閉合電路歐姆定律教案

1、閉合電路歐姆定律教案課題：閉合電路歐姆定律課時(shí)安排：1節(jié)課標(biāo)要求：知道電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，理解閉合電路的歐姆定律三維目標(biāo)知識(shí)與技能：1、了解電源的定義及作用,并掌握電源電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的概念.2、理解閉合電路歐姆定律,并能夠計(jì)算相關(guān)的電路問題.3、知道電動(dòng)勢與路端電壓的關(guān)系,并了解U-I圖像.3過程與方法：1、通過類比及引導(dǎo),讓學(xué)生了解電源、電動(dòng)勢及內(nèi)電阻的概念.2、通過能量守恒定律,推導(dǎo)閉合電路歐姆定律.3、利用閉合電路歐姆定律,讓學(xué)生了解并能夠繪制U-I圖像.情感、態(tài)度與價(jià)值觀：1、通過對閉合電路歐姆定律的推導(dǎo),使學(xué)生們體會(huì)閉合電路中的能量變化,增強(qiáng)同學(xué)們的推理能力.2、通過對路端電壓的實(shí)驗(yàn)

2、演示, 培養(yǎng)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)探究物理規(guī)律的科學(xué)思路和方法.3、通過U-I圖像的遺留問題,激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)更多的同學(xué)自主預(yù)習(xí),培養(yǎng)同學(xué)們的自主學(xué)習(xí)能力.教學(xué)重點(diǎn)： 1、電源電動(dòng)勢及內(nèi)電阻的理解.2、閉合電路歐姆定律的理解與應(yīng)用.3、U-I圖像的繪制與應(yīng)用.教學(xué)難點(diǎn)：1、電源電動(dòng)勢的理解.2、閉合電路歐姆定律的理解與掌握.3、路端電壓與干路電流的關(guān)系分析.教學(xué)輔助手段：1、利用電池的銘牌引入課程.2、利用電路原理圖分析,加深知識(shí)的理解.3、利用課堂互動(dòng)演示實(shí)驗(yàn)探究物理規(guī)律.教學(xué)過程：師：同學(xué)們,大家看我手上拿的這是什么?生：電池.師：對,這是我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常用到的干電池.這節(jié)干電池上寫有”

3、1.5V”的字樣,大家知道這”1.5V”指的是什么嗎?生：電壓.師：嗯,什么電壓?生：電源兩端的電壓.師：哈哈,不對哦.這”1.5V”其實(shí)是指電池的電動(dòng)勢.那么什么是電動(dòng)勢呢?嗯,讓我們先從電源說起吧.師:大家知道,什么樣的東西才能被叫做電源呢?或者說,電源是什么?生：就是可以向外界輸出電能的東西.師：對,那么電源要向外界供電,也就是向外界輸出電能,我們之前學(xué)過能量守恒定律吧,能量不會(huì)憑空產(chǎn)生,那么是什么能量被轉(zhuǎn)化成電能了呢?生：化學(xué)能.生：可以是太陽能、風(fēng)能師：恩,大家回答得很好.那么電源的定義就已經(jīng)出來啦:電源是一種能夠把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的裝置.那么,我再請問大家,不同的電源,它們

4、轉(zhuǎn)化電能的快慢一樣嗎?為什么?生：不一樣.(學(xué)生舉例).(例:用不同的電池,同一輛四驅(qū)車跑的快慢不一樣)師：對,既然不同的電源,它們轉(zhuǎn)化電能的快慢不一樣,那么我們就需要引入一個(gè)物理量來描述電源轉(zhuǎn)化電能的本領(lǐng)大小,我們把它叫做電動(dòng)勢,用符號E來表示.注意電動(dòng)勢E僅與電源本身有關(guān),而與外界無關(guān),當(dāng)電源確定下時(shí),電動(dòng)勢E也就確定了.師：同學(xué)們還記得嗎?電荷量q乘以電壓U得到的是什么?生：是電勢能.師：對,所以電壓U可以寫為.既然電動(dòng)勢和電壓U都是以伏特為單位,那么電動(dòng)勢E也一定可以寫成某種功與電荷量的商.我們把這種功稱作非靜電力做的功,于是,這就是電動(dòng)勢的定義.生：老師,電勢能是電場力對電荷做的功,

5、那非靜電力又是什么呢?還有它所做的功?師：(繪制圖一)那,大家看圖.這里有一個(gè)正電子,它會(huì)自然地從電源的正極移向電源的負(fù)極,從而形成電流,對吧?生：對.師：但是,當(dāng)正電子到達(dá)電源的負(fù)極以后,它就沒有辦法自然地從電源的負(fù)極移向電源的正極啦,由此,電路中的電流也就斷了.但是我們知道,當(dāng)電路中存在電源時(shí),電流會(huì)斷嗎？生：不會(huì).師：對，電流不會(huì)斷.所以正電子一定是受到了電源對它的某種作用力讓它從電源的負(fù)極移向了正極.我們就把這種將正電子從電源負(fù)極移向正極的這種力稱作非靜電力,把非靜電力克服電場力所做的功稱作非靜電力所做的功.師：大家會(huì)不會(huì)覺得有些抽象?生：會(huì)！師：好,那大家現(xiàn)在來一起想象一下.水是不是

6、可以自由地從高處往地處流?生：是.師：可是當(dāng)水流到低處時(shí),它便無法再自由地流向高處了.如果我們想要讓水再往高處流,我們應(yīng)該怎么辦?生：用水泵,；老師.師：嗯,回答得很好.只要我們用了水泵就可以再將水泵向高處,從而水就又可以自由下流啦.那么,水在這里就相當(dāng)于電流,或者說是電子流,而水泵就相當(dāng)于電源,水泵把水泵向高處的作用力就相當(dāng)于非靜電力.生：哦！理解啦.師：接著,我們介紹電動(dòng)勢的意義.之前也提到過,電動(dòng)勢的意義就是描述電源將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的能力大小.它的單位正如開始上課時(shí)所說,為伏特(V).師：既然說到了一開始上課時(shí),那么大家還記得我們最早的問題嗎? 電池上寫的”1.5V”,那么現(xiàn)在

7、大家已經(jīng)知道它指的是電動(dòng)勢.那么電動(dòng)勢E和電源兩端的輸出電壓U有什么區(qū)別呢?我們來做一個(gè)實(shí)驗(yàn)吧!(在黑板上繪制圖二,并連接儀器,可事先完成)師：大家看講臺(tái)上的儀器,黑板上的這幅圖是儀器連接的原理圖.那么老師提問,這個(gè)電壓表測的是誰的電壓?生：是電源兩端的電壓.師：好,也就是電源向外輸出的電壓U.那么現(xiàn)在大家注意電壓表的示數(shù),我們要開始試驗(yàn)啦.(閉合電建,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭使阻值增大).老師剛剛把變阻器的阻值調(diào)大了,大家看到外電壓U怎么變化的?生：也變大了.師：好,那我現(xiàn)在讓變阻器阻值R變小(演示),現(xiàn)在呢?生：外電壓U也跟著變小了.師：初中的時(shí)候,我們所學(xué),電源兩端的輸出電壓U會(huì)根據(jù)電路的改變

8、而改變嗎?生：不會(huì).師：可是通過剛才的實(shí)驗(yàn),我們發(fā)現(xiàn)它變了!這與我們初中學(xué)到的不同.從此以后,大家要拋開初中電源兩端電壓U不變的想法,記住U是會(huì)變的.那么,哪位同學(xué)可以幫老師分析一下,為什么U會(huì)隨著變阻器的電壓改變而改變呢?老師提示大家一下,記得我們在上一章剛學(xué)過的串聯(lián)分壓嗎?(3min后)生A：老師,難道是因?yàn)殡娫磧?nèi)部也存在一個(gè)它自己的電阻?所以電源的總電壓一部分分給了變阻器,而另外一部分分給了它自己?所以在變阻器阻值上升時(shí),向外輸出的電壓(變阻器兩端電壓)也跟著上升了?師：哇,回答得非常棒,而且也很正確.沒錯(cuò),電源內(nèi)部確實(shí)是存在一定的電阻,我們把它叫做電源的內(nèi)電阻,習(xí)慣上用字幕r來表示.那

9、么學(xué)到這里,大家就要明白,電源兩端的電壓U是因?yàn)殡娫磧?nèi)電阻r的存在所以才改變的,但是電源的電動(dòng)勢E是不會(huì)變化的,是一定的,它只與電源本身的性質(zhì)有關(guān),和外界無關(guān).而電動(dòng)勢E,也就是同學(xué)A回答中所提到的”電源的總電壓”,電源兩端的電壓,即電源的輸出電壓U,它其實(shí)可以認(rèn)為是電動(dòng)勢E的一部分.師：既然這樣,那么如圖(圖二),電源電動(dòng)勢E所產(chǎn)生的電能都是被誰消耗了的呢?生：變阻器電阻R和電源內(nèi)電阻r產(chǎn)生的焦耳熱.師：那么我們再次利用能量守恒定律,電路中消耗的電能應(yīng)該要等于電路中電源所產(chǎn)生的的電能.于是有,我們消去等式兩邊的共同項(xiàng)就可以得到.移項(xiàng)一下,得到.大家注意這個(gè)式子,這就是我們今天要學(xué)習(xí)的重點(diǎn)閉合

10、電路歐姆定律.師：初中的時(shí)候我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過歐姆定律,它是針對單個(gè)電阻而言的歐姆定律,而我們今天所學(xué)習(xí)的歐姆定律它是針對包括電源內(nèi)部的整個(gè)電路的歐姆定律.今后為了以示區(qū)別,我們把稱作部分電路歐姆定律;而把稱作部分電路或全電路歐姆定律.師：大家知道電流I乘以電阻R所代表的的是電阻兩端的電壓U.而這里,IR其實(shí)就是路電路中的電壓,即電源的輸出電壓U,所以我們可以把式子寫成.現(xiàn)在回過頭,大家有沒有發(fā)現(xiàn)我前面的板書中電動(dòng)勢的大小沒有寫呢?根據(jù),當(dāng)電流I=0時(shí),E=U,由此我們就可以得到電動(dòng)勢的大小.那么同學(xué)們,電流I什么時(shí)候會(huì)等于0呢?生：開路的時(shí)候.師：欸,對.當(dāng)外電路斷開,即開路的時(shí)候,電流I就為0

11、.所以電動(dòng)勢的大小為開路時(shí)外電壓U的大小.師：那么除了這個(gè)辦法,大家還能夠想出其他的方法來測量一個(gè)電源的電動(dòng)勢嗎?(眾生沉默)師：老師這里其實(shí)還有一個(gè)方法.而且這種方法不僅可以測量電動(dòng)勢E,還可以測出電源的內(nèi)電阻r.厲害吧我們有一個(gè)式子,對于一個(gè)電源,我們可以認(rèn)為E與r是確定的.由此式中就只剩下外電壓U和總電流I兩個(gè)變量啦.根據(jù)這個(gè)式子,大家可以試著畫出U-I圖象嗎?(3min后)師：有沒有同學(xué)愿意上來畫一下?(同學(xué)畫完后)師：(點(diǎn)評).嗯,我們可以把式子改寫一下,變成,這是一個(gè)一次方程,所以一定是一條直線.呢么就很容易畫出來啦.(繪圖,圖三)師：既然電源確定可,E、r也就確定了,那么每一個(gè)電源一定就可以得到一個(gè)確定的U-I圖像.所以我們可以利用實(shí)驗(yàn)測得待測電源的U-I圖像,然后再根據(jù)所測得的U-I圖像,反求出電源的電動(dòng)勢E和內(nèi)電阻r.不過,具體怎么求嘛,這是我們下堂實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容,到時(shí)候我們再來一起好好探討吧!板書設(shè)計(jì)：一、電源：能夠把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置.二、電動(dòng)勢(E)1、定義：2、意義：描述電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿哪芰Υ笮?3、大?。寒?dāng)外電路開路時(shí),電源兩端的電壓.4、單位：伏特(V)三、閉合電路歐姆定律1、推導(dǎo)： 2、四、U-I圖像課后反思：整堂課下來,仍然覺得自己想要關(guān)注的東西太多了,并不能