电路基本定律范文

电路基本定律范文（精选3篇）

电路基本定律 第1篇

高中物理《闭合电路欧姆定律》教学主要是围绕定律的推导和定律的应用这两个问题展开的。教材在设计中意在从能量守恒的观点推导出闭合电路欧姆定律,从理论上推出路端电压随外电阻变化规律及断路短路现象,将实验放在学生思考与讨论之中。为了有效提高课堂教学质量和教学效果,我们特提出在《闭合电路欧姆定律》教学中创设“问题情境”的教学设计。

1.《闭合电路欧姆定律》教学目标分析

《闭合电路欧姆定律》教学目标主要有以下几个方面:一是,经进闭合电路欧姆定律的理论推导过程,体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用,培养学生推理能力;二是,了解路端电压与电流的U-I图像,培养学生利用图像方法分析电学问题的能力;三是,通过路端电压与负载的关系实验,培养学生利用实验探究物理规律的科学思路和方法;四是,利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。高中物理《闭合电路欧姆定律》教学主要是围绕定律的推导和定律的应用这两个问题展开的,其中涉及到了“电动势和内阻”、“用电势推导电压关系”、“焦耳定律”以及“欧姆定律”等诸多内容,这些内容之间具有一定的联系,只要能够为其构建一个完善的体系,将这些知识有机的结合起来,就能够得出闭合电路的欧姆定律。以建构主义教学思想为基础,采用创设“问题情境”的教学设计,对于提高课堂教学有效性具有积极意义。

2.创设“问题情境”的教学设计具体实践

首先,通过问题的提出激发学生的求知欲。例如:将一个小灯泡接在已充电的电容器两极,另一个小灯泡在干电池两端,会观察到什么现象?并展示生活中的一些电源,演示手摇发电机使小灯泡发光和利用纽扣电池发声的音乐卡片实验,使学生进行思考这些现象出现的原因。通过观察学生会发现手摇发电机是将机械能转化成电能的过程,停止摇动就没有电能,灯泡就不会亮,而干电池、蓄电池是将化学能转化成电能,其化学能能够为干电池提供持续供电的功能,因此小灯泡能够持续发光。然后教师再在这个基础上提出问题:什么是电源的电动势?之后指出电源电动势的概念,帮助学生认识电源的正负极,并画出等效的电路图,利用学生已知的知识,如电势相当于高度,电势差则相当于高度差,这样学生就能够很好的对电势差以及电源电动势的内电压和外电压等概念进行理解了。

其次,在教学中可采用类比、启发、多媒体等多种方法进行教学。教师在课堂教学汇总可借助于多媒体播放flash课件,借助于升降机举起的高度差或者儿童滑梯两端的高度差,帮助学生更好的理解电源电动势。另外还可以从能量的角度引导学生对其进行理解,例如小花去买衣服,共有100元,其中10元用于打车,90元用于买衣服,在这里,100元就相当于电源的电动势,车费相当于内电压(必要的无用功),买衣服的费用就相当于外电压(有用功),从而使学生掌握内外电压的本质属性。

最后,要通过实验来引导学生进行探究。物理学是一门以实验为基础的科学,观察和实验是提出问题的基础,在实验教学中应鼓励学生观察要细致人微,要善于从实验中发现问题,直观、形象的实验现象能激发学生思考。可以让学生通过实验来探究路端电压与外电阻(电流)的关系,得出路端电压与外电阻(电流)的关系,再从理论上进行分析。然后演示电动势分别为3V和9V(旧)的电源向一个灯泡供电实验,引发学生学习的兴趣,让学习进行讨论,解释现象原因。通过这种方式能够让学生很容易就明白流过灯泡的实际电流不仅与电源的电动势有关,还与电路中的总电阻有关,从而顺理成章的得出闭合电路欧姆定律,完成课堂教学任务。

3.总结语

闭合电路欧姆定律 第2篇

课题：<?xml:namespace prefix =o ns =”urn:schemas-microsoft-com:office:office“ />

授课班级：高二(3、4、5、9)

执教人：徐军

授课时间：2003年11月21日

一、教学目标 

（一）知识目标

1、知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。

2、理解的公式，理解各物理量及公式的物理意义，并能熟练地用来解决有关的电路问题。

3、知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。

4、理解路端电压与电流(或外电阻)的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题。

5、理解闭合电路的功率表达式。

6、理解闭合电路中能量转化的情况。

（二）能力目标

1、培养学生分析解决问题能力，会用分析外电压随外电阻变化的规律。

2、理解路端电压与电流（或外电阻）的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题。

3、通过用公式、图像分析外电压随外电阻改变规律，培养学生用多种方式分析问题能力。

（三）情感目标

1、  通过外电阻改变引起电流、电压的变化，树立学生普遍联系观点。

2、  通过分析外电压变化原因，了解内因与外因关系。

3、通过对闭合电路的分析计算，培养学生能量守恒思想观点。

二、教学建议

1、电源电动势的概念在高中是个难点，是掌握的关键和基础，在处理电动势的概念时，可以根据教材，采用不同的讲法．从理论上分析电源中非静电力做功从电源的负极将正电荷运送到正极，克服电场力做功，非静电力搬运电荷在两极之间产生电势差的大小，反映了电源做功的本领，由此引出电动势的概念；也可以按本书采取讨论闭合电路中电势升降的方法，给出电动势等于内、外电路上电势降落之和的结论．教学中不要求论证这个结论．教材中给出一个比喻（儿童滑梯），帮助学生接受这个结论．

需要强调的是电源的电动势反映的电源做功的能力，它与外电路无关，是由电源本生的特性决定的．

电动势是标量，没有方向，这要给学生说明，如果学生程度较好，可以向学生说明，作为电源，有正负极之分，在电源内部，电流从负极流向正极，为了说明问题方便，也给电动势一个方向，人们规定电源电动势的方向为内电路的电流方向，即从负极指向正极．

2、路端电压与电流（或外电阻）的关系，是一个难点．希望作好演示实验，使学生有明确的感性认识，然后用公式加以解释．路端电压与电流的关系图线，可以直观地表示出路端电压与电流的关系，务必使学生熟悉这个图线．

学生应该知道，断路时的路端电压等于电源的电动势．因此，用电压表测出断路时的路端电压就可以得到电源的电动势．在考虑电压表的内阻时，希望通过第五节的“思考与讨论”，让学生自己解决这个问题．

3、  最后讲述闭合电路中的功率，得出公式 <?xml:namespace prefix =v ns =”urn:schemas-microsoft-com:vml“ />， ．要从能量转化的观点说明，公式左方的 表示单位时间内电源提供的电能．理解了这一点，就容易理解上式的意义：电源提供的电能，一部分消耗在内阻上，其余部分输出到外电路中．

三、重点、难点分析

（一）重点：

1、电动势是表示电源特性的物理量

2、的内容；

3、应用定律讨论路端电压、输出功率、电源效率随外电阻变化的规律．

（二）难点：

1、闭合回路中电源电动势等于电路上内、外电压之和．

2、短路、断路特征

3、应用讨论电路中的路端电压、电流强度随外电阻变化的关系

四、教学过程 设计

引导：同学们都知道，电荷的定向移动形成电流．那么，导体中形成电流的条件是什么呢？（学生答：导体两端有电势差．）

教师引导：如何实现导体两端有电势差？

板书：1、电源：电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置．它并不创造能量，也不创造电荷．例如：干电池是把化学能转化为电能，发电机是把机械能、核能等转化为电能的装置．

（1）电源能够不断地把其他形式的能量转变为电能，并且能够提供恒定的电压，那么不同的电源，两极间的电压相同吗？展示各种干电池（1号、2号、5号、7号），请几个同学观察电池上面写的规格。并用电压表验证。

（2）展示蓄电池、纽扣电池，它们两端的电压是否也是1.5V呢？那么如何知道它们两端的电压呢？

结论：电源两极间的电压完全由电源本身的性质（如材料、工作方式等）决定。

同种电池用电压表测量其两极间的电压是相同的，不同种类的电池用电压表测量其两极间的电压是不同的．为了表示电源本身的这种特性，物理学中引入了电动势的概念．

<?xml:namespace prefix =w ns =”urn:schemas-microsoft-com:office:word“ />板书：2、电源电动势：电源的电动势在数值上等于电源没有接入电路时其两极间的电压．

问题：各种型号的干电池的电动势都是1.5V．那么把一节1号电池接入电路中，它两极间的电压是否还是1.5V呢？用示教板演示，电路如图所示，结论：开关闭合前，电压表示数是1.5V，开关闭合后，电压表示数变为1.4V．实验表明，电路中有了电流后，电源两极间的电压减少了．

设问：上面的实验中，开关闭合后，电源两极间的电压降为1.4V，那么减少的电压哪去了呢？

介绍：闭合电路可分为内、外电路两部分，电源内部的叫内电路，电源外部的叫外电路．接在电源外电路两端的电压表测得的电压叫外电压．在电源内部电极附近的探针A、B上连接的电压表测得的电压叫内电压．我们现在就通过实验来研究闭合电路中电动势和内、外电压之间的关系．

板书：3、几个概念（内电路、外电路、内电阻、外电阻、内电压、外电压）

教师：向学生介绍实验装置及电路连接方法，重点说明内电压的测量．实验中接通电键，移动滑动变阻器的滑动头使其阻值减小，由两个电压表读出若干组内、外电压 和 的值．再断开电键，由电压表测出电动势 ．分析实验结果可以发现什么规律呢？

学生：在误差许可的范围内，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 ．

下面我们来分析在整个电路中电压、电流、电阻之间的关系．

教师：在图1所示电路图中，设电流为 ，根据欧姆定律， ， ，那么 ，电流强度 ，这就是闭合电路的欧姆定律．

板书：4、闭合电路的欧姆定律的内容：闭合电路中的电流强度和电源电动势成正比，和电路的内外电阻之和成反比．表达式为 ．

一般电源的电动势和内电阻在短时间内可以认为是不变的．那么外电阻的变化，就会引起电路中电流的变化，继而引起路端电压 、输出功率、电源效率 等的变化．

板书：5、几个重要推论

（l）路端电压 随外电阻变化的规律

演示实验,图2所示电路，4节1号电池和1个10Ω的定值电阻串联组成电源（因为通常电源内阻很小， 的变化也很小，现象不明显）移动滑动变阻器的滑动片，观察电流表和电压表的示数是如何随变化？

现象：从实验出发，随着电阻的增大，电流逐渐减小，路端电压 逐渐增大．大家能用闭合电路的欧姆定律来解释这个实验现象吗？

学生分析：因为变大，闭合电路的总电阻增大，根据闭合电路的欧姆定律， ，电路中的总电流减小，又因为 ，则路端电压增大．

结论：路端电压随外电阻增大而增大，随外电阻减小而减小．当→无穷大时，外电路可视为断路，→0，根据 ，则 ，即当外电路断开时，用电压表直接测量电源两极电压，数值等于电源的电动势；当减小为0时，电路可视为短路， 为短路电流，路端电压 ．

板书（1）：路端电压随外电阻增大而增大，随外电阻减小而减小．

断路时，→∞， ；短路时， ， ．

电路的路端电压与电流的关系可以用图像表示如下

（2）电源的输出功率随外电阻变化的规律．

教师：在纯电阻电路中，当用一个固定的电源（设 、r是定值）向变化的外电阻供电时，输出的功率 ，

又因为 ，

所以 ，

当 时，电源有最大的输出功率 ．我们可以画出输出功率随外电阻变化的图线，如图所示．

板书（2）：在纯电阻电路中，当用一个固定的电源（即 、是定值）向变化的外电阻供电时，当 时，输出的功率有最大值．

教师：当输出功率最大时，电源的效率是否也最大呢？

（3）：电源的效率 随外电阻 变化的规律

教师：在电路中电源的总功率为 ，输出的功率为 ，内电路损耗的功率为 ，则电源的效率为 ，当变大， 也变大．而当 时，即输出功率最大时，电源的效率 =50％．

板书（3）：电源的效率 随外电阻的增大而增大．

四、讲解例题

五、总结

板书设计 ：                    第五节  

1、电源：

2、电源电动势：

3、几个概念

4、闭合电路的欧姆定律的内容：

5、几个重要推论

（1）：路端电压随外电阻增大而增大，随外电阻减小而减小．

断路时，→∞， ；短路时， ， ．

（2）：在纯电阻电路中，当用一个固定的电源（即 、是定值）向变化的外电阻供电时，当 时，输出的功率有最大值．

浅谈对闭合电路欧姆定律实验的改进 第3篇

实验装置如图1所示, 该装置主要由一个实验用电池、一个用来作为外电路的电阻箱R、两个分别用来测量外电路和内电路上电压即所谓外电压 (又叫做路端电压) 和内电压的电压表V1和V2组成。

这里用的实验电池, 要求既能看到它的结构, 又能测量其内电压, 最好还能改变它的内电阻。这种电池实验室中也曾有配备的, 但是在使用中, 许多教师反映效果不理想, 只能看其结构, 无法进行实验。为此本人自制了一个实验电池, 经近年来多次试用, 效果很好, 能够较准确地反映出电源本身的性质, 并能定量地说明闭合电路中内电压、外电压与电源电动势之间的关系。

该电池的构造如图中下部所示, A、B分别是电池的正极和负极, C、D是电池的两个探极, 另外还有电解液和外壳等组成。

该电池的外壳, 我们可以利用废旧蓄电池的外壳改制。在实验室中找一个报废的蓄电池, 一般是6V 3组极片结构, 掏出内部的极板和隔板, 其内部分成三个小容器。用清水冲洗干净, 再用弯头电烙铁从下半部, 把每两个小容器之间的塑料隔壁各烫一个小孔, 使三个小容器互相连通, 实验电池的外壳就制成了。

该电池的正极板和负极板, 我们可以从电瓶经营部购买两块电瓶用正、负极板代替, 一般电瓶经营部中因为保修电瓶需要, 都有销售的正、负极板和电瓶液。如果所购买的极板过宽, 可以把极板的一侧 (不引电极的一侧) 剪去一部分, 使其宽度大约7.5cm (视旧蓄电池外壳的尺寸而定) 以使电极能恰好立于所制外壳中。这种极板主要是铅锑合金铸成栅格状。正极板涂四氧化三铅为主的填料, 负极板涂氧化铅为主的填料。

探极的处理, 我们选用直径为3mm左右的铜条, 剪成比极板稍长一点的两段来代替。由于两根探极放置的离正、负极板越近, 它们所反映的内电路中正、负极板附近的电势就越准确, 因此通过两根探极测得的内电压就越准确, 所以两根探极要尽量靠近两个极板放置。为此我们可以设法把两根探极分别竖直地固定在正、负极板上, 并保持探极与两极板不相连。固定方法是:为了隔离极板和探极, 在极板的中间先放上一条1cm宽适当长的塑料片, 在塑料片中间沿塑料片方向放上探极, 分两处用绝缘漆包线穿过塑料片和极板, 把塑料片和探极固定在极板上, 塑料片下端要把探极下端包起固定, 以防止探极向下滑动。这里要注意, 绝对不能使探极与极板短路, 否则就无法准确测出电池的内电压。

把带探极的正、负两个极板, 分别竖直插入已改制好的外壳中, 使两个极板分别处在两端的小容器内, 正极板上引出一个电极作为电池的正极, 负极板上引出一个电极作为电池的负极, 并在外壳上正、负电极处作出“+”、“–”号标记, 以表示该电池的极性。

蓄电池的电解液一般需用密度为1.20~1.30g/ml的稀硫酸溶液, 这里用来配制电解液的浓硫酸杂质要少, 必须用蒸馏水稀释。另外, 我们也可以直接用电瓶经营部出售的电瓶液, 作为我们这个实验电池的电解液, 它是密度为1.10g/ml左右的稀硫酸。

将电解液倒人上述电池内, 使液面离容器上口约2c m即可, 放置4~8h, 使电解液渗入极板。这时如果电解液液面下降过多, 可以稍补充一些, 一般可以直接进行充电使用, 这样电池就制成了。

充电时, 电池的正极接充电器的正极, 电池的负极接充电器的负极。连接好线路, 打开充电器开关, 调整充电器电流至0.5A, 充电40h左右, 停止充电。冷却后再改用1A左右充电电流, 充电大约24h停止。电压稳定后, 其正、负极间的电压 (即电源的电动势E) 在2.2V左右。

为使该电池的性能更稳定, 第一次充电以后, 应对电池放电, 放电时可用小灯泡或电阻等作负载, 当放电至1.7伏时, 停止放电, 再按上述方法充电。以后每次充电前或长时间不用时每隔一段时间, 都要对电池进行正常充电。正常充电电流控制在1安左右。

本实验由于是一个演示实验, 要求演示现象明显, 可视性强, 因此我们选用两台大型演示电表来测量电池的电动势、内电压和外电压。两电表均选用直流2.5伏量程, 表盘选用最大刻度为2.5伏的, 这样即使远处的学生也能看清楚电表的示数。电阻箱R我们选用J2362型学生电阻箱来代替。根据上图连接好电路, 一个电压表V1用来测量外电压U外, 其“+”、“–”接线柱, 分别与电池的正、负极连接。另一个电表V2用来测量内电压U内, 连接时需注意:电压表的“+”接线柱, 要与电池负极板上的探极上端连接;电压表的“–”接线柱, 要与电池正极板上的探极上端连接。

改变电阻箱R的阻值, 两个电压表的示数都改变。把它们的读数记录下来, 并且进行比较分析, 可以看出, 在误差允许的范围内:

电源的电动势E, 等于外电压U外和内电压U内之和。即

同样当电源的内电阻改变时, 内电压和外电压均发生变化, 但其和总是一个恒量, 总等于电源的电动势。

这里如果要改变电池的内电阻, 只需要换用不同浓度的稀硫酸作电解液即可。电解液的浓度越高, 电池的内电阻越小;电解液的浓度越低, 电池的内电阻越大。

该装置中的实验电池若长期不用, 可以把电解液倒入另一容器中保存, 并将极板和外壳用清水冲洗干净, 凉干保存。下次用时再将极板放回外壳中, 注入电解液并充足电, 即可使用。

通过该演示实验, 学生能较直观地了解电池的构造原理, 有利于加快对闭合电路欧姆定律的深刻理解和掌握, 本节课结束以后, 再让学生通过分组实验和课后练习, 进一步巩固所学的内容, 从而取得良好的教学效果。

摘要：本文简单介绍了对闭合电路的欧姆定律实验的改进, 通过该演示实验, 学生能较直观地了解电池的构造原理, 有利于加快对闭合电路欧姆定律的深刻理解和掌握进一步巩固所学的内容, 从而取得良好的教学效果。