发布者：李云峰 所属单位：绥芬河市高级中学 发布时间：2019-09-06 浏览数( -) 【举报】
闭合电路的欧姆定律
重/难点
重点：推导闭合电路欧姆定律，应用定律进行有关讨论。路端电压与负载的关系。
难点：路端电压与负载的关系。
重/难点分析
重点分析：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的欧姆定律。
难点分析：当外电阻增大时，电流减小，路端电压增大；当外电阻减小时，电流增大，路端电压减小。
突破策略
1、闭合电路欧姆定律
教师：（投影）教材图2.7-1（如图所示）
教师：闭合电路是由哪几部分组成的？
学生：内电路和外电路。
教师：在外电路中，沿电流方向，电势如何变化？为什么？
学生：沿电流方向电势降低。因为正电荷的移动方向就是电流方向，在外电路中，正电荷受静电力作用，从高电势向低电势运动。
教师：在内电路中，沿电流方向，电势如何变化？为什么？
学生（代表）：沿电流方向电势升高。因为电源内部，非静电力将正电荷从电势低处移到电势高处。
教师：这个同学说得确切吗？
学生讨论：如果电源是一节干电池，在电源的正负极附近存在着化学反应层，反应层中非静电力（化学作用）把正电荷从电势低处移到电势高处，在这两个反应层中，沿电流方向电势升高。在正负极之间，电源的内阻中也有电流，沿电流方向电势降低。
教师：（投影）教材图2.7-2（如图所示）内、外电路的电势变化。
教师：引导学生推导闭合电路的欧姆定律。可按以下思路进行：
设电源电动势为E，内阻为r，外电路电阻为R，闭合电路的电流为I，
（1）写出在t时间内，外电路中消耗的电能的表达式；
（2）写出在t时间内，内电路中消耗的电能的表达式；
（3）写出在t时间内，电源中非静电力做的功W的表达式；
学生：（1）
（2）
（3）W=Eq=EIt
根据能量守恒定律，
即
整理得：
E =IR+ Ir
或者
教师（帮助总结）：这就是闭合电路的欧姆定律。
（1）内容：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的欧姆定律。
（2）公式：I=
（3）适用条件：外电路是纯电阻的电路。
根据欧姆定律，外电路两端的电势降落为，习惯上成为路端电压，内电路的电势降落为，代入
得
该式表明，电动势等于内外电路电势降落之和。
2、路端电压与负载的关系
教师：对给定的电源，E、r均为定值，外电阻变化时，电路中的电流如何变化？
学生：据I=可知，R增大时I减小；R减小时I增大。
教师：外电阻增大时，路端电压如何变化？
学生：有人说变大，有人说变小。
教师：实践是检验真理的惟一标准，让我们一起来做下面的实验。
演示实验：探讨路端电压随外电阻变化的规律。
（1）投影实验电路图如图所示。
（2）按电路图连接电路。
（3）调节滑动变阻器，改变外电路的电阻，观察路端电压怎样随电流（或外电阻）而改变。
学生：总结实验结论：
当外电阻增大时，电流减小，路端电压增大；当外电阻减小时，电流增大，路端电压减小。
教师：下面用前面学过的知识讨论它们之间的关系。路端电压与电流的关系式是什么？
学生：U=E-Ir
教师： 就某个电源来说， 电动势E和内阻r是一定的。当R增大时，由得，I减小，由U=E-Ir，路端电压增大。反之，当R减小时，由得，I增大，由U=E-Ir，路端电压减小。
拓展：讨论两种特殊情况：
教师：刚才我们讨论了路端电压跟外电阻的关系，请同学们思考：在闭合电路中，当外电阻等于零时，会发生什么现象？
学生：发生短路现象。
教师：发生上述现象时，电流有多大？
学生：当发生短路时，外电阻R=0，U外=0，U内=E=Ir，故短路电流I=。
教师： 一般情况下，电源内阻很小，像铅蓄电池的内阻只有0.005 Ω~0.1 Ω，干电池的内阻通常也不到1 Ω，所以短路时电流很大，很大的电流会造成什么后果？
学生：可能烧坏电源，甚至引起火灾。
教师：实际中，要防止短路现象的发生。当外电阻很大时，又会发生什么现象呢？
学生：断路。断路时，外电阻R→∞，电流I=0，U内=0，U外=E。
教师：电压表测电动势就是利用了这一原理。
3、闭合电路欧姆定律的应用（投影）
例1. 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I=减少，灯泡的实际功率减小，灯泡变暗。综上所述，选项B正确。
突破反思
本课重点即定律的内容不是老师强加到学生脑中，而是通过学生自主的探究，在一定思考和推理情况下学到知识，设计教学符合高中学生的思维能力，通过“猜想——实验——验证”严密的科学探究方法，培养学生能力。安全的仿真实验可充分发掘学生的好动性、探知性，用学生特有探究角度去思考问题，有效地发挥学生的个性，并使学生的创新能力得到拓展。同时通过仿真实验的操作，提高学生的生活用电安全意识。本课教学能充分联系生活实际，培养了学生的知识综合应用能力。如为避免短路现象的发生安装保险丝；生活用电中电灯的亮度问题等。