《電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 閉合電路歐姆定律》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 閉合電路歐姆定律教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能 （1）知道電動(dòng)勢(shì)的概念，知道電動(dòng)勢(shì)等于電源未接入電路（電源開路）時(shí)兩極間的電壓。 （2）知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電壓之和。 （3）理解閉合電路歐姆定律及其公式，并能用來解決相關(guān)問題。過程與方法（1）通過“探究電源是否有內(nèi)阻”和“研究?jī)?nèi)、外電壓之間的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，感悟探究物理規(guī)律的科學(xué)思路和方法；（2）通過閉合電路歐姆定律解決一些實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）通過本節(jié)的學(xué)習(xí)活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生勇于探究與日常生活相關(guān)的物理問題（2）通過探究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和合作精神二、教學(xué)重點(diǎn) 1

2、、理解電動(dòng)勢(shì)的物理意義 2、對(duì)閉合電路歐姆定律的理解和應(yīng)用 3、探究過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思想和方法三、教學(xué)難點(diǎn)：1、閉合回路中電源電動(dòng)勢(shì)等于電路上內(nèi)、外電壓之和四、教學(xué)方法 啟發(fā)式教學(xué)，探究式教學(xué)法，實(shí)驗(yàn)教學(xué)法五、教學(xué)用具 電源、開關(guān)、小燈泡、滑動(dòng)變阻器、電壓表、化學(xué)電池、導(dǎo)線若干、多媒體、實(shí)物投影、學(xué)案六、教學(xué)過程：【演示實(shí)驗(yàn)】【提出問題】?jī)蓚€(gè)相同的小燈泡分別接在兩節(jié)電池上，亮度不一樣，請(qǐng)思考一下：小燈泡亮度微弱的可能原因？請(qǐng)大家根據(jù)生活常識(shí)和初中所學(xué)的知識(shí)分析一下。【提問】根據(jù)初中所學(xué)的知識(shí)，電源兩端電壓不變，小燈泡亮度微弱，說明電流小了，電壓相同，電流小，那說明電阻大，而這里只可能是電源

3、引起的，說明電源可能有電阻。接下來，我們就先來具體研究電源。一、電源 我們首先來看下，電源是什么呢？圖3圖2圖1 這是初中學(xué)習(xí)的電路的一部分（圖1），小燈泡不會(huì)發(fā)光，因?yàn)闆]有電源，也就是大家初中經(jīng)常所說的沒有電壓（也就是沒有電勢(shì)差），而有電壓的東西很多，比如說大家學(xué)習(xí)的電容器，充滿電后兩極板間就有電壓，將電容器接到小燈泡上，小燈泡是否會(huì)發(fā)光呢？ 電容器接上后，電子會(huì)發(fā)生定向移動(dòng)，與正電荷中和，兩極板上電荷量要減少，根據(jù)電容器知識(shí)，電量減少，電壓就會(huì)減少，而且不止是一個(gè)電荷要中和，其他電荷也要中和，所以，即使小燈泡連上去，小燈泡也不會(huì)亮（最多亮一下），那電容器能成為電源嗎？【提問】 電容器因?yàn)椴?/p>

4、能持續(xù)提供電流而不能當(dāng)作電源，怎樣才能將這個(gè)裝置轉(zhuǎn)化成電源呢？若有一個(gè)裝置，可以講中和掉的正負(fù)電荷不斷分開，以增加兩極板上的電荷量，從而保持電壓不變，這個(gè)裝置就能當(dāng)作一個(gè)電源。為什么自然狀況下不行呢？我們來看，兩極板間電場(chǎng)方向向右，而負(fù)電荷受到的電場(chǎng)力方向向左（圖4），自然狀態(tài)下，電荷不會(huì)向右運(yùn)動(dòng)，就像我們生活中一樣，俗話說“人往高處走，水往低處流”，要想把水從低處抽往高處，經(jīng)常用到抽水機(jī)（圖5），在將水從低處抽往高處的過程中，需要消耗電能，克服水的重力做功，轉(zhuǎn)化成水的重力勢(shì)能，那對(duì)比一下，在電子從征集移向負(fù)極的過程中，電子的什么能增加了呢？（電勢(shì)能）增加的電勢(shì)能是哪里來的呢？如果是化學(xué)電池，

5、就是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，如果是核電站，就是原子能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，所以從能量轉(zhuǎn)化的角度，電源就是一個(gè)將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置。圖5圖41、電源定義：將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置。生活中有很多電源，比如說，衛(wèi)星上經(jīng)常用太陽能電池，鐘表上，經(jīng)常用5號(hào)干電池，電瓶車上常用的鉛酸蓄電池，我們選擇這些電池是根據(jù)我們的能量需要的，也就是說，不同的電源將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的本領(lǐng)是不一樣的，為了描述這個(gè)本領(lǐng)，在物理中，用電動(dòng)勢(shì)來表示該本領(lǐng)。圖62、 電動(dòng)勢(shì)（1）用來表示電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能本領(lǐng)大小的物理量。 電動(dòng)勢(shì)越大，表明電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的本領(lǐng)越大。（2）大?。旱扔陔娫?/p>

6、未接入電路（電源處于開路）時(shí)兩極間的電勢(shì)差，用字母E表示。（3）注意：電源上標(biāo)的電壓指的是電源的電動(dòng)勢(shì)，一般是不會(huì)變化的！ 知道了電源的基本知識(shí)，接下來，我們來看，電源真的有電阻嗎？我們看這個(gè)實(shí)驗(yàn)，將滑動(dòng)變阻器并聯(lián)在的電源上，在變阻器兩端并聯(lián)電壓表，電壓表測(cè)量的是滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)我們初中的知識(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓等于電源電壓，改變滑片的位置，電壓表示數(shù)不變，是否真的是這樣呢？老師這里準(zhǔn)備了一套實(shí)驗(yàn)器材，線路我已經(jīng)連接了一部分，我們請(qǐng)一個(gè)同學(xué)來連接剩下的線路，并進(jìn)行操作。【學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】從實(shí)驗(yàn)中，我們可以看出，當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值減小的時(shí)候，變阻器兩端電壓減小，而減少的這部分電壓，只可能

7、是電源拿走了，因此，電圖7源有電阻。3、 電源的內(nèi)阻 電流通過電源內(nèi)部，電源內(nèi)部也是一段電路，也有電阻，它被稱為電源的內(nèi)電阻，簡(jiǎn)稱內(nèi)阻。常用r表示。用導(dǎo)線把電源、用電器連成一個(gè)電路，稱為閉合回路，我們把電源外部的用電器和導(dǎo)線構(gòu)成外電路。把電源內(nèi)部稱為內(nèi)電路，既然電源有內(nèi)阻，電流流過電源內(nèi)部時(shí)，內(nèi)阻上就有電壓，我們稱為內(nèi)電壓，外電路上的電壓稱為外電壓，也叫做路端電壓，路端電壓很好測(cè)量，那內(nèi)電壓呢？圖9圖10圖8我們這里的兩種都不能夠進(jìn)行內(nèi)電壓的測(cè)量，老師這里給大家介紹一種可以測(cè)量?jī)?nèi)電壓的裝置化學(xué)電池，首先我們看下實(shí)驗(yàn)的原理圖（圖10），它的正極是鋅板，負(fù)極是鉛板，里邊是稀硫酸，它的內(nèi)部是開放的，

8、用兩個(gè)探針分別靠近電源的正負(fù)極，連接電壓表就可以得到內(nèi)電壓，探針要離極板足夠近，注意的是，電流在電源外部由正極流向負(fù)極，在電源內(nèi)部由負(fù)極流向正極。通過滑動(dòng)變阻器改變外電壓，這是實(shí)驗(yàn)儀器。圖12圖11這個(gè)實(shí)驗(yàn)較為復(fù)雜，老師事先連接好了，下面我將進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)一個(gè)同學(xué)來讀數(shù)，另一個(gè)同學(xué)來記錄一下，下邊的同學(xué)請(qǐng)?jiān)趯W(xué)案上記錄內(nèi)外電壓的讀數(shù)?！緦?shí)驗(yàn)操作】 請(qǐng)大家觀察所記錄的數(shù)字，看下內(nèi)外電壓有什么關(guān)系呢？【提問】從大家記錄的數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)外電壓減小的時(shí)候，內(nèi)電壓增大，且內(nèi)、外電壓之和為定值，那大家猜測(cè)一下，這個(gè)定值等于什么呢？（學(xué)生很可能回答電動(dòng)勢(shì)）【進(jìn)行測(cè)量】大量的實(shí)驗(yàn)和理論證明，內(nèi)外電壓之和等于電動(dòng)

9、勢(shì)，即Ur+U路=E。 現(xiàn)在我們知道了電流流過閉合回路時(shí)，內(nèi)、外電壓的關(guān)系，那么，閉合回路中的電流如何計(jì)算呢？我們先看一個(gè)大家熟悉的電路（圖12），大家先看下這個(gè)電路的電流如何計(jì)算。I=U/R，我們計(jì)算時(shí)用到的原理是歐姆定律，我們來回顧下歐姆定律的內(nèi)容?！咎釂枴磕墙裉煳覀冎?，電源有內(nèi)阻，我們又該如何計(jì)算呢？I=E/（R+r）。這個(gè)式子圖13圖12就是我們要學(xué)習(xí)是下一個(gè)內(nèi)容閉合電路歐姆定律的表達(dá)式，請(qǐng)大家對(duì)比歐姆定律，嘗試著用文字描述一下呢【學(xué)生表述】二、閉合電路歐姆定律 1、內(nèi)容：在外電路為純電阻的閉合回路中，電流的大小跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比 2、表達(dá)式： 3、適用條件：外電路是純電阻電路 接下來我們來看下閉合電路歐姆定律如何應(yīng)用，首先，請(qǐng)大家嘗試著用解釋我們課前的實(shí)驗(yàn)，電池用舊了，內(nèi)阻會(huì)變得很大 我們?cè)倏戳硪粋€(gè)教材上的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)大家嘗試?yán)碚摲治鲆幌拢淮伍]合開關(guān)，小燈泡亮度會(huì)如何變化【提問】【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證猜想】圖14接下來，我們來練習(xí)一下公式的運(yùn)用例題：如圖所示電路，電源電動(dòng)勢(shì)為1.5V，內(nèi)阻為0.12 ，外電路的電阻為1.38 ，求電路中的電流和路端電壓。練習(xí)：在如圖所示的電路中，R1=14，R2=9，當(dāng)開關(guān)S切換到位置1時(shí)，電流表的示數(shù)為I1=0.2A；當(dāng)開關(guān)S切換到位置2時(shí)，電流表的示數(shù)為I2=0.3A，求電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻