2.路端电压与负载的关系
教师:对给定的电源,E、r均为定值,外电阻变化时,电路中的电流如何变化?
学生:据I=可知,R增大时I减小;R减小时I增大。
教师:外电阻增大时,路端电压如何变化?
学生:有人说变大,有人说变小。
教师:实践是检验真理的唯一标准,让我们一起来做下面的实验。
演示实验:探讨路端电压随外电阻变化的规律。
(1)投影实验电路图如图所示。
研究路端电压
(2)按电路图连接电路。
(3)调节滑动变阻器,改变外电路的电阻,观察路端电压怎样随电流(或外电阻)而改变。
学生:总结实验结论:
当外电阻增大时,电流减小,路端电压增大;当外电阻减小时,电流增大,路端电压减小。
教师:下面用前面学过的知识讨论它们之间的关系。路端电压与电流的关系式是什么?
学生:U=E-Ir
教师:就某个电源来说,电动势E和内阻r是一定的。当R增大时,由I=得,I减小,由U=E-Ir,路端电压增大。反之,当R减小时,由I=得,I增大,由U=E-Ir,路端电压减小。
拓展:讨论两种特殊情况:
教师:刚才我们讨论了路端电压跟外电阻的关系,请同学们思考:在闭合电路中,当外电阻等于零时,会发生什么现象?
学生:发生短路现象。
教师:发生上述现象时,电流有多大?
学生:当发生短路时,外电阻R=0,U外=0,U内=E=Ir,故短路电流I=。
教师:一般情况下,电源内阻很小,像铅蓄电池的内阻只有0.005 Ω~0.1 Ω,干电池的内阻通常也不到1 Ω,所以短路时电流很大,很大的电流会造成什么后果?
学生:可能烧坏电源,甚至引起火灾。
教师:实际中,要防止短路现象的发生。当外电阻很大时,又会发生什么现象呢?
学生:断路。断路时,外电阻R→∝,电流I=0,U内=0,U外=E。
教师:电压表测电动势就是利用了这一原理。
3.闭合电路欧姆定律的应用(投影)