《电源及闭合电路欧姆定律》教学设计

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　　生：通过实验，我们发现电流I<E/R，刚才I=E/R的猜测是错的。

 

　　师：那么，电流与电动势和外电阻之间关系存在怎样的关系呢？请大家再猜测一下。

 

　　生：分母再大一点就行了，我的猜测是，可能是电源内部有电阻。

 

　　师：假设你的猜测是正确的，我们不妨将电源内部的电阻叫内阻，用r表示。这时电路中的电流可写成：I=E/（R+r）。现在请大家利用实验数据，根据你们学到的数学知识，一起来找一找r的大小，然后看一看在误差范围内，上述关系是否成立。

 

　　生：我将每一组数据代入I=E/（R+r），通过计算的发现，每一次求出的r都在2．3欧姆左右，说明电源存在内阻的假设是成立的，并且电路中的电流应该满足I=E/（R+r）。

 

　　生：我是用图像法处理实验数据的。先画出I-R图像，发现图线是曲线，后来将I=E/（R+r）写成R=E/I-r形式，看出电阻R与电流倒数1/I成线性关系。如果I=E/（R+r）成立，那么，通过实验数据画出的R-1/I图像应该是直线，结果利用实验数据作出的图线如图2所示，这就说明了关系式I=E/（R+r）是正确的，而图线的截距为-2．344，说明电源的内阻为2．334欧姆。

 

 

 

　　师：通过上述分析，我们得出I=E/（R+r）是成立的结论，而且利用图像还得到了电源的内阻。

 

　　师：I=E/（R+r）这个规律最早是由欧姆发现的，为了区别在初中所学的欧姆定律，我们将它叫做闭合电路欧姆定律。之所以称为“闭合电路”，是因为I=E/（R+r）涉及到由电源、电阻等整个闭合的电路。而初中学习欧姆定律I=U/R只涉及到整个电路中的一个部分，所以，我们将I=U/R又叫做部分电路欧姆定律。

 

　　（三）应用──联系实际、解释实验

 

　　题目：探究实验表明，闭合电路中的外电阻越大，电路中的电流越小，电源的端电压越大。请解释之。

 

　　解答：根据闭合电路欧姆定律I=E/（R+r）可知，当外电阻R变大时，电路中的电流I必将变小；将I=E/（R+r）代入到U=IR得，U=E/（1+r/R），所以，当外电阻R变大时，电源的端电压U变大。

 

　　九、作业设计

 

　　本节课在作业设计上，力求使作业能够联系社会，联系生活、联系环境，甚至跳出物理学科本位，同时通过问题设计引导学生有目的地进行自主学习。

 

　　自主学习：电子为什么能在电源的内部从正极运动到负极？

 

　　自主学习：电动势与电压的区别和联系有哪些？用能量的观点解释电动势的物理意义。

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　　开阔视野：简述课本中闭合电路欧姆定律的建立过程。

 

　　拓展研究：课堂实验数据的再研究。（1）画出U-R、I-R、U-I图像，并用相关理论对图像进行分析。（2）假设E、r未知，利用实验数据如何计算电源的电动势和内电阻等。

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