《闭合电路的欧姆定律》教学

本节三块硬骨头。电动势、闭合电路欧姆定律、欧姆表原理（拓展学习）。都不好啃。前两块的实质是功能关系、能量转化和守恒定律在电路中的具体体现，力、功、能的力学主线思路没变。最后一块是闭合电路欧姆定律的应用。

从受力、功能角度展开教学

1. 电源内部定向移动的电荷受力分析；，

2. 各力对电荷的做功情况

3. 伴随哪些能量参与转化；

4. 电源外部定向移动的电荷受力分析；

5. 各力对电荷的做功情况；
   

6. 做功伴随哪些能量参与转化。

7. 内外一统，闭环研究。
   

一.内电路

对定向移动电荷的进行受力、做功、能量转化分析

A.非静电力。

本人已在《电源和电流》一节，对电源之所以能给导体两端提供电势差做了分析。《电源和电流》教学。

对定向移动的电荷做正功，其他形式的能（非电势能）减少。定义非静电力的做功本领。

W=qε,

ε的意义？

单位？

常见干电池上的1.5V的意义？

减少的非电势能为qε。

B.电场力

对定向移动的电荷做负功，电势能增加。

C.电源内电阻上的电场力  （开饭店的主要是对外卖饭了，但也得给大厨、洗碗大妈、帅哥美女服务员等内部人员吃饭；油罐车自己也要烧油） 

对定向移动电荷做正功，电势能减小

D.电源内电阻的阻力

对定向移动的电荷做负功，内能增加。

二.外电路

（以纯电阻为例、电炉为例）

A.电场力  做正功  电势能减少

B.电阻的力  做负功  内能增加

对非纯电阻电路（不能精确，只能会意）    比如电动机（喷泉中的水泵为例）

可引导学生分析，通电后，使电动机线圈转动的力是“电流”的作用，电动机有负载正常工作时匀速转动，应该还有一个反抗转动“的反抗力”。

所以有:“电场力”    做正功  电势能减小  

电阻力   做负功   内能增加   ；

“反抗力”   做负功   其他形式的能增加（水的动能增加）

三.内外一统

理顺能量转化关系。电源内部非静电力做正功，非电势能减少，非电势能转化为电势能；内外电阻上电场力做正功，电势能减少，转化为内能和其他形式的能。

内部：非静电力对定向移动的电荷做正功，非电势能减少qε。电势能增加qε。

对纯电阻电路，外电路电场力做正功，电势能减少qIR,内电路中内电阻上电势能减少qIr。

静电场中电场力做功与路径无关，从起点转一圈再回到起点。所以

-qε+qIR+qIr=0；

对非纯电阻电路：-qε+qU外+qIr=0；

难理解之处，转化太乱，来源与去向要分清。从源头与最终去向的转化来分析，电路中的能量转化终极规律：qε=Q内+Q外+E其。分清直接转化与间接转化。本质来说：地球上的大部分能量都来源于太阳能，植物通过光合作用把太阳能储存在有机物中，但肉食动物不能直接吸收、消化太阳能。水电站把水的机械能转化为电势能，电能输送过来后又转化为其他形式的能，比如给电动车充电，又转化为化学能，化学能释放又转化为电能，电能又经过N多次转化，最终转为车的动能，当然，终极转化为内能。但若拿发电站的水直接冲到电动车上，那是要吃官司的节奏了。A欠B100万，B欠C100万是事实，但不能说A欠C100万。

力学有亏欠，电学受折磨。

闭合电路欧姆定律的原始表达式和变形式要区分。

四.变形探讨

闭合电路欧姆定律得出之后，再结合内外电路的欧姆定律，从数学函数的角度探讨变量之间的关系就不太困难了。可以用手电筒用的时间比较长时发光变暗来展开探讨。再用外电路接一个变阻器的实验给学生一个认识，电源两端的电压随外电阻是变化的。分析原因，帮助理解定律。

五.欧姆表

改装表中的一哥地位，混的惨到“拓展学习”系列里了。实质就是外电阻变化时电流与外电阻之间的一个函数关系。刻度盘的刻度转换学生难理解，偏角和电流一一对应，电流和外电阻一一对应，所以偏角和外电阻也一一对应。

  θ=f(I),I=f(R);  θ=f(R)

和自由落体运动中测反应时间的尺子道理类似。

欧姆表的电源是藏于内部的，别把欧姆表不当表，不是所有表的刻度线都是均匀的，适合的就是最好的。