張鳳琦閉合電路歐姆定律教學(xué)設(shè)計(jì)

1、課題: 閉合電路歐姆定律授課人： 張鳳琦授課日期： 2011年10月26日課題： 閉合電路歐姆定律設(shè)計(jì)思想 在“電源電動(dòng)勢(shì)”和“閉合電路歐姆定律”兩節(jié)電學(xué)內(nèi)容的教學(xué)中，通常我們的教學(xué)設(shè)計(jì)是根據(jù)高中物理教材中提供內(nèi)容按次序而進(jìn)行的。在教學(xué)內(nèi)容上，從非靜電力做功引入電動(dòng)勢(shì)的概念，強(qiáng)調(diào)電動(dòng)勢(shì)是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，在實(shí)驗(yàn)得到電源的內(nèi)外電壓之和為電源電動(dòng)勢(shì)的基礎(chǔ)上，借助歐姆定律，推導(dǎo)出閉合電路歐姆定律。在教學(xué)次序上，先電源電動(dòng)勢(shì)，后閉合電路歐姆定律。學(xué)情分析教學(xué)內(nèi)容分析閉合電路歐姆定律是高中物理第二冊(cè)（必修加選修）第十四章第六節(jié)的內(nèi)容。其主要教學(xué)內(nèi)容有兩部分：電動(dòng)勢(shì)和閉合電路歐姆定律。 新教

2、材考慮到學(xué)生的接受能力和滿足后續(xù)知識(shí)的需要，簡(jiǎn)化了電動(dòng)勢(shì)的教學(xué)，其基本內(nèi)容有下列兩方面：一個(gè)是電源電動(dòng)勢(shì)是由電源本身的性質(zhì)決定的，它表征了電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)另一個(gè)是電源電動(dòng)勢(shì)的值可用電壓表測(cè)出 電源電動(dòng)勢(shì)等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓；在閉合電路里，電源電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電壓之和教材提出電動(dòng)勢(shì)這個(gè)概念，但沒(méi)有給電動(dòng)勢(shì)下定義，只是講它 “ 等于 ” 什么。 路端電壓 U 與外電阻 R 的關(guān)系，是一個(gè)難點(diǎn)演示實(shí)驗(yàn)由學(xué)生自己通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)并指導(dǎo)學(xué)生得出規(guī)律，使學(xué)生有明確的感性認(rèn)識(shí)，同時(shí)這也更大程度的提高了高二學(xué)生的邏輯推理能力。 學(xué)生分析學(xué)生接受電動(dòng)勢(shì)這個(gè)概念是掌握閉合電路歐

3、姆定律的關(guān)鍵和基礎(chǔ)但是電動(dòng)勢(shì)這個(gè)概念比較抽象，涉及的知識(shí)面較廣，要使學(xué)生全面、深刻地理解它是有困難的教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能1、能夠推導(dǎo)出閉合電路歐姆定律及其公式，知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和。2、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)和圖線表達(dá)，并能用來(lái)分析、計(jì)算有關(guān)問(wèn)題。3、掌握電源斷路和短路兩種特殊情況下的特點(diǎn)。知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓。4、熟練應(yīng)用閉合電路歐姆定律解決有關(guān)的電路問(wèn)題。5、理解閉合電路的功率表達(dá)式，知道閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化。（二）過(guò)程與方法1、通過(guò)演示路端電壓與負(fù)載的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生利用“實(shí)驗(yàn)研究，得出結(jié)論”的探究物理

4、規(guī)律的科學(xué)思路和方法。2、通過(guò)利用閉合電路歐姆定律解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)本節(jié)課教學(xué)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，通過(guò)探究物理規(guī)律培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)1、推導(dǎo)閉合電路歐姆定律，應(yīng)用定律進(jìn)行有關(guān)討論。2、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系教學(xué)難點(diǎn) 路端電壓與負(fù)載的關(guān)系教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖教學(xué)環(huán)節(jié)（1）（一）引入新課教學(xué)環(huán)節(jié)（2）（二）新課教學(xué)（三）課堂總結(jié)（4） 實(shí)例探究（五）方法歸納：（六）當(dāng)堂檢測(cè)：教師：前邊我們知道電源是通過(guò)非靜電力做功把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。只有用導(dǎo)線將電源、用電器連成閉合

5、電路，電路中才有電流。那么電路中的電流大小與哪些因素有關(guān)？電源提供的電能是如何在閉合電路中分配的呢？今天我們就學(xué)習(xí)這方面的知識(shí)。1、閉合電路歐姆定律（投影）教材圖2.7-1（如圖所示）閉合電路是由哪幾部分組成的？在外電路中，沿電流方向，電勢(shì)如何變化？為什么？在內(nèi)電路中，沿電流方向，電勢(shì)如何變化？為什么？如果電源是一節(jié)干電池，在電源的正負(fù)極附近存在著化學(xué)反應(yīng)層，反應(yīng)層中非靜電力（化學(xué)作用）把正電荷從電勢(shì)低處移到電勢(shì)高處，在這兩個(gè)反應(yīng)層中，沿電流方向電勢(shì)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(shì)降低。（投影）教材圖2.7-2（如圖所示）內(nèi)、外電路的電勢(shì)變化。引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)閉合電路的歐姆

6、定律。W= E外+E內(nèi) EIt =I2Rt+ I2rtE =IR+ Ir 這就是閉合電路的歐姆定律。（1）內(nèi)容：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比，這個(gè)結(jié)論叫做閉合電路的歐姆定律。（2）公式：I=（3）適用條件：外電路是純電阻的電路。根據(jù)歐姆定律，外電路兩端的電勢(shì)降落為U外=IR，習(xí)慣上稱為路端電壓，內(nèi)電路的電勢(shì)降落為U內(nèi)=Ir，代入E =IR+ Ir得該式表明，電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)外電路電勢(shì)降落之和。2、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系教師：對(duì)給定的電源，E、r均為定值，外電阻變化時(shí)，電路中的電流如何變化？教師：外電阻增大時(shí)，路端電壓如何變化？教師：實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的惟一標(biāo)準(zhǔn)，讓我

7、們一起來(lái)做下面的實(shí)驗(yàn)。演示實(shí)驗(yàn)：探討路端電壓隨外電阻變化的規(guī)律。（1）投影實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。（2）按電路圖連接電路。（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，改變外電路的電阻，觀察路端電壓怎樣隨電流（或外電阻）而改變。教師：下面用前面學(xué)過(guò)的知識(shí)討論它們之間的關(guān)系。路端電壓與電流的關(guān)系式是什么？教師：就某個(gè)電源來(lái)說(shuō)，電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r是一定的。當(dāng)R增大時(shí)，由得，I減小，由U=E-Ir，路端電壓增大。反之，當(dāng)R減小時(shí)，由得，I增大，由U=E-Ir，路端電壓減小。拓展：討論兩種特殊情況：教師：剛才我們討論了路端電壓跟外電阻的關(guān)系，請(qǐng)同學(xué)們思考：在閉合電路中，當(dāng)外電阻等于零時(shí)，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？教師：發(fā)生上述現(xiàn)象時(shí)，電流有

8、多大？教師：一般情況下，電源內(nèi)阻很小，像鉛蓄電池的內(nèi)阻只有0.005 0.1 ，干電池的內(nèi)阻通常也不到1 ，所以短路時(shí)電流很大，很大的電流會(huì)造成什么后果？教師：實(shí)際中，要防止短路現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)外電阻很大時(shí)，又會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象呢？教師：電壓表測(cè)電動(dòng)勢(shì)就是利用了這一原理。3、閉合電路歐姆定律的應(yīng)用（投影）教師引導(dǎo)學(xué)生分析解決例題。討論：電源的UI圖象教師：根據(jù)U=E-Ir，利用數(shù)學(xué)知識(shí)可以知道路端電壓U是電流I的一次函數(shù)，同學(xué)們能否作出UI圖象呢？投影：UI圖象如圖所示。教師：從圖象可以看出路端電壓與電流的關(guān)系是什么？教師：直線與縱軸的交點(diǎn)表示的物理意義是什么？直線的斜率呢？通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，主要學(xué)

9、習(xí)了以下幾個(gè)問(wèn)題：1、電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓。電源電動(dòng)勢(shì)等于閉合電路內(nèi)、外電阻上的電勢(shì)降落U內(nèi)和U外之和，即E=U內(nèi)+U外。2、閉合電路的歐姆定律的內(nèi)容及公式。3、路端電壓隨著外電阻的增大而增大，隨著外電阻的減小而減小。4、路端電壓與電流的關(guān)系式為U=E-Ir，其UI圖線是一條傾斜的直線。電路結(jié)構(gòu)變化問(wèn)題的討論【例1】在如圖所示的電路中，R1=10 ，R2=20 ，滑動(dòng)變阻器R的阻值為050 ，當(dāng)滑動(dòng)觸頭P由I向b滑動(dòng)的過(guò)程中，燈泡L的亮度變化情況是_A.逐漸變亮B.逐漸變暗C.先變亮后變暗D.先變暗后變亮閉合電路歐姆定律的定量應(yīng)用【例2】 如圖所示電路中，R1=0.8

10、，R3=6，滑動(dòng)變阻器的全值電阻R2=12 ，電源電動(dòng)勢(shì)E=6 V，內(nèi)阻r=0.2 ，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在變阻器中央位置時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)S，電路中的電流表和電壓表的讀數(shù)各是多少?方法歸納：1.電路中的電流表、電壓表均視為理想電表（題中特別指出的除外），即電流表內(nèi)阻視為零，電壓表內(nèi)阻視為無(wú)窮大。2.解答閉合電路問(wèn)題的一般步驟：（1）首先要認(rèn)清外電路上各元件的串并聯(lián)關(guān)系，必要時(shí)，應(yīng)進(jìn)行電路變換，畫(huà)出等效電路圖。（2）解題關(guān)鍵是求總電流I，求總電流的具體方法是：若已知內(nèi)、外電路上所有電阻的阻值和電源電動(dòng)勢(shì)，可用全電路歐姆定律（I=）直接求出I；若內(nèi)外電路上有多個(gè)電阻值未知，可利用某一部分電路的已知電流和

11、電壓求總電流I；當(dāng)以上兩種方法都行不通時(shí)，可以應(yīng)用聯(lián)立方程求出I。（3）求出總電流后，再根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)或部分電路歐姆定律求各部分電路的電壓和電流。圖5練習(xí)1：在如圖5所示的電路中，R1=14.0，R2=9.0，當(dāng)開(kāi)關(guān)S扳到位置1時(shí)，電流表的示數(shù)為I1=0.20A；當(dāng)開(kāi)關(guān)S板到位置2時(shí)，電流表的示數(shù)為I2=0.30A，求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。內(nèi)電路和外電路。沿電流方向電勢(shì)降低。因?yàn)檎姾傻囊苿?dòng)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(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng)。沿電流方向電勢(shì)升高。因?yàn)殡娫磧?nèi)部，非靜電力將正電荷從電勢(shì)低處移到電勢(shì)高處。推導(dǎo)學(xué)生：據(jù)I=可知，R增大時(shí)I減小；R減小時(shí)I增大

12、。學(xué)生：有人說(shuō)變大，有人說(shuō)變小?？偨Y(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：當(dāng)外電阻增大時(shí)，電流減小，路端電壓增大；當(dāng)外電阻減小時(shí)，電流增大，路端電壓減小。U=E-Ir學(xué)生：發(fā)生短路現(xiàn)象。學(xué)生：當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，外電阻R=0，U外=0，U內(nèi)=E=Ir，故短路電流I=。學(xué)生：可能燒壞電源，甚至引起火災(zāi)。學(xué)生：斷路。斷路時(shí)，外電阻R，電流I=0，U內(nèi)=0，U外=E。學(xué)生：路端電壓U與電流I的關(guān)系圖象是一條向下傾斜的直線。U隨著I的增大而減小.學(xué)生：直線與縱軸的交點(diǎn)表示電源的電動(dòng)勢(shì)E，直線的斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻。復(fù)習(xí)電源的作用引入新課內(nèi)容分析閉合電路的組成分析閉合電路中電勢(shì)降落類比法培養(yǎng)學(xué)生推導(dǎo)能力理解電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)外電壓的關(guān)系培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)科中的重要作用培養(yǎng)學(xué)生分類分情況分析問(wèn)題的能力學(xué)以致用深入理解圖像的意義拓展練習(xí)通過(guò)課堂小結(jié)歸納方法 目的：（1）熟悉閉合電路歐姆定律；（2）介紹一種測(cè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法教