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主题：闭合电路的欧姆定律
班级：12 年级（3、4、5、9 年级）
主教练：徐俊
1.教学目标
1. 知识目标
1、知道电源的电动势等于电源未接入电路时两极之间的电压。
2.了解闭合电路欧姆定律公式，理解各物理量及公式的物理意义，并能熟练运用它们解决有关的电路问题。
3、知道电源的电动势等于其内部和外部电路中的电位降之和。
4、了解端电压与电流（或外电阻）的关系，知道这种关系的公式及图形表达，并能运用其分析、计算有关问题。
5.了解闭合电路的功率表达式。
6.了解闭合电路中的能量转换。
2. 能力目标
1、培养学生分析问题、解决问题的能力，利用闭合电路欧姆定律，分析外部电压随外部电阻的变化规律。
2、了解电路末端电压与电流（或外电阻）之间的关系，知道这种关系的公式和图形表达，并能运用它分析、计算有关问题。
3、利用公式、图像分析外加电压随外加电阻变化的情况，培养学生多种分析问题的能力。
3.情感目标
1、外部电阻的变化引起电流和电压的变化，建立学生万有连接观念。
2、通过分析外部电压变化的原因留学之路，了解内因与外部因素之间的关系。
3、通过闭合电路的分析和计算，培养学生能量守恒的思想。
二、教学建议
1、电源电动势的概念是高中阶段的一个难点，是掌握闭合电路欧姆定律的关键和基础。在处理电动势的概念时，可以根据教材采用不同的解释。理论上讲，电源中的非静电力做功，将正电荷从电源负极输送到正极，克服电场力做功，非静电力输送电荷引起的两极间电位差的大小反映了电源做功的能力，从而引入电动势的概念；也可以参照本书讨论闭合电路中电位的升降的方法，得出电动势等于内外电路电位降之和的结论。教学中并不要求证明这个结论，教材给出了一个比喻（儿童幻灯片），帮助学生接受这个结论。
需要强调的是，电源的电动势体现的是电源做功的能力，与外电路无关，是由电源固有特性决定的。
电动势是一个标量，没有方向。这个需要给学生讲清楚。如果学生水平还好，可以给他们讲解，作为电源，有正极和负极，电源内部，电流是从负极流向正极的。为了讲解问题方便，电动势也赋予了一个方向。人们把电源电动势的方向定义为内部电路中电流的方向，即从负极流向正极。#p#Page title#e#
2. 电路端电压与电流（或外接电阻）的关系是一个难点，我们希望做好演示实验，让学生有一个清晰的感性认识，然后用公式来解释。电路端电压与电流的关系图可以很直观的展示电路端电压与电流的关系，这个图同学们一定很熟悉。
同学们要知道，电路断路时，电路末端的电压等于电源的电动势，因此，用电压表测量电路断路时，电路末端的电压即可求得电源的电动势。在考虑电压表内阻时高中物理电路图辅导，希望通过第五节的“思考与讨论”，同学们可以自己解决这个问题。
3、最后我们来说说闭合电路中的功率，得出公式。从能量转换的角度来解释，公式左边代表的是电源单位时间内提供的电能。理解了这一点，就很容易理解上面公式的含义了：电源提供的电能一部分被内部电阻消耗，另一部分输出到外部电路。
3. 重点难点分析
（一）要点：
1.电动势是表示电源特性的物理量。
2.闭合电路欧姆定律的内容；
3、利用定律讨论端电压、输出功率、电源效率随外接电阻变化的规律。
（二）难点：
1、闭合电路中电源的电动势等于电路内外电压之和。
2.短路和开路特性
3.利用闭合电路欧姆定律讨论电路末端电压、电流强度与外阻变化的关系
4.教学过程设计
指导：同学们都知道，电荷的定向运动就形成电流。那么，导体中形成电流的条件是什么呢？（学生回答：导体两端存在电位差。）
教师指导：怎样实现导体两端产生电位差？
板书：1、电源：电源是一种能把其他形式的能量连续地转换成电能的装置，它本身不产生能量，也不产生电荷，例如干电池把化学能转换成电能，发电机把机械能、核能等转换成电能。
（1）电源可以不断地把其他形式的能量转换成电能，并提供恒定的电压。那么，不同电源两极之间的电压是否相同？展示各种干电池（1号、2号、5号、7号），并请几位学生观察电池上写的规格。用电压表进行验证。
（2）展示蓄电池和纽扣电池，它们的端子电压也是1.5V吗？怎么知道它们的端子电压？
结论：电源两极之间的电压完全由电源本身的性质（如材料，工作方式等）决定。
同一型号的电池用电压表测得两极之间的电压是相同的，不同型号的电池用电压表测得两极之间的电压是不同的。为了表达电源本身的这种特性，物理学中引入了电动势的概念。
黑板：2、电源电动势：电源的电动势，在数值上等于电源未接入电路时，其两极之间的电压。
问题：各种型号干电池的电动势都是1.5V。那么如果将一节1号电池接入电路，它的两极之间的电压还是1.5V吗？用教学板演示，电路如图，结论：开关闭合前电压显示数字为1.5V，开关闭合后电压显示数字变为1.4V。实验表明，电路中有电流流过后，电源两极之间的电压减小。#p#Page title#e#
问题：在上面的实验中，开关闭合之后，电源两极之间的电压下降到1.4V，那么降低的电压到哪里去了呢？
引言：闭合电路可分为内电路和外电路两部分。内电路是电源内部的部分，外电路是电源外部的部分。接在电源外电路两端的电压表测得的电压称为外电压。接在电源内部电极附近的探针A、B上的电压表测得的电压称为内电压。下面我们通过实验来研究闭合电路中电动势与内外电压的关系。
黑板：3.几个概念（内部电路，外部电路，内部电阻，外部电阻，内部电压，外部电压）
师：向学生介绍实验装置及电路连接方法，重点讲解内部电压的测量。实验中，打开开关，移动滑动变阻器的滑动头，使其阻值减小，用两只电压表读出几组内部和外部电压之和。然后断开开关，用电压表测量电动势。分析实验结果，可以发现什么规律？
学生：在允许的误差范围内，内外电压之和等于电源电动势。
板书：在闭合电路中，电源的电动势等于内外电压之和，即。
接下来我们分析整个电路中电压、电流、电阻的关系。
老师：在图1所示的电路图中，设电流为，根据欧姆定律，，，则电流强度为，这就是闭合电路的欧姆定律。
黑板：4、闭合电路欧姆定律的内容：闭合电路中的电流强度与电源电动势成正比，与电路内外电阻之和成反比，表达式为。
一般认为电源的电动势和内阻在短时间内可以认为是恒定的，那么外部电阻的变化就会引起电路中电流的变化，进而引起端电压、输出功率、电源效率等的变化。
黑板：5.几个重要的推论
（l）端电压随外阻变化的规律
演示实验，如图2所示电路，4节1号电池与一只10Ω固定电阻串联，组成电源（因为电源内阻通常很小，变化也很小，现象不明显）。拨动滑动变阻器的滑动片，观察电流表、电压表的读数如何变化？
现象：从实验中得知高中物理电路图辅导，随着电阻的增大，电流逐渐减小，电路末端电压逐渐增大。能用闭路欧姆定律解释这个实验现象吗？
学生分析：由于变大，闭合电路的总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律， ，电路中的总电流减小，又由于 ，电路末端的电压增大。
结论：电路端电压随外阻的增大而增大，随外阻的减小而减小。当→无穷大时，可视外电路为开路，→0，根据，则，即当外电路断开时，用电压表直接测得电源两极之间的电压，其值等于电源电动势；当减小到0时，可视电路为短路，为短路电流，电路端电压为。
板书（1）：电路端部电压随外电阻的增大而增大，随外电阻的减小而减小。
电路开路时，→∞， ；电路短路时， ， 。#p#Page Title#e#
电路端电压与电流的关系可以用图形表示如下
（2）电源输出功率随外阻变化的规律。
老师：在纯电阻电路中，当采用固定电源（假设r为常数）给一个可变的外部电阻供电时，输出功率为
因为，
所以，
此时电源输出功率最大，我们可以画出输出功率随外接电阻变化的曲线图，如图所示。
板书（2）：在纯电阻电路中，当采用一个固定电源（即恒定值）给一个可变的外部电阻供电时，输出功率在那时达到一个最大值。
老师：当输出功率最大的时候，电源的效率是不是也最大呢？
（3）：电源效率随外接电阻变化的规律
老师：在电路中，电源的总功率为，输出功率为，内部电路的功率损耗为，那么电源的效率为，当增大时，也增大。当，也就是输出功率最大的时候，电源的效率=50%。
板书（3）：电源的效率随着外部电阻的增加而提高。
4. 解释例子
五、结论
板书设计：第 5 节 闭合电路的欧姆定律
1.电源：
2.电源电动势：
3.几个概念
4、闭合电路欧姆定律的内容：
5. 几个重要的推论
（1）：端电压随外部电阻的增大而增大，随外部电阻的减小而减小。
当电路开路时，→∞， ；当电路短路时， ， 。
（2）：在纯电阻电路中，当采用一个固定电源（即恒定值）给一个可变的外部电阻供电时，输出功率在那时达到一个最大值。
（3）：电源的效率随着外接电阻的增大而提高。
