第一篇:高二物理教案14.5.閉合電路歐姆定律.doc
學(xué)習(xí)資 料
閉合電路歐姆定律
一、教育目標(biāo)
1.掌握閉合電路的歐姆定律,理解各物理量及公式的物理意義 2.會(huì)用定律分析外電壓隨外電阻變化的規(guī)律
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)及解決辦法 1.重點(diǎn)
閉合電路歐姆定律的理解和應(yīng)用 2.難點(diǎn)
外電壓等隨外電阻變化規(guī)律 3.疑點(diǎn)
外電壓變化的原因(內(nèi)因、外內(nèi))4.解決辦法
學(xué)生推導(dǎo)公式,分析各項(xiàng)含義,使學(xué)生有初步整體感知,利用閉合電路歐姆定律分析路端電壓隨外電阻改變規(guī)律。結(jié)合圖象分析突破難點(diǎn)。
三、教具準(zhǔn)備
小電珠(2.5V)6節(jié)舊電池串聯(lián) 2節(jié)新電池串聯(lián)
四、教學(xué)步驟
1.復(fù)習(xí)提問,引入新課 出示兩個(gè)電源。如何測(cè)兩電源的電動(dòng)勢(shì)? 用電壓表直接測(cè)量。外電路要不要聯(lián)接?為什么?
不要,電動(dòng)勢(shì)等于電源未接入電路時(shí)兩端電壓,接入電路時(shí)電源兩端電壓不等于電動(dòng)勢(shì)。
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測(cè)量得
ε1=3V ε2=9V(可能小一些)按圖連接電路,開關(guān)扳到1時(shí),發(fā)現(xiàn)燈泡正常發(fā)光。開關(guān)扳到2結(jié)果會(huì)如何? 燈泡燒毀
S扳到2,發(fā)現(xiàn)燈泡照常發(fā)光
為什么會(huì)這樣?閉合電路的電壓,由什么決定?——引入新課 2.新課教學(xué)
(1)閉合電路歐姆定律
閉合電路中電動(dòng)勢(shì)ε與內(nèi)外電壓U、U′有何關(guān)系? ε=U+U′
問題設(shè)計(jì)①如圖所示電路中電源電動(dòng)勢(shì)為ε,內(nèi)阻為外電阻為R,試求電路中的電流I 引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)
∵ε=U+U′ 而U=IR U′=Ir ∴ε=IR+Ir I=ε/R+r R+r表示了什么意思? 整個(gè)電路電阻 公式反映了什么?
閉合電路的電流強(qiáng)度跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,跟整個(gè)電路的電阻成反比,這就是閉合電路歐姆定律。
這里R應(yīng)為外電路總電阻,I為閉合電路總電流。試用閉合電路歐姆定律解釋引課中的現(xiàn)象。
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這里ε2>ε1,由于r2>R1,I1=ε1/(R1+r1),I2=ε2/(R2+r2),所以I2與I1相差無幾,燈泡亮暗相近。
(2)路端電壓 ①變化規(guī)律
A.由上節(jié)課學(xué)習(xí)可知,外電阻R改變時(shí),路端電壓U也隨之改變,它的變化有何規(guī)律呢?學(xué)生分析推導(dǎo)
由ε=U+U′得 U=ε-U′=ε-Ir
一般情況下,ε、r可認(rèn)為不變,當(dāng)R變化將導(dǎo)致I、U的變化變化規(guī)律可歸納為
R↑→I↓→U′↓→U↑
R→∞ I=0
U′=0
U=ε(開路)R↓→I↑→U′↑→U↓
R→0 I=ε/r
U′=ε U=0(短路)U隨R增大而增大,隨R減小而減小。
為何可以用電壓表直接測(cè)量開路時(shí)兩端電壓而得電動(dòng)勢(shì)值? 開路時(shí) R→∞ U=ε
②路端電壓隨電流變化的圖象是怎樣的? 引導(dǎo)學(xué)生作出U-I圖線
試分析橫軸截距,縱軸截距及斜率的意義。
表示內(nèi)阻
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練習(xí)
如圖所示的圖線1、2分別表示兩電源的U-I圖線。試比較ε1與ε
2、r1與r2大小。
②U變化的原因
為什么R變化會(huì)引起U變化,原因何在?
(由U=ε-Ir可知 r=0時(shí) U=ε與外電路無關(guān),可見r≠0是U隨R變化的原因,優(yōu)質(zhì)電源要求r小,電壓穩(wěn)定)
(3)鞏固練習(xí)
①試分析問題設(shè)計(jì)1中,內(nèi)外電路消耗的功率及電源的總功率。(體會(huì)能量守恒思想)
②如圖所示的電路中R1=9Ω,R2=5Ω,當(dāng)開關(guān)K扳到1時(shí),I1=1.2A A.此時(shí)電壓表讀數(shù)為多少?
B.當(dāng)K扳到2時(shí),電壓表、電流表讀數(shù)如何變化? C.若K扳到2時(shí),I2=2A,試求ε、r
五、總結(jié)、擴(kuò)展
閉合電路的總電流跟電源電動(dòng)勢(shì)成正比跟電路總電阻成反比。路端電路隨外電阻的增大而增大。
擴(kuò)展(1)閉合電路歐姆定律運(yùn)用范圍是什么?
(2)測(cè)ε、r有哪幾種方法,各需要什么器材?
六、板書設(shè)計(jì)
第六節(jié)
閉合電路歐姆定律
1.閉合電路歐姆定律
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學(xué)習(xí)資 料
R——外電路總電阻I——總電流 2.路端電壓U=ε-Ir R↑→I↓→U′↓→U↑
R→∞
I=0
U′=0
U=ε(斷路)R↓→I↑→U′↑→U↓R→0
I=ε/r
U′=ε
U=0(短路)以上資料均從網(wǎng)絡(luò)收集而來
第二篇:高二物理教案恒定電流--“閉合電路歐姆定律”一節(jié)說課
“閉合電路歐姆定律”一節(jié)說課
一、教材分析
(一)在教材中地位作用
本節(jié)是在學(xué)生學(xué)習(xí)了部分電路的基本規(guī)律知識(shí)后而編排的,它是部分電路歐姆定律的延伸,也是復(fù)雜電路分析的基礎(chǔ).同時(shí),通過本節(jié)的學(xué)習(xí),能使學(xué)生會(huì)用能的轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)分析有關(guān)電路問題.因此,本節(jié)是本章乃至整個(gè)電路部分的中心內(nèi)容,更是本章教學(xué)的重點(diǎn).(二)教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)目標(biāo):
(1)掌握閉合電路的歐姆定律,理解各物理量及公式的物理意義和圖象.(2)會(huì)利用定律分析外電壓隨外電阻變化的規(guī)律及原因.2、能力目標(biāo):
(1)培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力和用邏輯推理方法分析問題的能力.(2)培養(yǎng)學(xué)生利用從一般到特殊的思維方法解決問題的能力.3、德育目標(biāo):
使學(xué)生理解外電阻(R)的變化對(duì)電路影響的相互連系、制約的關(guān)系.(三)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
1、重點(diǎn):掌握閉合電路歐姆定律及用定律討論外電壓隨外電阻變化的規(guī)律及原因.2、難點(diǎn):定律的圖象的理解和利用公式分析實(shí)際問題的推理過程.(四)教學(xué)方法
講練結(jié)合的啟發(fā)式教學(xué).(五)教學(xué)手段
利用投影儀輔助,增大課堂容量.二、講授過程設(shè)計(jì)
(一)導(dǎo)課利用實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入新課
1、讓學(xué)生動(dòng)手聯(lián)接圖示電路,并測(cè)量E1=3V,E2=9V.兩電源的電動(dòng)勢(shì).2、演示開關(guān)扳至1處的現(xiàn)圖1象.讓學(xué)生分析開關(guān)扳至2處時(shí)的現(xiàn)象,多數(shù)學(xué)生的結(jié)論是:更亮或燒毀.之后動(dòng)手實(shí)驗(yàn),現(xiàn)象與結(jié)論不符.先接1,正常發(fā)光,接2如何?
3、告訴學(xué)生在學(xué)習(xí)過閉合電路歐姆定律后,就可解釋這一現(xiàn)象.板書課題.設(shè)計(jì)意圖 從實(shí)驗(yàn)出發(fā)引入,演示出未知現(xiàn)象,激發(fā)學(xué)生要解決問題的欲望,從而使學(xué)生帶著問題聽課,以便達(dá)到最佳授課效果.(二)講課
I 閉合電路歐姆定律 1.公式的推導(dǎo)
(1)從上節(jié)課學(xué)習(xí)的電動(dòng)勢(shì)內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生回憶內(nèi)、外電壓與電動(dòng)勢(shì)關(guān)系,從而得出定律的表達(dá)式.①復(fù)習(xí)內(nèi)、外電壓與電動(dòng)勢(shì)關(guān)系.②引導(dǎo)學(xué)生利用部分電路歐姆定律進(jìn)行推導(dǎo).E=U+ U',U=IR,U'= Ir.指導(dǎo)學(xué)生明確各量物理意義.設(shè)計(jì)意圖
由電動(dòng)勢(shì)和部分電路歐姆定律的已知知識(shí),引導(dǎo)學(xué)生來推導(dǎo)閉合電路歐姆定律.這樣處理符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,同時(shí)也使學(xué)生學(xué)會(huì)用已知推導(dǎo)未知的一般過程,充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,只有讓學(xué)生自主活動(dòng)中產(chǎn)生興趣,才能使學(xué)生的能力真正提高.2、圖象
(1)引導(dǎo)學(xué)生利用定律的導(dǎo)出式畫出圖象(圖3).(2)分析圖象的橫軸截距、縱軸截距和斜率的物理意義.∵U=E-Ir ∴U是I的一次函數(shù).設(shè)計(jì)意圖
讓學(xué)生學(xué)會(huì)用圖象分析物理量之間的關(guān)系的方法,這是物理學(xué)中分析問題的一種基本方法.3、比較
E=U+U',I=E/(R+r)
(1)從物理意義方面比較二者的區(qū)別.(2)從公式的適用范圍上比較二者的區(qū)別.設(shè)計(jì)意圖
引導(dǎo)學(xué)生分清兩式的物理意義和適用范圍:前者表示電源產(chǎn)生的電壓升高等于內(nèi)、外電路的電壓降落,適用于純電阻電路和非純電阻電路;后者則表示閉合電路中的電流與哪些因素有關(guān),只適用于純電阻電路.Ⅱ.U隨 R變化的規(guī)律及原因
1、規(guī)律
(1)通過實(shí)驗(yàn)改變R的阻值,讓學(xué)生觀察兩塊表讀數(shù)的變化.引導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)學(xué)關(guān)系分析U隨R變化的規(guī)律.(2)討論兩種特殊情況:短路和開路,并引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)際生活中,保險(xiǎn)絲可以保險(xiǎn)及用電壓表測(cè)電動(dòng)勢(shì)的方法的理論依據(jù).①R↓→I↑→U'↑→U↓當(dāng)R=0,I=E/r,U'=E,U=0 ②R↑→I↓→U'↓→U↑當(dāng)R→∞,I=0,U'=0,U=E.(3)總結(jié)結(jié)論:U隨R的增大而增大,隨R的減小而減小.設(shè)計(jì)意圖
培養(yǎng)學(xué)生利用從一般到特殊的思維方法分析問題的能力,同時(shí)要求學(xué)生會(huì)應(yīng)用課堂知識(shí)解釋實(shí)際生活中的一些現(xiàn)象.2、討論U隨R變化的原因.(1)提問:當(dāng)r=0時(shí),增大或減小R時(shí),U如何變化.(當(dāng)r=0時(shí),U不隨R變化).(2)引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論,U隨R變化的原因?yàn)閞≠0.(3)利用已知知識(shí)分析導(dǎo)入新課時(shí),所舉電路產(chǎn)生現(xiàn)象的原因,得出高電動(dòng)勢(shì)不一定能向外提供高電壓的結(jié)論.設(shè)計(jì)意圖
培養(yǎng)學(xué)生利用從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的思維方法分析問題、總結(jié)結(jié)論的能力.(三)例題分析(投影儀打出)
例:圖4的電路中R1=14Ω,R2=9Ω,當(dāng)S扳至位置1時(shí),電流表示數(shù)I1=0.2A;當(dāng)S扳至位置2時(shí),電流表的示數(shù)I2=0.3A,求E和r.教師引導(dǎo)學(xué)生分析,教師板書,師生共同完成.設(shè)計(jì)意圖
利用本節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容,分析有關(guān)題目,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)、系統(tǒng)、周密地討論分析問題的能力.(四)鞏固練習(xí)
(1)由電動(dòng)勢(shì)一定的電源和一個(gè)固定外電路(外電阻一定)組成的閉合電路中:
A.電源的內(nèi)阻越小,總電流越大; B.電源的電動(dòng)勢(shì)等于外電壓;
C.電源的內(nèi)阻越大時(shí),外電壓越大; D.電源的總電流越大,外電壓越小.(2)如圖5所示,設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為E內(nèi)阻為r,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R3的滑動(dòng)端向左移動(dòng)時(shí),圖中各電表讀數(shù)變化情況是V0______,V1______,A1______,A2______,A3______.(填變大、變小或不變)
設(shè)計(jì)意圖
引導(dǎo)學(xué)生利用本節(jié)學(xué)習(xí)的知識(shí)分析習(xí)題.習(xí)題(1)的目的是:通過定性分析,考察學(xué)生對(duì)概念的理解;習(xí)題(2)的目的是通過公式的靈活應(yīng)用,進(jìn)一步深化學(xué)生對(duì)外電壓與外電阻的關(guān)系的掌握.同時(shí),也可以借此鍛煉、發(fā)展學(xué)生的物理思維能力.(五)小結(jié)
告訴學(xué)生本節(jié)學(xué)習(xí)的“閉合電路歐姆定律”是本章的基礎(chǔ),是我們解決電路部分問題的重要武器,要求學(xué)生必須學(xué)會(huì)它,并應(yīng)該深入地理解它,牢固地掌握它,從而達(dá)到今后能熟練地運(yùn)用它解決問題的目的.(哈爾濱市第三中學(xué) 靳秋 150001)
第三篇:閉合電路歐姆定律教案
§2.7閉合電路歐姆定律(2課時(shí))
第1課時(shí)
一、教學(xué)目標(biāo)
1.知道電動(dòng)勢(shì)是表征電源特性的物理量,它在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓;從能量轉(zhuǎn)化的角度理解電動(dòng)勢(shì)的物理意義。2.明確在閉合回路中電動(dòng)勢(shì)等于電路上內(nèi)、外電壓之和。3.熟練掌握閉合電路歐姆定律的兩種表達(dá)式
和
及其適用條件。
二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析: 1.重點(diǎn):閉合電路歐姆定律的內(nèi)容;
2.難點(diǎn):應(yīng)用閉合電路歐姆定律進(jìn)行簡(jiǎn)單電路的分析計(jì)算。
三、教學(xué)方法:實(shí)驗(yàn)演示,啟發(fā)式教學(xué)
四、教 具:不同型號(hào)的干電池若干、小燈泡(3.8V)、電容器一個(gè)、紐扣電池若干、手搖發(fā)電機(jī)一臺(tái)、可調(diào)高內(nèi)阻蓄電池一個(gè)、電路示教板一塊、示教電壓表(0~2.5V)兩臺(tái)、10Ω定值電阻一個(gè)、滑線變阻器(0~50Ω)一只、開關(guān)、導(dǎo)線若干。
五、教學(xué)過程:
(一)新課引入
教師:同學(xué)們都知道,電荷的定向移動(dòng)形成電流。那么,導(dǎo)體中形成電流的條件是什么呢?(學(xué)生答:導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差。)
演示:將小燈泡接在充電后的電容器兩端,會(huì)看到什么現(xiàn)象?(小燈泡閃亮一下就熄滅。)為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?
分析:當(dāng)電容器充完電后,其上下兩極板分別帶上正負(fù)電荷,如圖1所示,兩板間形成電勢(shì)差。當(dāng)用導(dǎo)線把小燈泡和電容器兩極板連通后,電子就在電場(chǎng)力作用下沿導(dǎo)線定向移動(dòng)形成電流,但這是一瞬間的電流。因?yàn)閮蓸O板上正負(fù)電荷逐漸中和而減少,兩極板間電勢(shì)差也逐漸減小為零,所以電流減小為零,因此要得到持續(xù)的電流,就必須有持續(xù)的電勢(shì)差。
教師:能夠產(chǎn)生持續(xù)電勢(shì)差的裝置就是電源。那么,如何描述電源的特性?電源接入電路,組成閉合電路,閉合電路中的電流有什么規(guī)律呢?這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)閉合電路歐姆定律。
(二)進(jìn)行新課
【板書】第七節(jié) 閉合電路歐姆定律 【板書】
一、閉合電路歐姆定律 【板書】1.閉合電路的組成
閉合電路由兩部分組成,一部分是電源外部的電路,叫做外電路,包括用電器和導(dǎo)線等。另一部分是電源內(nèi)部的電路,叫內(nèi)電路,如發(fā)電機(jī)的線圈、電池的溶液等。外電路的電阻通常叫做外電阻。內(nèi)電路也有電阻,通常叫做電源的內(nèi)電阻,簡(jiǎn)稱內(nèi)阻。
【板書】2.電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)、外電壓之間的關(guān)系
教師:各種型號(hào)的干電池的電動(dòng)勢(shì)都是1.5V。那么把一節(jié)1號(hào)電池接入電路中,它兩極間的電壓是否還是1.5V呢?用示教板演示,電路如圖2所示,結(jié)論:開關(guān)閉合前,電壓表示數(shù)是1.5V,開關(guān)閉合后,電壓表示數(shù)變?yōu)?.4V。實(shí)驗(yàn)表明,電路中有了電流后,電源兩極間的電壓減小了。
教師:上面的實(shí)驗(yàn)中,開關(guān)閉合后,電源兩極間的電壓降為1.4V,那么減少的電壓哪去了呢?用投影儀展示實(shí)驗(yàn)電路,如圖3所示。
接在電源外電路兩端的電壓表測(cè)得的電壓叫外電壓。在電源內(nèi)部電極附近的探針A、B上連接的電壓表測(cè)得的電壓叫內(nèi)電壓。我們現(xiàn)在就通過實(shí)驗(yàn)來研究閉合電路中電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)、外電壓之間的關(guān)系。
教師:向?qū)W生介紹實(shí)驗(yàn)裝置及電路連接方法,重點(diǎn)說明內(nèi)電壓的測(cè)量。實(shí)驗(yàn)中接通S1、S2,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭使其阻值減小,由兩個(gè)電壓表讀出若干組內(nèi)、外電壓U′和U的值。再斷開S1,由電壓表測(cè)出電動(dòng)勢(shì)E。分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律呢?
學(xué)生:在誤差許可的范圍內(nèi),內(nèi)、外電壓之和等于電源電動(dòng)勢(shì)。
【板書】在閉合電路中,電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電壓之和,即E=U′+U 教師:我們把公式 E=U′+U兩邊同乘以電量q,得到qE=qU′+qU,這個(gè)式子的物理含義是什么呢?在第一章我們學(xué)習(xí)過一個(gè)公式W=qU,用來計(jì)算電場(chǎng)力對(duì)電荷做的功。所以qU′+qU等于電量q通過外電路和內(nèi)電路時(shí)消耗的總電能。由能量守恒定律可知,qE就應(yīng)該是電源提供的總電能。當(dāng)q=1C時(shí)電源提供的總電能就是EJ,數(shù)值上等于電動(dòng)勢(shì)。電源提供給電路的總電能是其他非靜電力做功轉(zhuǎn)化而來的,所以,電動(dòng)勢(shì)的大小也可以反映出電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)。例如干電池的電動(dòng)勢(shì)是1.5V,它的物理含義是什么呢?(1)表示非靜電力把1C正電荷從電源負(fù)極搬到正極所做的功是1.5J;(2)表示電場(chǎng)力搬運(yùn)1C正電荷沿閉合回路走一周所做的功是1.5J?!景鍟?/p>
3、閉合電路歐姆定律 問題設(shè)計(jì):
如圖4所示電路中電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,外電阻為R,試求電路中的電流I 引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo): ∵E=U+U′
而U=IR U′=Ir ∴ E=IR+Ir 或者寫成:
其中,R+r表示整個(gè)電路總電阻,R為外電路總電阻,r為內(nèi)阻,I為閉合電路總電流。上式表明:閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,跟整個(gè)電路的電阻成反比,這就是閉合電路歐姆定律。
說明:閉合電路歐姆定律的適用條件:純電阻電路?!景鍟浚?)內(nèi)容:閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,跟整個(gè)電路的電阻成反比(2)公式:
或者
(3)適用條件:純電阻電路
(三)例題精講
【例題1】在如圖5所示的電路中,R1=14.0Ω,R2=9.0Ω,當(dāng)開關(guān)S扳到位置1時(shí),電流表的示數(shù)為I1=0.20A;當(dāng)開關(guān)S板到位置2時(shí),電流表的示數(shù)為I2=0.30A,求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。
(E=3.0V,r=1.0Ω)
目的:(1)熟悉閉合電路歐姆定律;(2)介紹一種測(cè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法
(四)總結(jié)、拓展
1.電動(dòng)勢(shì)是描述電源將其它形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量,數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓,數(shù)值上還等于閉合電路內(nèi)、外電壓之和。2.閉合電路歐姆定律的兩種表達(dá)式純電阻電路
和
注意適用條件:
第2課時(shí)
一、教學(xué)目標(biāo)
1.通過復(fù)習(xí),熟練掌握閉合電路歐姆定律的兩種表達(dá)式
和及其適用條件。
2.熟練掌握路端電壓和負(fù)載的關(guān)系。
3.掌握電源的總功率P總=IE,電源的輸出功率P輸=IU,電源內(nèi)阻上損耗的功率P內(nèi)=I2r及它們之間的關(guān)系:
二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1.重點(diǎn):應(yīng)用閉合電路歐姆定律討論電路中的路端電壓、電流強(qiáng)度隨外電阻變化的關(guān)系。
2.難點(diǎn):短路、斷路特征,路端電壓隨外電阻的變化。
三、教學(xué)方法:實(shí)驗(yàn)演示,啟發(fā)式教學(xué)
四、教 具:電路示教板一塊,示教電壓表(0~2.5V)、電流表,10Ω定值電阻一個(gè),滑線變阻器(0~50Ω)一只,開關(guān),導(dǎo)線若干。
五、教學(xué)過程:
(一)新課引入 教師:上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了閉合電路的歐姆定律,請(qǐng)大家寫出閉合電路歐姆定律的兩個(gè)表達(dá)式。學(xué)生:;
教師:當(dāng)外電路的電阻變化時(shí),外電路兩端的電壓、電路中的電流、電功率怎么變化呢?這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)這些內(nèi)容。
(二)進(jìn)行新課
【板書】第七節(jié) 閉合電路歐姆定律 【板書】
三、路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系 【板書】
1、路端電壓
外電路的電勢(shì)降落,也就是外電路兩端的電壓,叫做路端電壓。
路端電壓就是電源加在負(fù)載(用電器)上的“有效”電壓,也就是電源兩極之間的電壓。那么路端電壓與負(fù)載之間有何關(guān)系呢? 【板書】
2、路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系 實(shí)驗(yàn):如圖所示。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
當(dāng)負(fù)載電阻R增大時(shí),電流I將減小,則電源內(nèi)阻上的電勢(shì)降Ir將減小,所以路端電壓U增大,所以路端電壓U隨外電阻的增大而增大。引導(dǎo)學(xué)生分析:
由 得 路端電壓表達(dá)式為:
可見,電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻r是一定的,當(dāng)負(fù)載電阻R增大時(shí),由 知電流I將減小,由知路端電壓增大;相反,當(dāng)負(fù)載電阻R減小時(shí),電流I增大,路端電壓減小。(培養(yǎng)學(xué)生分析推理能力)兩個(gè)特例:(1)短路
當(dāng)R→0時(shí),I→E/r,可以認(rèn)為U=0,路端電壓等于零。這種情況叫電源短路。發(fā)生短路時(shí),電流強(qiáng)度叫短路電流,一般,電源的內(nèi)阻都比較小,所以短路電流很大。一般情況下,要避免電源短路。(2)斷路
當(dāng)R→∞,也就是當(dāng)電路斷開時(shí),I→0則U=E。當(dāng)斷路(亦稱開路)時(shí),路端電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)。
說明:在用電壓表測(cè)電源的電壓時(shí),有電流通過電源和電壓表,外電路并非斷路,這時(shí)測(cè)得的路端電壓并不等于電源的電動(dòng)勢(shì)。只有當(dāng)電壓表的電阻非常大時(shí),電流非常小,此時(shí)測(cè)出的路端電壓非常近似地等于電源的電動(dòng)勢(shì)?!景鍟?/p>
3、U-I圖線
如圖所示為
的函數(shù)圖像,是一條傾斜向下的直線。
從圖線可以看出,路端電壓U隨著電流I的增大而減小。圖線還反映出電源的特性:直線的傾斜程度跟內(nèi)阻r有關(guān),內(nèi)阻越大,傾斜得越厲害;直線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示電源電動(dòng)勢(shì)的大小(I=0時(shí),U=E)?!景鍟?/p>
四、閉合電路中的功率
在公式E=U外 +U內(nèi)中,兩端乘以電流I得到:式中分別表示外電路和內(nèi)電路上消耗的電功率,表示電源提供的電功率。上式表示,電源提供的電能只有一部分消耗在外電路上,轉(zhuǎn)化為其它形式的能。另一部分消耗在內(nèi)電路上,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。電動(dòng)勢(shì)E越大,電源提供的電功率越大,這表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)越大。如果外電路為純電阻電路,上式可表示為
(三)例題精講
電路結(jié)構(gòu)變化問題的討論
【例1】在如圖所示的電路中,在滑動(dòng)變阻器R2的滑動(dòng)頭向下移動(dòng)的過程中,電壓表V和電流表A的示數(shù)變化情況如何?
目的:熟悉路端電壓隨外電阻變化的關(guān)系及分析方法。
【例2】如圖甲所示的電路中,電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r恒定,當(dāng)負(fù)載R變化時(shí),電路中的電流發(fā)生變化,于是電路中的三個(gè)功率:電源的總功率P總、電源內(nèi)部消耗功率P內(nèi)和電源的輸出功率P外隨電流變化的圖線可分別用圖乙中三條圖線表示,其中圖線Ⅰ的函數(shù)表達(dá)式是______;圖線Ⅱ的函數(shù)表達(dá)式是______;圖線Ⅲ的函數(shù)表達(dá)式是______。
【例3】在如圖所示的電路中,R1=10 Ω,R2=20 Ω,滑動(dòng)變阻器R的阻值為0~50 Ω,當(dāng)滑動(dòng)觸頭P由I向b滑動(dòng)的過程中,燈泡L的亮度變化情況是_______
A.逐漸變亮 B.逐漸變暗 C.先變亮后變暗 D.先變暗后變亮 解析:燈泡的亮度由燈的實(shí)際功率大小決定.電燈燈絲電阻不變,研究通過燈絲電流的大小可知燈的亮度.電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r不變,通過燈泡電流由外電路總電阻決定。外電阻是由滑動(dòng)變阻器連入電路部分的電阻決定的,當(dāng)滑動(dòng)觸頭由a向b滑動(dòng)過程中,滑動(dòng)變阻器連入電路部分的電阻增大,總電阻增大,總電流 減少,燈泡的實(shí)際功率PL=I2RL減小,燈泡變暗。綜上所述,選項(xiàng)B正確。閉合電路歐姆定律的定量應(yīng)用 【例4】 如圖所示電路中,R1=0.8Ω,R3=6Ω,滑動(dòng)變阻器的全值電阻R2=12 Ω,電源電動(dòng)勢(shì)E=6 V,內(nèi)阻r=0.2 Ω,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在變阻器中央位置時(shí),閉合開關(guān)S,電路中的電流表和電壓表的讀數(shù)各是多少?
電壓表V1測(cè)量電源的路端電壓,根據(jù)E=U外+U內(nèi)得 U1=E-Ir=6 V-1.5×0.2 V=5.7 V 即電壓表V1的讀數(shù)為5.7 V.點(diǎn)評(píng):
1.電路中的電流表、電壓表均視為理想電表(題中特別指出的除外),即電流表內(nèi)阻視為零,電壓表內(nèi)阻視為無窮大。2.解答閉合電路問題的一般步驟:
(1)首先要認(rèn)清外電路上各元件的串并聯(lián)關(guān)系,必要時(shí),應(yīng)進(jìn)行電路變換,畫出等效電路圖。
(2)解題關(guān)鍵是求總電流I,求總電流的具體方法是:若已知內(nèi)、外電路上所有電阻的阻值和電源電動(dòng)勢(shì),可用全電路歐姆定律()直接求出I;若內(nèi)外電路上有多個(gè)電阻值未知,可利用某一部分電路的已知電流和電壓求總電流I;當(dāng)以上兩種方法都行不通時(shí),可以應(yīng)用聯(lián)立方程求出I。
(3)求出總電流后,再根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)或部分電路歐姆定律求各部分電路的電壓和電流。
(四)總結(jié)、拓展
1.電動(dòng)勢(shì)是描述電源將其它形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量,數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓,數(shù)值上還等于閉合電路內(nèi)、外電壓之和。2.閉合電路歐姆定律的兩種表達(dá)式
和
注意適用條件:純電阻電路
3.路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系:當(dāng)負(fù)載電阻R增大時(shí),電流I減??;路端電壓U增大;相反,當(dāng)負(fù)載電阻R減小時(shí),電流I增大,路端電壓U減小。
4.閉合電路中的功率:課堂練習(xí):
或
(五)布
1.在測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻時(shí)得到如圖所示的路端電壓隨電流變化的圖象,由圖象可知
[
]
A.電源的短路電流為0.6A。
B.電源的內(nèi)電阻為5Ω。
C.電源電動(dòng)勢(shì)為3.0V。
D.上述結(jié)論都不正確。
2.在右圖所示電路中,電源電動(dòng)勢(shì)ε=15V,內(nèi)電阻r=5Ω,電阻R1=25Ω,當(dāng)K閉合后,伏特表的讀數(shù)是9V,試求:
(1)K斷開時(shí)伏特表的讀數(shù);
(2)K閉合后外電路總電流;
(3)電阻R2的大小。3.在右圖中,已知R1=6Ω,R2=2Ω,R3=3Ω,電源電動(dòng)勢(shì)ε=3 V,內(nèi)阻r=1Ω,求在下列各種情形中伏特表的讀數(shù)。
(1)K1、K2、K3都斷開;
(2)K1閉合,K2、K3斷開;
(3)K1、K2閉合,K3斷開。
4.圖中變阻器R1的最大阻值是4Ω,R2=6Ω,電源內(nèi)阻r=1Ω,閉合K,調(diào)節(jié)滑動(dòng)頭P到R1中點(diǎn)時(shí),燈L恰能正常發(fā)光,此時(shí)電源總功率為16W,電源輸出功率為12W。求:
(1)燈電阻RL;
(2)斷開K要使燈仍正常發(fā)光,P點(diǎn)應(yīng)如何滑動(dòng),并求這時(shí)電源的輸出功率和效率。
5.如圖所示,電阻R1=12Ω,R2=R3=R4=6Ω,當(dāng)電鍵K打開時(shí),伏特表的示數(shù)為12V,全電路消耗的電功率為13W,則電鍵K閉合后,伏特表和安培表的示數(shù)各多大?(安培表、伏特表接入對(duì)電路的影響均忽略不計(jì))
第四篇:《閉合電路歐姆定律》教案
《閉合電路歐姆定律》教案
龐方莊
一、教學(xué)目標(biāo):
1.知道電源內(nèi)阻及其電動(dòng)勢(shì)概念,掌握閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用
2.知道路端電壓與負(fù)載的關(guān)系
3.能判斷電源斷路和短路兩種情況下的路端電壓
二、教學(xué)重難點(diǎn):
電動(dòng)勢(shì)概念的理解,閉合電路歐姆定律的理解和應(yīng)用
三、教學(xué)過程:
1.復(fù)習(xí)焦耳定律,知道燈泡通電發(fā)熱的原因。
問題1:手機(jī)在使用過程中,或給手機(jī)電池充電,電池為什么會(huì)發(fā)熱? 提出電源內(nèi)電阻概念,并給出內(nèi)電路,外電路,閉合電路概念。
問題2:右圖a中是一個(gè)閉合電路,在外電路中,沿電流方向,外電路電壓減低,在內(nèi)電路中,沿電流方向,內(nèi)電路電壓是升高還是降低?
問題3:如果電源是一節(jié)電壓1.5V電池 ,燈泡電阻R=5Ω,電池內(nèi)阻r=1Ω,燈泡兩端電壓是多少?
提示學(xué)生將a 圖等效為b 圖,進(jìn)行分析。2.引入新課:
1)提出電動(dòng)勢(shì)概念,路端電壓概念。引導(dǎo)學(xué)生分析:
a)電池正負(fù)極之間,電源的內(nèi)阻中也有電流,沿電流方向電勢(shì)降低。
b)化學(xué)電池電動(dòng)勢(shì)形成原因(化學(xué)作用把正電荷從電勢(shì)低處移到電勢(shì)高處,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能),說明電池電動(dòng)勢(shì)是由電池本身決定的與外電路無關(guān)。2)閉合電路歐姆定律的推導(dǎo)
問題4: 電路中電池化學(xué)能轉(zhuǎn)化為的電能有多少?
類比電場(chǎng)力移動(dòng)電荷做功,引導(dǎo)學(xué)生得出電池化學(xué)反應(yīng)在t時(shí)間移動(dòng)電荷做功:W=Eq=EIt 問題5:電路中電能轉(zhuǎn)化為什么能?是多少? 引導(dǎo)學(xué)生利用焦耳定律得出Q= I2Rt+ I2rt 由能量守恒定律:EIt =I2Rt+ I2rt 即E =IR+ Ir=U外+U內(nèi)或I=E/(R+r)得出閉合電路歐姆定律:閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。3)路端電壓與負(fù)載的關(guān)系
討論:根據(jù)閉合電路歐姆定律,當(dāng)負(fù)載(外電阻)增加時(shí),電路中電流如何變化?路端電壓如何變化? 結(jié)論:當(dāng)外電阻增大時(shí),路端電壓增大;當(dāng)外電阻減小時(shí),端電壓減小。播放視頻驗(yàn)證討論結(jié)果。
根據(jù)上面結(jié)論思考:在閉合電路中,當(dāng)外電阻等于零時(shí),會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?此時(shí)路端電壓是多少?當(dāng)電路斷開時(shí),此時(shí)路端電壓是多少? 3.課堂練習(xí):
1.關(guān)于電動(dòng)勢(shì)及閉合電路歐姆定律,下列說法正確的是()A.電源電動(dòng)勢(shì)越大,電源所能提供的電能就越多 B.電源電動(dòng)勢(shì)等于路端電壓
C.外電路的電阻越大,路端電壓就越大 D.路端電壓增大時(shí),電源的輸出功率可能減小
2.太陽能電池由許多片電池板組成.某電池板開路電壓是800 mV,短路電流為40 mA,若將該電池板與阻值為20 Ω的電阻器連成一閉合電路,則它的路端電壓是()A.0.10 V B.0.20 V C.0.30 V D.0.40 V 3.如右圖所示電路中,電源電動(dòng)勢(shì)E=9 V、內(nèi)阻r=3 Ω,R=15 Ω,下列說法中正確的是()A.當(dāng)S斷開時(shí),UAC=9 V B.當(dāng)S閉合時(shí),UAC=9 V C.當(dāng)S閉合時(shí),UAB=7.5 V,UBC=0 D.當(dāng)S斷開時(shí),UAB=0,UBC=0 4.在下圖的閉合電路中,當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí),兩電表讀數(shù)的變化是()A.變大,變大 B.變小,變大 C.變大,變小 D.變小,變小
第五篇:高二物理選修3-1閉合電路歐姆定律精品教案
第二章
恒定電流
2.7 閉合電路歐姆定律
教材分析
閉合電路的歐姆定律在體現(xiàn)功能關(guān)系上是一個(gè)很好的素材,因此幫助學(xué)生理解電路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是本節(jié)的關(guān)鍵。外部電路從電勢(shì)降低的角度學(xué)生是容易理解的,但在內(nèi)部電路,一定要讓學(xué)生理解電源內(nèi)部反應(yīng)層的作用,把其他形式能量轉(zhuǎn)化為電能,電勢(shì)要增加。學(xué)情分析
學(xué)生已經(jīng)從做工的角度認(rèn)識(shí)了電動(dòng)勢(shì)的概念,本節(jié)依照通過功能關(guān)系的分析建立閉合電路的歐姆定律是可行的。如果學(xué)生能嫻熟的從功和能的角度分析物理過程,對(duì)于解決物理問題是有好處的。新課標(biāo)要求
(一)知識(shí)與技能
1、能夠推導(dǎo)出閉合電路歐姆定律及其公式,知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和。
2、理解路端電壓與負(fù)載的關(guān)系,知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá),并能用來分析、計(jì)算有關(guān)問題。
3、掌握電源斷路和短路兩種特殊情況下的特點(diǎn)。知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓。
4、熟練應(yīng)用閉合電路歐姆定律解決有關(guān)的電路問題。
5、理解閉合電路的功率表達(dá)式,知道閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化。
(二)過程與方法
1、通過演示路端電壓與負(fù)載的關(guān)系實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生利用“實(shí)驗(yàn)研究,得出結(jié)論”的探究物理規(guī)律的科學(xué)思路和方法。
2、通過利用閉合電路歐姆定律解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問題,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。
(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過本節(jié)課教學(xué),加強(qiáng)對(duì)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng),通過探究物理規(guī)律培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。教學(xué)重點(diǎn)
1、推導(dǎo)閉合電路歐姆定律,應(yīng)用定律進(jìn)行有關(guān)討論。
2、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 ★教學(xué)難點(diǎn)
路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 教學(xué)方法
演示實(shí)驗(yàn),討論、講解 教學(xué)用具:
滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、電鍵、導(dǎo)線若干、投影儀、多媒體電腦 教學(xué)過程
(一)引入新課
教師:前邊我們知道電源是通過非靜電力做功把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。只有用導(dǎo)線將電源、用電器連成閉合電路,電路中才有電流。那么電路中的電流大小與哪些因素有關(guān)?電源提供的電能是如何在閉合電路中分配的呢?今天我們就學(xué)習(xí)這方面的知識(shí)。
(二)進(jìn)行新課
1、閉合電路歐姆定律
教師:(投影)教材圖2.7-1(如圖所示)
教師:閉合電路是由哪幾部分組成的? 學(xué)生:內(nèi)電路和外電路。
教師:在外電路中,沿電流方向,電勢(shì)如何變化?為什么?
學(xué)生:沿電流方向電勢(shì)降低。因?yàn)檎姾傻囊苿?dòng)方向就是電流方向,在外電路中,正電荷受靜電力作用,從高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng)。
教師:在內(nèi)電路中,沿電流方向,電勢(shì)如何變化?為什么?
學(xué)生(代表):沿電流方向電勢(shì)升高。因?yàn)殡娫磧?nèi)部,非靜電力將正電荷從電勢(shì)低處移到電勢(shì)高處。
教師:這個(gè)同學(xué)說得確切嗎?
學(xué)生討論:如果電源是一節(jié)干電池,在電源的正負(fù)極附近存在著化學(xué)反應(yīng)層,反應(yīng)層中非靜電力(化學(xué)作用)把正電荷從電勢(shì)低處移到電勢(shì)高處,在這兩個(gè)反應(yīng)層中,沿電流方向電勢(shì)升高。在正負(fù)極之間,電源的內(nèi)阻中也有電流,沿電流方向電勢(shì)降低。
教師:(投影)教材圖2.7-2(如圖所示)內(nèi)、外電路的電勢(shì)變化。
教師:引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)閉合電路的歐姆定律??砂匆韵滤悸愤M(jìn)行:
設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,外電路電阻為R,閉合電路的電流為I,(1)寫出在t時(shí)間內(nèi),外電路中消耗的電能E外的表達(dá)式;
2、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系
教師:對(duì)給定的電源,E、r均為定值,外電阻變化時(shí),電路中的電流如何變化? 學(xué)生:據(jù)I=E可知,R增大時(shí)I減?。籖減小時(shí)I增大。R?r教師:外電阻增大時(shí),路端電壓如何變化? 學(xué)生:有人說變大,有人說變小。
教師:實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的惟一標(biāo)準(zhǔn),讓我們一起來做下面的實(shí)驗(yàn)。演示實(shí)驗(yàn):探討路端電壓隨外電阻變化的規(guī)律。(1)投影實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。
(2)按電路圖連接電路。
(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,改變外電路的電阻,觀察路端電壓怎樣隨電流(或外電阻)而改變。
學(xué)生:總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
當(dāng)外電阻增大時(shí),電流減小,路端電壓增大;當(dāng)外電阻減小時(shí),電流增大,路端電壓減小。
教師:下面用前面學(xué)過的知識(shí)討論它們之間的關(guān)系。路端電壓與電流的關(guān)系式是什么? 學(xué)生:U=E-Ir
教師:就某個(gè)電源來說,電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r是一定的。當(dāng)R增大時(shí),由I?減小,由U=E-Ir,路端電壓增大。反之,當(dāng)R減小時(shí),由I?路端電壓減小。
6當(dāng)滑動(dòng)觸頭P由I向b滑動(dòng)的過程中,燈泡L的亮度變化情況是_______ A.逐漸變亮 B.逐漸變暗 C.先變亮后變暗 D.先變暗后變亮
解析:燈泡的亮度由燈的實(shí)際功率大小決定.電燈燈絲電阻不變,研究通過燈絲電流的大小可知燈的亮度.電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r不變,通過燈泡電流由外電路總電阻決定。外電阻是由滑動(dòng)變阻器連入電路部分的電阻決定的,當(dāng)滑動(dòng)觸頭由a向b滑動(dòng)過程中,滑動(dòng)變阻器連入電路部分的電阻增大,總電阻增大,總電流I=
E減少,燈泡的實(shí)際功率PL=I2RL減小,燈泡變暗。
R總?r綜上所述,選項(xiàng)B正確。
☆閉合電路歐姆定律的定量應(yīng)用
【例2】 如圖所示電路中,R1=0.8Ω,R3=6Ω,滑動(dòng)變阻器的全值電阻R2=12 Ω,電源電動(dòng)勢(shì)E=6 V,內(nèi)阻r=0.2 Ω,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在變阻器中央位置時(shí),閉合開關(guān)S,電路中的電流表和電壓表的讀數(shù)各是多少?
R22?R?6?6Ω+0.8Ω=3.8Ω 解析:外電路的總電阻為R=1R26?6R3?2R3?根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,電路中的總電流為 I=E6? A=1.5 A R?r3.8?0.2即電流表A1的讀數(shù)為1.5 A 對(duì)于R2與R3組成的并聯(lián)電路,根據(jù)部分電路歐姆定律,并聯(lián)部分的電壓為
R22=1.5×3 V=4.5 V U2=I·R并=I·RR3?22R3?即電壓表V2的讀數(shù)為4.5 V 對(duì)于含有R2的支路,根據(jù)部分電路歐姆定律,通過R2的電流為 I2=U24.5 A=0.75 A ?R2/26即電流表A2的讀數(shù)為0.75 A 電壓表V1測(cè)量電源的路端電壓,根據(jù)E=U外+U內(nèi)得 U1=E-Ir=6 V-1.5×0.2 V=5.7 V 即電壓表V1的讀數(shù)為5.7 V.點(diǎn)評(píng):
1.電路中的電流表、電壓表均視為理想電表(題中特別指出的除外),即電流表內(nèi)阻視為零,電壓表內(nèi)阻視為無窮大。
2.解答閉合電路問題的一般步驟:
(1)首先要認(rèn)清外電路上各元件的串并聯(lián)關(guān)系,必要時(shí),應(yīng)進(jìn)行電路變換,畫出等效電路圖。
(2)解題關(guān)鍵是求總電流I,求總電流的具體方法是:若已知內(nèi)、外電路上所有電阻的阻值和電源電動(dòng)勢(shì),可用全電路歐姆定律(I=
E)直接求出I;若內(nèi)外電路上有多個(gè)電阻R?r值未知,可利用某一部分電路的已知電流和電壓求總電流I;當(dāng)以上兩種方法都行不通時(shí),可以應(yīng)用聯(lián)立方程求出I。
(3)求出總電流后,再根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)或部分電路歐姆定律求各部分電路的電壓和電流?!镎n余作業(yè)