项目名称

简单直流电路

任务名称

                 电动势 闭合电路欧姆定律

课    型

新授课

课   时

4

教

学

目

标

知识与能力目标

1．理解电动势、端电压的概念。

2．熟练掌握闭合电路的欧姆定律。

3．掌握电源输出功率与外电阻的关系。

过程与方法目标

通过学生发现问题，提出问题，从而来解决问题。

情感态度价值观

目标

激发学生学习兴趣，培养学生良好的意志品质．

教学重点

1．闭合电路的欧姆定律。

2．电源输出功率与外电阻的关系。

教学难点

闭合电路的欧姆定律。

教学后记

教学设计创新：

课堂总结：

一、 电动势

二、 闭合电路欧姆定律

三、 端电压

四、 电源向负载输出的功率

任务导入

提出问题，引起思考和讨论．
　　

任务分析

任务实施（详细具体）

一、电动势

1．电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。用符号E表示。

2．单位：伏特（V）

注意点：

(1)电动势由电源本身决定，与外电路无关。

(2）电动势的规定方向：自负极通过电源内部到正极的方向。

二、闭合电路的欧姆定律

1．复习部分电路的欧姆定律

I =

2．闭合电路欧姆定律的推导

(1) 电路

(2) 推导

设t时间内有电荷量q通过闭合电路的横截面。电源内部，非静电力把q从负极移到正极所做的功W = E q = E I t，电流通过R和R₀时电能转化为热能

Q = I² R t + I² R₀ t

因为

W = Q

所以

E I t = I² R t + I² R₀ t

E = I R + I R₀或I =

(3）闭合电路欧姆定律

闭合电路内的电流，与电源电动势成正比，与整个电路的电阻成反比。其中，外电路上的电压降（端电压）

U = I R = E - I R₀

内电路上的电压降

U¢ = I R₀

电动势等于内、外电路压降之和

E = I R + I R₀ = U + U¢

例1：如上图，若电动势E = 24 V，内阻R₀ = 4 W，负载电阻R = 20 W，试求：（1）电路中的电流；（2）电源的端电压；（3）负载上的电压降；（4）电源内阻上的电压降。

例2：电源电动势为1.5 V，内电阻为0.12 W，外电路电阻为1.38 W，求电路中的电流和端电压。

例3：电动势为3.6 V的电源，与8 W 的电阻接成闭合电路，电源两极间的电压为3.2 V，求电源的内电阻。

三、端电压

1．电动势与外电路电阻的变化无关，但电源端电压随负载变化，随着外电阻的增加端电压增加，随着外电阻的减少端电压减小。

证明：I =

当R增加时，（R + R₀）增加，电流I减小，U = E - I R₀ 增加；同理可证，当R减小时，U也减小。

2．两种特例：

（1）当外电路断开时，R趋向于无穷大。

I = 0

U = E - I R₀ = E

即

U = E

应用：可用电压表粗略地测定电源的电动势

（2）当外电路短路时，R趋近于零，I = 趋向于无穷大，U趋近于零。短路时电流很大，会烧坏电源，引起火灾，决不允许将导线或电流表直接接到电源上，防止短路。

应用：测量电动势和电源内阻。

例4：例1（《电工基础》第2版周绍敏主编）。

例5：有一简单闭合电路，当外电阻加倍时，通过的电流减为原来的2/3，求内阻与外阻的比值。

四、电源向负载输出的功率

1．P_电源 = I E；P_负载 = I U；P_内阻 = I ² R₀；U = E - I R₀

同乘以I ，得

U I = I E - I² R₀

I E = I U + I² R₀

P_电源 = P_负载 + P_内阻

在何时电源的输出功率最大？设负载为纯电阻当R = R₀时，

P_max =

这时称负载与电源匹配。

2．电源输出功率P与负载电阻R的变化关系曲线

3．注意：当R = R_O时，电源输出功率最大，但此时电源的效率仅为50%。

任务总结

   学生通过实际的学习，能理解并掌握欧姆定律、电功与电功率的计算

任务拓展

1、已知电路中的电源电动势是1.5 V，内电阻是0.1 (，外电路的电阻是1.4 ( 。求电路中的电流 I 和端电压U

2.有一电源，E=3V，内阻为0.4Ω，外接电阻为2.6Ω，流过电阻的电流为______，电源端电压为_________，内压降为_________

3.在某一闭合回路中，电源内阻r=1Ω，外电路的路端电压是2V，电路中的电流是0.5A，则该电路外电阻R=_________，电路中电源的电动势E=___________，外电阻所消耗的功率P=___________

4.如图所示，当滑动变阻器的滑片在某一位置时，电流表和电压表的读数分别是 I1 = 0.20 A，U1 = 1.98 V；改变滑片的位置后，两表的读数分别为 I 2 = 0.4A ，U 2 = 1.96 V。求电源的电动势和内电阻

5.图所示为测量电源电动势E和内阻r时路端电源和电流的关系图线，根据图线可知：E=_________，r=_________。

6.在图所示电路中，电源电动势E=20V，内阻r=1Ω，R1=3Ω，Rp为可变电阻，Rp=______可获得最大功率，最大功率Pm=_________。

7.图所示电路中，R1=5Ω ，电源电动势E=20V，内阻r=4Ω，R2为变阻器。（1）要使变阻器消耗的功率最大，R2应多大？这时R2消耗功率多少？（2）要使R1消耗功率最大，R2应多大？这时R1消耗的功率是多少？

课外任务

练习册