《閉合電路歐姆定律》教學(xué)設(shè)計張瑞玉

1、閉合電路歐姆定律淄博市淄川第一中學(xué) 張瑞玉 2012.11.07一、教材分析 課標(biāo)分析：知道電源的電動勢和內(nèi)阻，理解閉合電路的歐姆定律 教材地位：閉合電路歐姆定律是恒定電流一章的核心內(nèi)容，具有承前啟后的作用。既是本章知識的 高度總結(jié)，又是本章拓展的重要基礎(chǔ)；通過學(xué)習(xí)，既能使學(xué)生從部分電路的認(rèn)知上升到全電路規(guī)律的掌 握，又能從靜態(tài)電路的計算提高到對含電源電路的動態(tài)分析及推演。同時，閉合電路歐姆定律能夠充分 體現(xiàn)功和能的概念在物理學(xué)中的重要性，是功能關(guān)系學(xué)習(xí)的好素材。二、學(xué)情分析 學(xué)生通過前面的學(xué)習(xí)，理解了靜電力做功與電荷量、電勢差的關(guān)系、了解了靜電力做功與電能轉(zhuǎn)化 的知識，認(rèn)識了如何從非靜電力做

2、功的角度描述電動勢，并處理了部分電路歐姆定律的相關(guān)電路問題， 已經(jīng)具備了通過功能關(guān)系分析建立閉合電路歐姆定律， 并應(yīng)用閉合電路歐姆定律分析問題的知識與技能。三、教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能1、認(rèn)識閉合回路。2、通過探究推導(dǎo)出閉合電路歐姆定律及其公式，知道電源的電動勢等于內(nèi)、 外電路上電勢降落之和。3、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)，并能用來分析有關(guān)問題。4、熟練應(yīng)用閉合電路歐姆定律進(jìn)行相關(guān)的電路分析和計算（二）過程與方法1、經(jīng)歷閉合電路歐姆定律及其公式的推導(dǎo)過程，體驗?zāi)芰哭D(zhuǎn)化和守恒定律在電路中的具體應(yīng)用，培 養(yǎng)學(xué)生推理能力。2、通過路端電壓與負(fù)載的關(guān)系實驗，培養(yǎng)學(xué)生利用實驗探究物

3、理規(guī)律的科學(xué)思路和方法。3、了解路端電壓與電流的 U-I 圖像，培養(yǎng)學(xué)生利用圖像方法分析電學(xué)問題的能力。4、利用閉合電路歐姆定律解決一些簡單的實際問題，培養(yǎng)學(xué)生運用物理知識解決實際問題的能力。四、教學(xué)重點、難點推導(dǎo)閉合電路歐姆定律，應(yīng)用定律進(jìn)行相關(guān)討論是本節(jié)的重點， 幫助學(xué)生理解電路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是基礎(chǔ)和關(guān)鍵。應(yīng)用閉合電路歐姆定律討論路端電壓與負(fù)載關(guān)系是本節(jié)難點。五、教學(xué)過程教學(xué) 程序教學(xué)內(nèi)容學(xué)生活動思維對話知 識 回 顧問題 1：回顧： “靜電力做的功 W 與電荷量 q 及兩點間的電勢差 U 的關(guān)系 ”?問題 2： 回顧：“電動勢的物理 意義及定義”？問題 3： 回顧：“部分電路電路 歐姆

4、定律的內(nèi)容、表達(dá)式及適用范 圍”？問題 4： 回顧：“焦耳定律的內(nèi)查看課本 21 頁、 43 至 44 頁及 46 頁下部，回顧 所學(xué)1. W qU2. 電動勢表征電源通過非靜電 力做功把其他形式能量轉(zhuǎn)化為電 能本領(lǐng)大小的物理量W非E非 即 W非 Eqq3.內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩 端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻情 景 引 入觀 察 燈 泡 1 在 S1 閉合、 S2 閉 合時的亮暗變化， 積極思考亮暗變 化的直接原因觀察課件中 “閉合電路”圖 片，回答問題容、表達(dá)式及適用范圍”？演示實驗：問題：接通 S2后，燈泡 1 有什么現(xiàn)？1.認(rèn)識閉合電路 問題 1：最簡單的閉合電路是 由哪幾部分組成的

5、？成反比。表達(dá)式： I U 適用范R 圍：純電阻電路S1 閉合時，燈泡 1 正常發(fā)光， 說明：燈泡 1 兩端電壓達(dá)到或接 近燈泡 1 的額定電壓S2閉合現(xiàn)象：燈泡 1 變暗當(dāng) S2閉合時，燈泡 1 變暗， 說明：燈泡 1 兩端電壓小于燈泡 1 的額定電壓燈泡 1 始終接在電源兩端， 為什么它兩端的電壓會發(fā)生變化 呢？通過本節(jié)內(nèi)容閉合電路 歐姆定律的學(xué)習(xí)，能很好解釋這 一現(xiàn)象。閉合電路包括： 內(nèi)電路（內(nèi) 電阻 r ）和外電路（外電阻 R）。展示課本 60 頁圖 2.7-2 ，強(qiáng) 化認(rèn)識情景引入閱讀課本 60 頁第 2、3、4 段， 并討論交流問題 2：在外電路中，沿電流 方向，電勢如何變化？為什

6、么？在 內(nèi)電路中，沿電流方向，電勢如何 變化？為什么？提示：電源內(nèi)阻上有沒有電勢 降落正電荷的移動方向就是電流 方向，在外電路中，正電荷受靜 電力作用，從高電勢向低電勢運 動?；瘜W(xué)反應(yīng)層中，沿電流方向 電勢升高。在正負(fù)極之間，電源 的內(nèi)阻中也有電流，沿電流方向 電勢降低。2.閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化 問題：如圖，若外電路兩端的 電勢降落，即 ，即電勢差為 U 外；內(nèi) 電路中的電勢降落， 即電勢差為 U內(nèi)；獨立思考，求電源電動勢為 E；當(dāng)電鍵閉合后， 電 解問題 路中的電流為 I ，通電時間為 t 。試 回答下列問題：外電路U外內(nèi)電路 E、 r代表交流自 己的問題答案， 對 某些部分詳細(xì)講 解，并對

7、異議部分 與同學(xué)討論1）在 t 時間內(nèi) , 外電路中靜電力W外qU 路ItU 路W內(nèi)qU內(nèi)ItU內(nèi)W非qEItEW非W外W內(nèi)EU 外 U內(nèi)電路中兩點之間的電壓大小學(xué) 習(xí)做的功 W外為多少？（ 2）在 t 時間內(nèi) , 內(nèi)電路中靜電力 做的功 W內(nèi)為多少？等于兩點間的電勢差大小。故 U 外 又表示外電壓， 俗稱路 端電壓； U 內(nèi)又表示內(nèi)電壓（ 3）電池化學(xué)反應(yīng)層在 t 時間內(nèi) ,用原電池實非靜電力做的功 W非為多少？驗驗證原電池實驗驗證得到的結(jié)（4）靜電力做的功等于消耗的電 能，非靜電力做的功等于轉(zhuǎn)化的電 能，根據(jù)能量守恒你能得到什么？果： E U 外 U 內(nèi)3.閉合電路歐姆定律在電路中兩點間的

8、電壓等于問題 1：若外電路是純電阻電兩點間電勢差的大小。路（如下圖所示），依據(jù)上面得到自主推導(dǎo)閉對于純電阻電路有，的結(jié)果， 推導(dǎo)出閉合電路中的電流 I合電路中的電流E IR Ir與電動勢 E、內(nèi)電阻 r 、外電阻 R的I 與電動勢 E、內(nèi)關(guān)系式？電阻 r 、外電阻 RIE的關(guān)系式IRr（1）內(nèi)容：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比， 跟內(nèi)、問題 2：根據(jù)部分電路歐姆定總結(jié)歸納，交外電路的電阻之和成反比，這個律，總結(jié)閉合電路歐姆定律的內(nèi)容、流評價，記錄筆記結(jié)論叫做閉合電路的歐姆定律。表達(dá)式，并思考閉合電路歐姆定律的適用條件？（ 2）公式： IERr（ 3）適用條件： 外電路是純電阻的電路（1）

9、（2）適用于一切閉合電問題 3：以下四個公式，其適路；（3）（4）只適用于外電路是用范圍是什么？所描述的側(cè)重點各純電阻的情況，有什么不同？（1）式描述： 非靜電力做的（1） W非 W外 W內(nèi)交流討論、思 考回答功等于內(nèi)外電路靜電力做功之 和；（2）式表明：電動勢等于內(nèi)（2） E U路 U內(nèi)外電路電勢降落之和； （ 3）式主 要表達(dá)因消耗其他形式的能而產(chǎn)（3） E IR Ir（4） IERr生的電勢升高 E，通過外電路 R 和內(nèi)電路 r 而降落：（ 4）式主要 描述閉合電路中的電流與哪些因 素有關(guān)；總之，無論何種形式本質(zhì)上都體現(xiàn)了電路中能的轉(zhuǎn)化和守恒4.路端電壓與負(fù)載的關(guān)系新問題 1： 對給定的

10、電源， E、r 均為定值，外電阻 R 變化時，電路根據(jù)所學(xué)推E據(jù) I可知， R增大時Rr課中的電流 I 如何變化？導(dǎo)回答I 減小； R 減小時 I 增大。學(xué)問題 2：若外電阻 R減小， 路端習(xí)電壓 U 路會有怎樣的變化？演示實驗： 如圖課本 61 頁 有人說變大，有人說變小。由大到小改變外電阻，記錄電 流表、電壓表的示數(shù)變化情況，并 填在相應(yīng)的表格中。問題 3： 分析實驗數(shù)據(jù)，得出： 當(dāng)外電阻減小時，電流和路端電壓 如何變化？并嘗試用閉合電路歐姆 定律解釋。積極猜想看課本 61 頁 “演示實驗” 電路 圖，派代表協(xié)助教 師實驗觀察實驗現(xiàn) 象，記錄實驗數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)，交 流討論12345I/AU

11、路 /V當(dāng)外電阻 R 減小時，數(shù)據(jù)記錄R增大時， I 減小， U 增大由IE 可知 RrEIR IrU路E Ir新 課 學(xué) 習(xí)依據(jù)數(shù)據(jù)，描 點作圖，分析問 題，交流討論問題 4：分析情景引入中演示實驗的現(xiàn)象產(chǎn)生的原因？5.閉合電路的 U-I 圖像問題： 依據(jù)實驗的數(shù)據(jù)，以路 端電壓 U 為縱坐標(biāo)，電流 I 為橫坐 標(biāo)，采用描點、擬合圖像的方法， 作出 U 與 I 的圖像分析：（1）外電路斷開的狀態(tài)對應(yīng)于 圖中的哪個點？此時，路段電壓對 應(yīng)圖像的什么長度？路端電壓與電 源的電動勢有什么關(guān)系？（ 2）電源短路的狀態(tài)對應(yīng)于圖 中的哪個點？此時，電流大小對應(yīng) 圖像的什么長度？（ 3）電動勢 E 的大小

12、對圖像有 什么影響？（ 4）r 的大小對圖像有什么影 響？問題：（課本 62 頁例題 1）在如 下圖中， R1 14 ， R2 9 ，當(dāng) 開關(guān)處于位置 1 時，電流表讀數(shù) I1 0.2A ;當(dāng)開關(guān)處于位置 2 時，電當(dāng) S2 閉合時， 總的外電阻變 小，電流增大，路端電壓減小。 此時，燈泡 1 兩端電壓小于燈泡 1 的額定電壓，故燈泡 1 變暗。外電路斷開時，對應(yīng) U-I 圖 像的縱軸截距，此時路端電壓等 于電源電動勢?？筛鶕?jù)這個道理 測量電源的電動勢。外電路短路時，對應(yīng) U-I 圖 像的橫軸截距，此時，電流為短 路電流 I短 ，短路電流很大。 電流 過大，會燒壞電源，甚至引起火 災(zāi)。因此，絕

13、對不允許將電源兩 端用導(dǎo)線直接連接在一起。電動勢 E 越大，圖像的縱軸 截距越大E由 r， r 越大， U-I 圖I短像的傾斜程度越大解析： 根據(jù)閉合電路歐姆定律，題 中的兩種情況可列一下兩個方程 E I 1R1 I1r典流表讀數(shù) I2 0.3A 。求電源的電動自主思考，求 解問題，交流評價E I 2R2 I2r型勢 E 和內(nèi)電阻 r 。消去 E，解出 r，得例I1R1 I 2R2 rS 1 R1SI 2 I1題代入數(shù)值，得 r 1將r 及 I1、 R1的值代入2 R2AE I1R1 I1r 中，得 E 3VE r小結(jié)：本例題提供了測電源電動勢及內(nèi)阻的方法。課問題： 想想本節(jié)你都學(xué)到了哪回顧本

14、節(jié)所理論推導(dǎo)了閉合電路歐姆定堂些知識？請自己總結(jié)一下。學(xué)，自己總結(jié)律，實驗探究了路端電壓與負(fù)載總的關(guān)系，研究了閉合電路的 U-I結(jié)圖像，用定律討論了測電源電動 勢和內(nèi)阻的問題。六、課后作業(yè)1、熟記閉合電路歐姆定律的不同表達(dá)式及適用范圍2、課本 62 頁的思考與討論3、課本 63頁“問題與練習(xí)”第 15 題4、思考：如果沒有電流表，只有電壓表，如何設(shè)計實驗測量電源的內(nèi)阻和電動勢七、板書設(shè)計§2-7 閉合電路歐姆定律1.認(rèn)識閉合電路外電路 R 沿電流方向電勢降落 內(nèi)電路 r 沿電流方向電勢“升 中有降”2.閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化E U 外 U內(nèi)W外qU 路ItU 路W內(nèi)qU內(nèi)ItU內(nèi)W非qEItE3.閉合電路歐姆定律（ 1）內(nèi)容：（ 2）公式： I ERr（ 3）適用條件：純電阻電路4.路端電壓與負(fù)載的關(guān)系R增大時，R減小時，當(dāng)外電阻-I 圖像（1）外電路斷開U 路 =E（測電源電動勢）（2）外電路短路I 短 E （易燒壞電源）rW非W外W內(nèi)I 減小，I 增大， R 減小時，Ir EU 路增大U路減小 數(shù)據(jù)記錄Er 5.UR