电路的动态变化教案

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电路的动态变化

教学目标:1.知道电源的电动势和内阻,理解闭合电路的欧姆定律。

会分析滑动变阻器的滑片位置的变化或开关的断开或闭合所引起电路中电学物理量的变化。

教学重点:正确判断电路中电学物理量的变化

教学难点:复杂电路结构的分析

教学过程:

课堂探究案

【易错知识点.】如何理解电源的电动势及电压?

电动势不是电压,电动势等于非静电力移送单位电荷量所做的功,反映其他形式的能转化为电能的本领,可以区别不同电源移送相同电荷时做功本领不同.

电压即电势差,它表现在电路两点间形成电场,电场力推动电荷做功,完成的是由电能向其它形式能的转化过程,从能量的转化关系看,电动势和电压是截然不同的物理量.

电源的内阻

把电源接入电路就形成闭合电路.电源外部的电路叫外电路,电源内部的电路叫做内电路.内电路所具有的电阻叫做内电阻,亦即电源的内阻,符号为r.电流通过内电路时受到内阻的阻碍作用,要产生热量致使电源发热,电流过大可以烧坏电源.

【合作探究】类型一

例1.(2011·**_*如图所示电路,电源内阻不可忽略。开关S闭合后,在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中(  )

A.电压表与电流表的示数都减小

B.电压表与电流表的示数都增大

C.电压表的示数增大,电流表的示数减小

D.电压表的示数减小,电流表的示数增大

答案A

【解题策略】 实现问题中,常有电路中的电阻发生变化,或某个元件出现故障,引起电路各部分的电压、电流、功率等的变化。分析解决这类问题的基本思路,一般遵循从局部到整体、再由整体到局部的思路,可归纳成如下逻辑链:

方法一:.程序法

电路结构的变化→R的变化→R总的变化→I总的变化→U端的变化→固定支路



针对训练.

1.如图所示,当滑动变阻器R3的滑片C向B方向移动时,电路中各电表示数如何变化?(电表内阻对电路的影响不计)

解:滑动变阻器R3的滑片C向B方向移动时,外电路电阻增大,由得总电流(I1)减小,电源内部降压减小,由U=E-得路端电压U4增加,由U1=I R1得电阻R1电压U1减小,由U2=U4-U1得AB间电压U2增加,再由得R2支路电流I2增加,最后由I3=I1-I2得滑动变阻器中电流减小。

方法二:“串反并同”结论法

(1)所谓“串反”,即某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小,反之则增大。

(2)所谓“并同”,即某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大,反之则减小。

2.如图为某控制电路,由电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及电位器(滑动变阻器)R连接而成,L1、L2是两个指示灯.当电位器的触片由b端滑向a端时,下列说法正确的是(  )

A.L1、L2都变亮

B.L1、L2都变暗

C.L1变亮,L2变暗

D.L1变暗,L2变亮

解析:选B. 当滑片由b端向a端滑动时,R接入电阻增大,总电阻增大;由闭合电路的欧姆定律可知电路中总电流减小,则内电压减小,由U=E-Ir可知路端电压增大,则R1两端的电压增大,所以通过R1的电流增大,而总电流减小,所以通过L1的电流变小,即L1变暗;L1两端电压减小,并联电压增大,所以R2两端的电压增大,所以通过R2电流增大,而通过L1的电流变小,所以通过L2电流变小,即L2变暗.故B正确.

【合作探究】类型二

例2. 图中A为理想电流表,V1和V2为理想电压表,R1为定值电阻,R2为可变电阻,电池E内阻不计,则( )

A.R2不变时,V2读数与A读数之比等于R1

B.R2不变时,V1读数与A读数之比等于R1

C.R2改变一定值时,V2读数的变化量与A读数变化量之比的绝对值等于R1

D.R2改变一定值时,V1读数的变化量与A读数变化量之比的绝对值等于R1

答案:BCD 【说明】 V1读数是R1两端的电压,电池E内阻不计,则V2的读数与V1的读数之和等于电源电动势,两者的变化量大小相等。

【纠错在线】 本题易犯的错误是:因不能推知V2读数的变化量与V1读数的变化量之间的关系而漏选C。

R==

针对训练. 1.如图所示电路中,电源电动势为E,内电阻r不能忽略.闭合S后,调整R的阻值.使电压表的示数增大ΔU,在这一过程中(  )

A.通过R1的电流增大,增大量为ΔU/R1

B.R2两端的电压减小,减小量为ΔU

C.通过R2的电流减小,减小量小于ΔU/R2

D.路端电压增大,增大量为ΔU

解析:电阻R增大时,并联电阻变大,电路中总电阻变大,干路电流变小,内电压变小,R2两端的电压U2变小,则电压表示数变大,对于回路有:E=U+U′=UV+U2+U′,UV=I1R1,U2=IR2,U′=Ir.所以有:ΔU=ΔU2+ΔU′.故选A.则C上电荷量增加,D正确.

2.在如图所示的电路中,在滑动变阻器滑动片P由a滑到b的过程中,三只理想电压表示数变化的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3,则下列各组数据中可能出现的是( BD )

A.ΔU1=0、ΔU2=2 V、ΔU3=2 V

B.ΔU1=1 V、ΔU2=2 V、ΔU3=3 V

C.ΔU1=3 V、ΔU2=1 V、ΔU3=2 V

D.ΔU1=1 V、ΔU2=1 V、ΔU3=2 V

课后巩固案

1.如图所示的闭合电路中,当滑片P右移时,两电表读数变化是(  )

A.电流表变小,电压表变小

B.电流表变大,电压表变大

C.电流表变大,电压表变小

D.电流表变小,电压表变大

2.如图所示电路中,当滑动变阻器R3的滑片P向b移动时,电流表A1、A2和电压表V1、V2的示数如何变化?

3.已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小,有磁场时电阻变大,并且磁场越强阻值越大.为探测磁场的有无,利用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示电路,电源的电动势E和内阻r不变,在没有磁场时调节变阻器R使电灯L正常发光,若探测装置从无磁场区进入强磁场区.则(  ).

A.电灯L变亮 B.电灯L变暗

C.电流表的示数减小 D.电流表的示数增大

4.在如图所示的电路,电源的内阻为r,现闭合开关S,将滑片P向左移动一段距离后,下列结论正确的是(  )

A.灯泡L变亮

B.电压表读数变小

C.电流表读数变小

D.电容器C上的电荷量增加

知识拓展

1.如图所示,电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,电阻R1=2 Ω,R2=3 Ω,R3=7.5 Ω,电容器的电容C=4 μF.开关S原来断开,现在合上开关S到电路稳定,试问这一过程中通过电流表的电荷量是多少?

【解题策略】含容电路分析

分析和计算含有电容器的直流电流时,要注意以下几点:

(1)电路稳定后,此支路断路.电容器两极间的电压等于电容器所在支路两端电压.

(2)电路的电流、电压变化时,将会引起电容器的充(放)电.

2. 如图所示的电路中,电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,电阻R1=6 Ω,R2=5 Ω,R3=3 Ω,电容器的电容C=2×10-5 F.若将开关S闭合,电路稳定时通过R2的电流为I;断开开关S后,通过R1的电荷量为q.则 (  )

I=0.75 A B.I=0.5 A

C.q=2×10-5 C D.q=1×10-5 C

课堂小结:

闭合电路欧姆定律

动态电路分析:程序法、结论法

线性原件

课后反思:

本节课的主要内容是从欧姆定律中展开研究,围绕滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化,还有开关的开与关的变化引起电路中电学物理量的变化以及电路故障等电路动态问题。

电学部分的动态电路在近年的高中出现较频繁,重要性不言而喻,而且也是作为选择题出现,所以在上课中通过引入环节引起学生的重视,通过分类的例题解析让学生归纳方法,再将方法应用在实际解题中。通过复习“动态电路的分析法”让学生找准电路分析的误区,从而更好的分析动态电路。学生在静态情景中认识串、并联电路,会应用闭合电路的欧姆定律分析静态电路。动态变化对于学生来说如何将这一知识内化为学生自身的知识。在教学过程中,从学生熟悉的串联电路、并联电路的基本规律、欧姆定律入手,明确电阻的原因,再由欧姆定律求知,电流以及电压的变化情况。让学生明白了判断的应有依据及基本处理手法,他们就会对“动态分析问题”心中更有“底”了,判断的正确率也大大提高了。这也是“授人以‘鱼’,不如授人以‘渔’”道理之体现。

本节课我以学生活动为主,教师讲述为辅,以学生活动在前,教师点拨评价在后的原则,安排教学,在讲解例题时,注重方法的指导,教学过程中强调了分析动态电路的一般顺序,解题方法——程序法,并在此基础上总结出了结论:串反并同。在分析方法讲解中,判断电流表、电压表所测的对象,根据滑动变阻器的滑片移动情况及串、并联电路电阻特点,判断总电阻变化情况,根据I =E /(R外+r),判断电流的变化情况,主要是先根据U=IR判断定值电阻(小灯泡)两端电压的变化情况以及最后根据串、并联电路电压特点以及路端电压U=E-Ir,判断滑动变阻器两端的电压变化情况,这些学生都掌握的不错。结论法的应用中时,对于比较复杂的电路,关键之处要分清电表所测的对象,及各表与变化电阻的串并连接方式,这点对于学生经常会出错。

习题设计中体现出的教学效果较好,习题是针对例题来训练的,在例题讲解中得出分析动态电路的方法。同时,让学生在做练习中掌握本节课的分析方法,并能做到举一反三。“导学案”的功能重在于“导”和“学”,而不仅仅是“练”,而且还有体现出教学的三维目标。设计问题要有梯度,由浅入深,遵循学生认知规律。同时要让学生知道学习目标、学习重难点,让学生通过“导学案”进行预习时掌握一定的学习方法,培养学生自主学习能力。最后还有课外拓展和学习反思,让学生学习思维有质的提升。要努力围绕“以生为本”的理念开展课堂教学。

本课的不足是:

(1)让学生说解题思路的过程中发现学生的表述能力不强,在今后的教学中,多进行学生说题教学法,培养学生自主学习、独立思考的习惯。这一环节有助于培养学生抽象概括、建构物理模型,知识迁移的能力,使所学物理知识更加系统化、条理化、规范化。

(2)教学容量欠少,学生的课堂训练量时间不足。

(3)动态分析过程中,有些物理量的判断途径有多种,这方面的指导由于时间缘故还欠缺。

(4)课堂教学中,学生归纳方法时放手度还是不够,引导过多,导致学生的实际解题训练环节时间不够。

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