2.4 电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律 教案(教科版选修3-1)

4电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律

(教师用书独具)

●课标要求

1．知道电源的电动势和内阻． 2．理解闭合电路的欧姆定律． 3．测量电源的电动势和内电阻． ●课标解读

1．知道电源是将其他形式的能转化为电能的装置．

2．了解电路中自由电荷定向移动过程中静电力和非静电力做功与能量间转化的关系． 3．了解电源电动势及内阻的含义．

4．理解闭合电路欧姆定律，理解内外电路的电势降落．

5．会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系，并能进行电路分析与计算． ●教学地位

闭合电路欧姆定律的应用是高考命题的热点，常与其他电路知识相结合，以选择题的形式出现.

(教师用书独具)

●新课导入建议

日常生活中我们会接触到各种各样的电源，如石英钟、遥控器中用的干电池(1号、5号、7号等)；摩托车、汽车、电动车上用的蓄电池；手机中用的锂电池；电子手表中用的钮扣

电池等．干电池、手机中的锂电池、钮扣电池和一节铅蓄电池的电动势各是多大？同一个电池对不同电阻供电时，电池两极电压和电路中的电流与外电路电阻有什么关系？今天我们就来解决这些问题．

●教学流程设计 课前预习安排：

1．看教材2.填写【课前自主导学】(同学之间可进行讨论

步骤1：导入新课，本节教

步骤3：师生互动完

学地位分析步骤2：老师提问，检查预习效果(可多提问几个学生

成“探究1”互动方式(除例1外可再变换命题角度，补充一个例题以拓展学生思路)

步骤7：完成“探究3”(重在讲解规律方法技巧式同完成“探究1”相同

步骤6：师生互动完成“探究2”(方

步骤5：让学生完成【迁移应用】检查完成情况并点评步骤4：

教师通过例题讲解总结闭合电路动态问题的分析方法

步骤8：指导学生完成【当堂双基达标】，验证学习情况

步骤9：先由学生自己总结本

节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课后知能检测】

课 标 解 读 重 点 难 点 知道电源是将其他形式的能转化为电能的装置． 1.电动势概念的建立．(重点) 2.运用能量关系进闭合电路欧姆定律的推导．(重点) 3.闭合电路欧姆定律的应用．(重点) 4.电动势概念的理解．(难点) 了解电路中自由电荷定向移动过程中静电力和非静电力做功与能量转化间的关系． 3.了解电源电动势及内阻的含义． 4.理解闭合电路欧姆定律，理解内外电路的电势降落． 5.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系，并能进行电路分析与计算. 5.理解路端电压与负载的关系，并能用来分析决问题．(难点)

电源的电动势和内阻 1.基本知识 (1)电源的电动势

①电源：把其它形式的能转化为电能的装置． ②电动势

(ⅰ)大小等于没有接入电路时两极间的电压，用字母E表示． (ⅱ)物理意义：表示电源把其他形式的能转化成电势能的本领． (2)电源的内阻

电源内部也是一段电路，也有电阻，它就是电源的内电阻，简称内阻，常用符号r来表示．

2．思考判断

(1)电源提供的电能越多，电源的电动势越大．(×)

(2)电池是将化学能转化为电势能，光电池是将光能转化为电势能．(√)

(3)当电路中通过1库仑的电荷量时，电源消耗的其他形式能的数值等于电源电动势的值．(√)

3．探究交流

电源的电动势和外接电路的负载有什么关系？

【提示】 电源的电动势只和电源本身有关，与所接的负载无关.

1.基本知识 (1)闭合电路

只有用导线把电源、用电器连成一个闭合电路才有电流．用电器、导线组成外电路，电源内部是内电路．

在外电路中，沿电流方向电势降低，在内电路中电流从负极到正极． (2)闭合电路欧姆定律

①内容：在外电路为纯电阻的闭合电路中，电流的大小跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比．

E

②公式：I＝.

R＋r

③适用范围：外电路为纯电阻电路． 2．思考判断

(1)电源的电动势等于外电路电阻两端的电压．(×)

(2)对整个闭合电路来说，内、外电阻串联，它们分担的电压之和等于电源电动势的大

闭合电路欧姆定律 小．(√)

(3)在闭合电路中，电源的电动势等于内、外电路上电压之和，所以电动势实质上就是电压．(×)

3．探究交流

闭合电路欧姆定律公式中，E、R、r的物理意义各是什么？

【提示】 E代表电源的电动势，R代表外电路的电阻，r代表内电路的电阻.

1.基本知识 (1)U＝E－Ir，对给定的电源来说，E和r是一定的

①当外电阻R增大时，电流I减小，内电压减小，路端电压增大，当外电路断开，即R为无穷大时，I＝0，U内＝0，U外＝E.这就是说，开路时的路端电压等于电源电动势．

②当外电阻R减小时，电流I增大，内电压增大，路端电压减小． E

③当电源两端短路时，则电阻R＝0，此时电流I＝，叫短路电流．

r(2)路端电压与电流的关系图像

由U＝E－Ir可知，U－I图像是一条向下倾斜的直线．如图2－4－1所示：

路端电压与外电阻、电流的关系

图2－4－1

①图线与纵轴截距的意义：电源电动势． ②图线与横轴截距的意义：短路电流． ③图线斜率的意义：电源的内阻． 2．思考判断

(1)当电源短路时，路端电压等于电源的电动势．(×)

(2)由于电源内阻很小，所以短路时会形成很大的电流，为保护电源，绝对不能把电源两极直接相连接．(√)

(3)电源断开时，电流为零，所以路端电压也为零．(×) 3．探究交流

U

上述路端电压U与电流I的图像中，表示外电阻还是内电阻？

I

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