×10-4 9．4/15A 10．R1=（n-1）r/n、R2=r/（n-1）．

第五篇：教案示例[闭合电路欧姆定律]

教案示例［闭合电路欧姆定律］

一、素质教育目标

（一）知识教学点

1.初步了解电动势的物理意义．

2.了解电动势与内外电压的关系．

3.理解闭合电路欧姆定律及其公式，并能熟练地用来解决有关的电路问题．

4.理解路端电压与电流（或外电阻）的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题．

5.理解闭合电路的功率表达式，理解闭合电路中能量的转化．

（二）能力训练点

通过用公式、图像分析外电压随外电阻变化而变化的规律，培养学生用多种方法分析问题的能力．

（三）德育渗透点

1.通过外电阻的改变而引起I、U变化的深入分析，树立事物之间存在普遍的相互联系的观点．

2.通过对闭合电路的分析计算，培养学生能量守恒的思想．

二、重点、难点、疑点及解决办法

1.重点

①正确理解电动势的物理意义．

②对闭合电路欧姆定律的理解和应用．

2.难点

路端电压、电流随外电阻变化规律．

3.疑点

路端电压变化的原因（内因、外因）．

4.解决办法

制作多媒体课件，采用类比分析、动态画面、图像等帮助同学增强感性认识，逐步了解电动势的含义，推导闭合电路欧姆定律公式，分析各项的意义，使学生有初步整体感知，精选运用闭合电路欧姆定律分析路端电压随外电阻改变而改变的规律的典型例题，结合图像分析突破难点．

三、课时安排

1课时

四、教具学具准备

小电珠（2.5V）、若干节不同型号电池、蓄电池、电压表

五、学生活动设计

学生观察、动手测电源电动势，并边观察边思考，逐步推导闭合电路欧姆定律，在教师的启发下逐渐理解公式含义，引导学生用公式法和图像法去分析同一问题．

六、教学步骤

（一）明确目标

（略）

（二）整体感知

本节课是在学习部分电路知识的基础上进行的，是部分电路欧姆定律的延伸，是以后对复杂电路分析的基础，也是本章的教学重点．

（三）重点、难点的学习与目标完成过程

1.提问，引入新课

导体中产生电流的条件是什么？

导体两端有电势差．

电源就是能提供电能并能维持一定的电势差（电压）的装置，各种电源两端电压是否相同？

2.新课教学

（1）电源电动势

演示1 展示1#、2#、5#、7#电池，并请几位同学观察电池上的规格（均为1.5V）．

用电压表分别测出两端电压，读数均为1.5V

演示2 用电压表测蓄电池电压，读数为2.0V

可见，电源两端间电压是由电源本身性质决定的，同种电源两极间电压相等，不同种电源两极间电压不同，为了表示电源的这种特性，物理学中引入电动势概念．

电源电动势等于电源没有接人电路时两极间的电压，用符号E表示．

怎样测量电动势？

用电压表直接测量电源两极．

各种型号的干电池电动势为多少？

1.5V

可见电池所标的值，实际上就是电池的电动势．

（2）闭合电路欧姆定律

闭合电路由电源外部的电路（外电路）和电源内部的电路（内电路）组成．

理论分析表明，在闭合电路中，电源内部电势升高的数值等于电路中外电阻上的电势降落与内电阻上电势降落之和，即

E＝U外＋U内

①

设闭合电路中的电流为I，外电阻为R，内阻为r，由欧姆定律可知

U外＝IR U内＝Ir代入①式得E＝IR＋Ir IE

Rr

②

②式表示：闭合电路中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，这个结论叫做闭合电路欧姆定律．

（3）路端电压跟负载的关系

提问：当外电阻R（负载）改变时，路端电压U如何变化，变化规律如何？

①演示：按图1让同学接线，注意电表的正负极性，改变Ｒ的大小，发现如下规律：

图1

当R增大，电流I减小，U增大；当R减小，I增大，U减小．

②请同学运用学过的知识分析推导：

∵U＝E－U内＝E－Ir

①

E IRr

②

由上二式可知：

R↑→I↓→U内↑→U↑

R→∞ I＝0 U内＝0 U＝E 这就是用电压表直接测量开路时两端电压即为电动势值的原因．

当R↓→I↑→U内↑→U↓

R→0 I＝E／r U内＝E U＝0（短路）由于短路电流很大，电源易烧坏，还可能引起火灾，因此要千万避免短路．

同学推导出的结论和演示结果完全一致．

③路端电压随电流变化的图像（U－I图）

引导学生作出U－I图线，如图2所示：

图2

图线中的横轴截距、纵轴截距和斜率的物理意义是什么？

斜线与纵轴交点表示电动势值，与横轴交点表示短路电流I

④路端电压发生变化的原因

引导学生分析：

由U＝E－Ir可知，r＝0时，U＝E与外电路无关，可见r≠0是U随R变化的内因，R发生变化是U变化的外因．

（4）闭合电路中的功率

E＝U外＋U内

上式两边都乘以I，得到

EI＝U外I＋U内I

此公式的物理意义是什么？请同学分小组讨论后，选代表回答．

上式中U外I和U内I分别表示外电路和内电路上消耗的电功率，EI表示电源提供的电功率．

①上式的物理意义在于，电源提供的电能一部分消耗在外电路上，转化为其他形式的能，另一部分消耗在内电路上，转化为内能，体现了能量守恒规律．

②式中表明，电动势E越大，电源提供的电功率越大，可见，电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，反映了电源的供电能力．

（四）总结、扩展

电动势是描述电源将其他形式能转化为电能本领的物理量，数值上等于闭合电路内外电压之和，外电路断路时，等于电源两端电压．

闭合电路欧姆定律：闭合电路总电流跟电源电动势成正比，跟电路总电阻成反比．

路端电压随外电阻的增大而增大．

测电源电动势E和内阻r，有多种方法，各需要哪些器材，请同学画出电路示意图．

mE，斜率绝对值表示内阻r． r

七、作业与思考

（一）作业题

课本P165练习四（1）一（5）

（二）思考题

1.下列关于电源的说法正确的是（）

A．电源是把其他形式的能转化为电能的装置

B．电源电动势与电路中的电源有关

C．电动势为1.5V的干电池，表明干电池可以使1C的电量具有1.5J的电能

D．电动势为1.5V的干电池，表明干电池每秒钟能将1.5J的化学能转化为电能

2.对于一确定电源，下列说法正确的是（）

A．电源短路时，其放电电流无穷大

B．电源的负载增加，输出功率一定增大

C．电源的负载电阻增加，路端电压不－定增大

D．当外电路断路时，其路端电压等于电源电动势

3.如图3所示电路中，当滑动触头向下滑动时，各表读数的变化情况是（）

A．V1变小

B．V1变大

C．V2变大

D．A变小

图3

4.将分别标有“6V4W”和"3V3W”的两只灯泡串联接到一电源两端，如果电源内阻不计，要使两灯泡得到的电压都不超过额定电压，则电源电动势的最大值是（）

A．6V

B．8V

C．9V

D．12V

5.如图4中，R1＝R2＝R3＝1Ω，伏特表内阻很大，当K断开时，伏特表读数为0.8V；当K闭合时，伏特表读数为1V，求电池的电动势和内阻．

图4

6.一个电源断路时路端电压是10V，短路时通过电源的电流是4A，该电源与阻值是2Ω的电阻相连时，通过电阻的电流是_____A，电源的路端电压是______V．

（思考题答案：1.AC 2.D 3.ACD 4.B 5.2V、0.5Ω 6.2.22、4.44）

八、板书设计

四

闭合电路欧姆定律

一、电源电动势：等于电源没有接入电路时两极间的电压

二、闭合电路欧姆定律

闭合电路中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．

I

三、路端电压跟负载的关系

路端电压随外电阻增大而增大．

四、闭合电路中的功率

E

Rr

电源提供的电能一部分消耗在外电路上，转化为其他形式的能，一部分消耗在内电阻上，转化为内能．