实物:不同类型化学电池。解剖化学电池内部结构,指出废旧电池给人体和环境带来的危害。
制作:自制水果电池。在不同水果中插入锌丝和铜丝,并测量其两丝间的电压。
图片:核电站、三峡。简要介绍我国电力发展情况。
(二)探究──建构概念、建立规律
探究一:影响端电压的因素
师:下面我们以干电池为例来研究电源。如图1是由干电池、电阻箱组成一个电路。为了我们有共同的语言,先介绍两个概念。我们把电源两端的电压称为“端电压”;电源外部所接的电阻称为“外电阻”。图1电路中电源的端电压也就是外电阻上的电压。
师:请大家按图1连接电路,测量电源的端电压,完成下表,并讲一讲你的发现。
电阻箱电阻R
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断路
电源端电压U
生:我们发现外电阻R越大,电源端电压U越大,说明端电压与外电阻有关。
生:不同的电源在外电阻相同的情况下U是不同的,说明端电压还与电源有关。
生:电路断开时的端电压仅由电源本身决定。
师:电路断开时,电源两极间的电压是由电源本身决定的,即:不同的电池,在电路断开时,维持两节间电压的本领是不同的。为了描述电源的这种特性,在物理学中,引入了电动势的概念。电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。电动势用符号是E表示,它的单位是伏特。
师:请大家测量课桌上干电池的电动势。
探究二:闭合电路的电流
师:在图1所示的电路中,如果电源的电动势和电阻是已知的,那么,电路中的电流是多少呢?凭你的知识、经验、智慧或灵感,猜测一下。
生:我的猜测是:I=E/R
师:这样的猜测对不对呢?电池的电动势刚才大家已经测量过,下面请大家再测量一下,不同外电阻时电路中的电流,完成下表,最后看看我们的猜测是否正确?
电阻箱电阻R
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电路中电流I
生:通过实验,我们发现电流I<E/R,刚才I=E/R的猜测是错的。
师:那么,电流与电动势和外电阻之间关系存在怎样的关系呢?请大家再猜测一下。
生:分母再大一点就行了,我的猜测是,可能是电源内部有电阻。
师:假设你的猜测是正确的,我们不妨将电源内部的电阻叫内阻,用r表示。这时电路中的电流可写成:I=E/(R+r)。现在请大家利用实验数据,根据你们学到的数学知识,一起来找一找r的大小,然后看一看在误差范围内,上述关系是否成立。
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