闭合电路的欧姆定律请问其推导过程
演示:将小灯泡接在充满电的电容器两端,会看到什么现象?(小灯泡闪亮一下就熄灭.)为什么会出现这种现象呢?
分析:当电容器充完电后,其上下两极板分别带上正负电荷,如图1所示,两板间形成电势差.当用导线把小灯泡和电容器两极板连通后,电子就在电场力的作用下通过导线产生定向移动而形成电流,但这是一瞬间的电流.因为两极板上正负电荷逐渐中和而减少,两极板间电势差也逐渐减少为零,所以电流减小为零,因此只有电场力的作用是不能形成持续电流的.
教师:为了形成持续的电源,必须有一种本质上完全不同于静电性的力,能够不断地分离正负电荷来补充两极板上减少的电荷.这才能使两极板保持恒定的电势差,从而在导线中维持恒定的...全部
演示:将小灯泡接在充满电的电容器两端,会看到什么现象?(小灯泡闪亮一下就熄灭.)为什么会出现这种现象呢?
分析:当电容器充完电后,其上下两极板分别带上正负电荷,如图1所示,两板间形成电势差.当用导线把小灯泡和电容器两极板连通后,电子就在电场力的作用下通过导线产生定向移动而形成电流,但这是一瞬间的电流.因为两极板上正负电荷逐渐中和而减少,两极板间电势差也逐渐减少为零,所以电流减小为零,因此只有电场力的作用是不能形成持续电流的.
教师:为了形成持续的电源,必须有一种本质上完全不同于静电性的力,能够不断地分离正负电荷来补充两极板上减少的电荷.这才能使两极板保持恒定的电势差,从而在导线中维持恒定的电流,能够提供这种非静电力的装置叫电源.电源在维持恒定电流时,电源中的非静电力将不断做功,从而把已经流到低电势处的正电荷不断地送回到高电势处.使它的电势能增加.
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.
教师: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,发现尽管电池的型号不同,但是都标有“1。
5V”字样.我们把示教电压表直接接在干电池的两端进行测量,发现结果确实是1。5V.讲台上还摆放有手摇发电机、蓄电池、纽扣电池,它们两端的电压是否也是1。5V呢?(学生回答:不是)那么如何知道它们两端的电压呢?(学生:用电压表直接测量)
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.
板书:2、电源电动势
教师:从上面的演示和分析可知,电源的电动势在数值上等于电源未接入电路时两极间的电压.
板书: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.
例如,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.
教师: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?用投影仪展示实验电路,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、内电压和外电压
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:我们来做一个实验,电路图如图所示
观察电键S先后接通1和2时小灯泡的亮度.
结论:把开关拨到2后,发现小灯泡的亮度比刚才接3V的电源时还稍暗些.怎么解释这个实验现象呢?这就要用到我们将要学习的内容──闭合电路的欧姆定律.
板书:闭合电路的欧姆定律
教师:在图1所示电路图中,设电流为I,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
同学们从这个表达式可以看出,在电源恒定时,电路中的电流强度随电路的外电阻变化而变化;当外电路中的电阻是定值电阻时,电路中的电流强度和电源有关.
。
收起