恒定电流•闭合电路欧姆定律习题课•教

恒定电流•闭合电路欧姆定律习题课•教案
一、教学目标
1．知识内容：能够应用闭合电路的欧姆定律进行计算，学会分析变化电路的基本方法。
2．通过对变化电路的分析，培养学生分析、判断、推理的能力。
二、教学重点、难点
1．重点：学会应用闭合电路的欧姆定律解决简单的电路问题。
2．难点：极值电路的分析、判断。
三、教具
投影仪和写好的幻灯片。
四、教学过程
教师：上节课我们学习了闭合电路的欧姆定律，请一个同学说说它的主要内容。
学生：闭合电路中的电流强度和电源电动势成正比，和内、外电路中的电阻之和成反比。
教师：好。现在我们应用闭合电路的欧姆定律来分析几个具体问题。
板书：1．闭合电路的欧姆定律的适用条件
例1．如图1所示电路，电动机的线圈电阻是1Ω，电动机工作时电压表的示数是12V，电池组的电动势是22V，内电阻是0.5Ω，电阻R上消耗的电功率是18W。求：
 
（1）电阻R的大小；
（2）电动机输出的功率。（投影）
教师：同学们用两分钟的时间思考，然后请两个同学到黑板上来做这道题。
学生可能出现的错解是：
解1：因为电动机的电压是12V，电动机线圈的电阻是1Ω，所以电路中的电流I=U／R线=12／1=1A，电阻R=P／I2=18／I2=18Ω。
解2：I=E／R总=22／（1＋R＋0.5）                                            （1）
电阻R上消耗的电功率是18W，P=18W=I2R                               （2）
（1）、（2）式联立，解出I和R的值。
教师：以上两种错解主要表现为不能正确的理解欧姆定律，在含有电动机的非纯电阻电路中，乱套公式，不考虑公式的物理意义。本题是非纯电阻电路，应从能量的分配和转化的角度去思考和解答。在电路中，电源的作用是把其他形式的能量转化为电能，是电路中的总能量。用电器在电路中的作用是把电能转化为其他形式的能，本题中，电阻R是把电能转化为内能，是纯电阻；电动机是把电能转化为机械能。根据能量守恒定律，电源转化来的总电能=电源内部电阻消耗的能量+外电路用电器消耗的能量，即IE=I（U内＋U外）=I（UR＋r＋U动），所以，E=UR+r＋U动，UR＋r=22-12=10（V）
又因为UR＋r=I（R＋r）=10V=I（R＋0.5）                                    （1）
P=18W=I2R                                                                                 （2）
故R=4.5Ω，I=2A。
电动机输出的机械能=电路输入电动机的电能IU动-电动机线圈电阻消耗的能量I2R动，故P=IU动-I2R动=20（W）
板书：2．动态电路问题
教师：电路中某个电阻发生变化会对整个电路产生影响，而整体的变化又制约着局部。对变化电路的一般分析步骤是：从局部某一电阻的变化，确定总电阻的变化，进一步利用闭合电路的欧姆定律确定总电流、路端电压的变化，再逐步分析局部电流、电压及电功率的变化。简单地说，就是从局部到整体再到局部。
例2：如图2所示电路，已知电源的电动势E和内电阻r恒定，R1、R2是定值电阻，R3是滑动变阻器。当滑动头从a移到b，各个电表的示数如何变化？（投影）