第六节 闭合电路欧姆定律 教学设计
主备教师：王国君
一、内容与解析
（一）内容
1．掌握闭合电路欧姆定律，并能应用其解决有关问题；
2．掌握路端电压和外电路电阻的关系，掌握讨论电路结构变化题的一般方法
3．掌握闭合电路的U-I图象
（二）解析：本节课要学的内容有闭合电路欧姆定律，其核心是了解闭合电路与部分电路不同。理解它关键就是理解电动势、路端电压、内电压，学生已经在高中学过了部分电路欧姆定律,，本节课的内容闭合电路欧姆定律就是在此基础上的发展。由于它还与后面学习磁场.电磁感应.电磁振荡电路打基础，其中的很多知识点是联系后面的桥梁(电动势,路端电压,全电路欧姆定理,电功与电功率);其中有很多方法(电路分析、电路简化、电路计算)渗透在后面各单元的复习中,还有路的意识(会识路画路析路算路)对后面有必要的联系,所以在本学科有着作为一种基本语言的地位，是学习后面知识的基础,是本学科的核心内容。教学的重点是如何测平均速度和瞬时速度，所以解决重点的关键是多结合实际生活中的例子，分析例子，加深理解。
二.教学目标与解析
（一）目标
（1）、理解电动势的概念，知道电动势等于内外电路上的电势降落之和。
（1）、掌握闭合电路欧姆定律的物理意义及适用条件。
（2）、掌握闭合电路欧姆定律，会灵活运用定律进行动态分析。
（3）、掌握路端电压与电流（或外电阻）的关系。
（4）、掌握闭合电路的功率表达式和电路中的能量转化关系。
（二）解析
闭合电路的分析和计算是本专题的重点和难点，对基本概念的理解，对基本规律的掌握，都在电路的分析与计算中体现出来。要注重对公式的理解，掌握串并联的特点. 会识别电路，会画电路，会分析电路，会计算电路。
三、问题诊断与分析
问题：路端电压与电流的关系?
分析：闭合电路欧姆定律可变形为U＝E－Ir，E和r可认为是不变的，由此可以作出电源的路端电压U与总电流I的关系图线，依据公式或图线可知：
（1）路端电压随总电流的增大而减小．
（2）电流为零时，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势E．在图象中，U—I图象在纵轴上的截距表示电源的电动势．
（3）路端电压为零时，即外电路短路时的电流I＝E/r．图线斜率绝对值在数值上等于内电阻．
四.教学支持条件分析
五.教学过程
1.什么是电源电动势？
1．电动势
（1）物理意义：反映不同电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量．
（2）大小：等于电路中通过1 C电量时电源所提供的电能的数值，等于电源没有接入电路时两极间的电压，在闭合电路中等于内外电路上电势降落之和E＝U外＋U内．
2．闭合电路的欧姆定律
闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比：I＝．
常用表达式还有：
E＝IR＋Ir＝U＋U′和U＝E－Ir
3．路端电压U随外电阻R变化的讨论
电源的电动势和内电阻是由电源本身决定的，不随外电路电阻的变化而改变，而电流、路端电压是随着外电路电阻的变化而改变的：
（1）外电路的电阻增大时，I减小，路端电压升高；
（2）外电路断开时，R＝∞，路端电压U＝E；
（3）外电路短路时，R＝0，U＝0，I＝（短路电流），短路电流由电源电动势和内阻共同决定，由于r一般很小，短路电流往往很大，极易烧坏电源或线路而引起火灾．
4．路端电压与电流的关系
闭合电路欧姆定律可变形为U＝E－Ir，E和r可认为是不变的，由此可以作出电源的路端电压U与总电流I的关系图线，如图10—2—1所示．依据公式或图线可知：
（1）路端电压随总电流的增大而减小．
（2）电流为零时，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势E．在图象中，U—I图象在纵轴上的截距表示电源的电动势．
（3）路端电压为零时，即外电路短路时的电流I＝E/r．图线斜率绝对值在数值上等于内电阻．
5．闭合电路中的几种电功率
闭合电路的欧姆定律就是能的转化和能量守恒定律在闭合电路中的反映．
由E＝U＋U′可得
EI＝UI＋U′I或EIt＝UIt＋U′It
（1）电源的总功率：
P＝EI
（2）电源内部消耗的功率：
P内＝I2r
（3）电源的输出功率：
P出＝P总－P内＝EI－I2r＝UI
若外电路为纯电阻电路，还有
电源的输出功率，可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为。从P－R图象中可知，当电源的输出功率小于最大输出功率时，对应有两个外电阻R1、R2时电源的输出功率相等。可以证明，R1、R2和r必须满足：r＝。
（4）电源的效率：（最后一个等号只适用于纯电阻电路）
6．同种电池的串联
n个相同的电池同向串联时，设每个电池的电动势为Ei，内电阻为ri，则串联电池组的总电动势E＝nEi，总内阻r＝nri．
串联电池组一般可以提高输出的电压，但要注意电流不要超过每个电池能承受的最大电流．
三、典型例题
1．已知如图，E =6V，r =4Ω，R1=2Ω，R2的变化范围是0~10Ω。求：①电源的最大输出功率；②R1上消耗的最大功率；③R2上消耗的最大功率。
解：①R2=2Ω时，外电阻等于内电阻，电源输出功率最大为2.25W；②R1是定植电阻，电流越大功率越大，所以R2=0时R1上消耗的功率最大为2W；③把R1也看成电源的一部分，等效电源的内阻为6Ω，所以，当R2=6Ω时，R2上消耗的功率最大为1.5W。
2．以右图电路为例：试分析当滑动变阻器的滑片向左滑动过程中各电阻中电流、电压如何变化.
解析：滑动变阻器的滑片向左滑动过程中，R1增大，总电阻一定增大；由，I一定减小；由U=E-Ir，U一定增大；因此U4、I4一定增大；由I3= I-I4，I3、U3一定减小；由U2=U-U3，U2、I2一定增大；由I1=I3 -I2，I1一定减小。
3． 如图，电源的内阻不可忽略．已知定值电阻R1=10Ω，R2=8Ω．当电键S接位置1时，电流表的示数为0.20A．那么当电键S接位置2时，电流表的示数可能是下列的哪些值
A.0.28A B.0.25A
C.0.22A D.0.19A
解：电键接2后，电路的总电阻减小，总电流一定增大，所以不可能是0.19A．电源的路端电压一定减小，原来路端电压为2V，所以电键接2后路端电压低于2V，因此电流一定小于0.25A．所以只能选C。
4． 如图所示，电源电动势为E，内电阻为r．当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，下列说法中正确的是
A.小灯泡L1、L3变暗，L2变亮
B.小灯泡L3变暗，L1、L2变亮
C.ΔU1<ΔU2
D.ΔU1>ΔU2
解：滑动变阻器的触片P从右端滑到左端，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小。与电阻蝉联串联的灯泡L1、L2电流增大，变亮，与电阻并联的灯泡L3电压降低，变暗。U1减小，U2增大，而路端电压U= U1+ U2减小，所以U1的变化量大于 U2的变化量，选BD。
六.课堂小结
本单元内容属于基础性的知识内容,是为后面学习磁场.电磁感应.电磁振荡电路打基础.其中的很多知识点是联系后面的桥梁(电动势,路端电压,全电路欧姆定理,电功与电功率);其中有很多方法(电路分析、电路简化、电 路计算)渗透在后面各单元的复习中,还有路的意识(会识路. 画路. 析路. 算路)对后面的复习具有指导性意义。与实验相结合的知识要特别引起重视：高考的重点是本章的电学实验，电学实验要首先会识别电路，会画电路，会分析电路，会计算电路。
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