路端电压跟负载的关系

一、教学内容

粤教版《物理》选修3-1第二章第三节《研究闭合电路》第2个课时

二、学生分析

学生在初中已学习过闭合电路欧姆定律，了解串、并联电路的特点。

三、教学目标

（一）知识与技能

1、 理解闭合电路欧姆定律及其公式，能用来解决有关的问题。

2、 理解路端电压与电流的关系，知道这种关系能用公式、图象描述。

（二）过程与方法

1、经历科学探究过程，学习从实验总结规律的方法。

2、了解图象法是一种基本的科学研究和描述的方法。

（三）情感态度和价值观

了解用公式法、图象法描述物理规律的方法，体会物理学之美。

四、教学重点

1、闭合电路欧姆定律及其应用。

2、科学探究习惯的培养

五、教学难点

1、如何引导学生进行科学的、自主的实验探究和实验总结。

2、路端电压与负载的关系。

六、教学方法

启发、探究式；讨论归纳法。

七、教学资源

干电池、原电池、蓄电池、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电键、导线

八、教学过程设计

1、复习闭合电路的欧姆定律

由上节课我们知道电路可分为外电路和内电路，电源的电动势e等于外电压u外和内电压u内之和。即e=u外+u内。

闭合电路欧姆定律：

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。即

i=
3、 路端电压：

提问：用电器所得的电压为电源的电动势、外电压还是内电压？

因为外电压才是用电器的实际工作电压，故其是我们关注的焦点。我们给它另外起一个名字，叫路端电压，用u表示。

u=e-ir

讨论：电源e、r一定，i= ， 则u与r的关系如何？

当负载r增大时，i减小，ir（u内减小），路端电压u增大；当负载r减小时，i增大，ir（u内增大），路端电压u减小。

u与i的关系还可以用图象直观地表示。

作出u-i图象。

i0

u0

u

i

0

讨论：1、在图象中如何确定电源电动势和电源的内阻？

2、理想电源的路端电压跟电源电动势的关系如何？

提问：图像与纵轴、横轴的交点的坐标是多少？分别对应什么状态下的电路？

纵轴交点坐标为（0，u0），对应的是断路状态下的电路，所以为u0电源的电动势。

纵轴交点坐标为（i0，0），对应的是短路状态下的电路，所以为i0电源的短路电流。

则电源的内阻为

检验练习

例1：图中，电源的电动势为4.5v，内阻为0.36ω，外电路的电阻为4.14ω.

（1）求电路中的电流和路端电压。

（2）忽略电源内阻，再求电路中的电流和路端电压。

例2：图中，当滑动变阻器的滑动触头在某位置时，电压表的示数u1=1.4v，电流表的示数i1=0.1a；当滑动触头在另一位置时，电压表的示数u2=1.35v，电流表的示数i2=0.15a；求电源电动势e和内阻r。

提问：请根据例题2，归纳出测量电源电动势和内阻的方法。

（四）测量电源电动势和内阻

讨论：明确实验的原理、所需器材、方法和步骤。

提问：除了用计算法处理实验数据外，还可以怎么办？

用作图法处理实验数据。

讨论：明确用作图法处理实验数据的方法。

学生分组实验。

拓展：如何只用一只电流表、一个电阻箱和若干导线测量电源电动势和内阻？自行设计一个实验方案并动手实践。