《4.2 全電路歐姆定律》教學(xué)設(shè)計(jì)

《4.2全電路歐姆定律》教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)內(nèi)容】第四單元第2節(jié)?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1.了解電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的概念；掌握全電路歐姆定律，并能進(jìn)行電路問(wèn)題的分析和計(jì)算；知道實(shí)驗(yàn)室中常用的測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法。2.在介紹全電路的有關(guān)知識(shí)后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，引出電動(dòng)勢(shì)的概念；通過(guò)類比方法，對(duì)全電路歐姆定律中的電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)電阻、外電阻進(jìn)行討論，總結(jié)出全電路歐姆定律；通過(guò)例題探究，使學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用全電路歐姆定律分析與求解電路問(wèn)題的思路與方法。3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察與理論探究，培養(yǎng)學(xué)生尊重事實(shí)，尊重客觀規(guī)律的意識(shí)和精神，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】全電路歐姆定律?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】電動(dòng)勢(shì)的理解?！窘叹邷?zhǔn)備】電池組、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表等。【教學(xué)過(guò)程】◆創(chuàng)設(shè)情境──引出課題1．回顧復(fù)習(xí)初中所學(xué)電路知識(shí)（1）一個(gè)正常工作的電路，由哪幾個(gè)部分組成？各部分的作用是什么？（2）電路中出現(xiàn)持續(xù)電流的條件是什么？（3）一段不包含電源的電路中的電流、電阻及兩端的電壓三者之間有什么關(guān)系？2．交流評(píng)價(jià)──教師講述閉合電路中的電流在由電源內(nèi)部及外部元件所組成的閉合路徑中閉合流動(dòng)，這個(gè)電流的大小與哪些因素有關(guān)系呢？又有什么樣的關(guān)系呢？這個(gè)關(guān)系就是全電路歐姆定律?！艉献魈骄咯ぉば抡n學(xué)習(xí)一、電源電動(dòng)勢(shì)1．探究閉合電路的組成（1）外電路：電源外部的電路，由導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)、用電器等組成。電流由電源正極出發(fā)經(jīng)外電路流至電源負(fù)極。外電路上所有元件所組成的電路的等效電阻，叫外電阻。在電源外部，由正極到負(fù)極電路兩端的電壓叫路端電壓（外電壓）。電路正常工作時(shí)，用電壓表測(cè)閉合電路中電源正負(fù)極間的電壓，就是端電壓。（2）內(nèi)電路：電源內(nèi)部，由正極到負(fù)極間的電路，一般是線圈（發(fā)電機(jī)）、導(dǎo)電溶液（化學(xué)電池），電流在電源內(nèi)部流動(dòng)時(shí)，它們對(duì)電流也有電阻，叫內(nèi)電阻。電源內(nèi)部，正負(fù)極間的電壓，叫內(nèi)電壓。2．探究端電壓與外電阻的關(guān)系（1）參照教材第98頁(yè)“實(shí)驗(yàn)與觀察”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：外電阻增大時(shí)，端電壓也增大；外電阻減小時(shí)，端電壓也減小。（2）提出問(wèn)題：為什么出現(xiàn)這一現(xiàn)象？3．探究電源在電路中的作用──電動(dòng)勢(shì)（1）探究電流的形成：電源的正極聚集有正電荷，負(fù)極聚集有負(fù)電荷，在電源的外部及內(nèi)部，都會(huì)形成由正極指向負(fù)極的電場(chǎng)。在外電路上，這個(gè)電場(chǎng)迫使正電荷沿外電路由正極流向負(fù)極。正電荷到達(dá)負(fù)極后，進(jìn)入電源內(nèi)部，由于內(nèi)部的電場(chǎng)方向是由正極到負(fù)極的，它會(huì)使進(jìn)入的正電荷受到由正極指向負(fù)極的電場(chǎng)力，阻止正電荷由負(fù)極向正極的運(yùn)動(dòng)，若正電荷不能到達(dá)正極，電路中就不會(huì)有持續(xù)的電流。但事實(shí)上，電路中的電流是持續(xù)的閉合電流，這就說(shuō)明，在電源內(nèi)部存在著一種與電場(chǎng)力作用相反的作用，克服了電場(chǎng)力對(duì)正電荷運(yùn)動(dòng)的阻礙，保證了正電荷在整個(gè)閉合電路的流動(dòng)，形成了持續(xù)的電流。若把閉合電路比喻成由高臺(tái)、滑梯、小朋友組成的系統(tǒng)，把正電荷比喻成小皮球，則閉合電路中的電流就像在高抬、滑梯間流動(dòng)的小皮球，重力就相當(dāng)于電場(chǎng)力，小朋友將地面的小皮球送到高臺(tái)上，要克服重力做功，這種作用就相當(dāng)于電源克服電場(chǎng)力將正電荷由負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部送到正極。電源的這一特性，用電動(dòng)勢(shì)表示。（2）電源的電動(dòng)勢(shì)：電動(dòng)勢(shì)是表示電源特性的物理量，常用字母E表示。任何電源都具有電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)的單位與電壓?jiǎn)挝幌嗤荲。不同的電源，電動(dòng)勢(shì)不同，常見(jiàn)干電池的電動(dòng)勢(shì)是1.5V，鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)是2V。電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒(méi)有接入電路是兩極間的電壓。（3）電源電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量：直接用電壓表測(cè)量未接入電路的電源正負(fù)極間的電壓，測(cè)得的電壓值就是電源的電動(dòng)勢(shì)。二、全電路歐姆定律1．探究閉合電路的外電壓（端電壓）、內(nèi)電壓與電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系（1）理論探究：電路閉合后，電源在外電路形成外電壓，同時(shí)在內(nèi)電路形成內(nèi)電壓。可以把閉合電路看成是由外電路與內(nèi)電路串聯(lián)構(gòu)成的，電源的電動(dòng)勢(shì)E相當(dāng)于串聯(lián)電路的總電壓，由串聯(lián)電路的電壓關(guān)系可知：。（2）實(shí)驗(yàn)探究：科學(xué)家運(yùn)用電壓表分別測(cè)出閉合電路的內(nèi)、外電壓，發(fā)現(xiàn)：。2．探究閉合電路中的電流──全電路歐姆定律（1）推導(dǎo)全電路歐姆定律設(shè)閉合電路中的電流是I，內(nèi)外電路的電阻分別是r、R，對(duì)內(nèi)、外電路分別運(yùn)用歐姆定律有：，將其代入整理可得：（2）閉合電路歐姆定律公式表示的關(guān)系叫全電路歐姆定律，它反映出閉合電路中的總電流是由電源的電動(dòng)勢(shì)、外電阻、內(nèi)電阻共同決定的。3．交流評(píng)價(jià)：公式中共涉及是個(gè)物理量，知道其中的三個(gè)，就可以求出未知的一個(gè)。對(duì)于一個(gè)閉合電路，若運(yùn)用全電路歐姆定律求出了電路中的總電流，接下來(lái)可以根據(jù)部分電路歐姆定律或分壓、分流關(guān)系對(duì)各部分電路進(jìn)行分析求解?！舭咐芯咯ぉれ柟趟鶎W(xué)例1教材第98頁(yè)“例題”。三、對(duì)閉合電路的討論1．閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化電流流過(guò)閉合電路過(guò)程中，電流要做功，要消耗電能，這個(gè)電能是由電源提供的，電源提供的電能又是哪里來(lái)的呢？有能量守恒可知，只能是由其它形式的能轉(zhuǎn)化來(lái)的。從能量角度講，電路中電源的作用，就是把其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能。比如水力發(fā)電機(jī)是把水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了電能，化學(xué)電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了電能，太陽(yáng)能電池板是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能。電源的這種本領(lǐng)的強(qiáng)弱，與電動(dòng)勢(shì)的大小有關(guān)系。電流流過(guò)內(nèi)外電路，產(chǎn)生焦耳熱，把一部分電能轉(zhuǎn)化成了熱力學(xué)能。通過(guò)其它用電器可以把電能轉(zhuǎn)化成其它形式的能，如通過(guò)電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，通過(guò)電解裝置把電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。電路中的能量轉(zhuǎn)化然遵循能量守恒定律。2．閉合電路的兩種故障狀態(tài)（1）斷路或開(kāi)路：就是把外電路斷開(kāi)，相當(dāng)于外電阻無(wú)窮大，此時(shí)電路中的電流為零，電源內(nèi)電壓等于零，端電壓等于電動(dòng)勢(shì)。電路不能對(duì)外提供電流，用電器不能工作。（2）短路：就是電源的正負(fù)極被直接用導(dǎo)線連接在一起，此時(shí)外電阻等于零，由知，電路中的電流是。由于一般電源的內(nèi)電阻都比較小，所以短路電流很大，這會(huì)燒毀電源及用電器。因此在電路中要杜絕短路出現(xiàn)，在連接電路后，閉合開(kāi)關(guān)前，一定先要檢查連接情況