《閉合電路的歐姆定律》教學(xué)設(shè)計(jì)

《閉合電路的歐姆定律》教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能目標(biāo)-理解閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式，能運(yùn)用其進(jìn)行簡(jiǎn)單的電路分析和計(jì)算。-知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路電勢(shì)降落之和。-理解路端電壓與負(fù)載的關(guān)系，能解釋相關(guān)的實(shí)際電路現(xiàn)象。2、能力與方法目標(biāo)-通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和理論推導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和邏輯思維能力。-通過(guò)分析電路問(wèn)題，提高學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力。-在小組合作學(xué)習(xí)中，提升學(xué)生的合作交流能力和自主學(xué)習(xí)能力。3、情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)-激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。-讓學(xué)生體會(huì)物理知識(shí)在生活中的廣泛應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生將物理知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的意識(shí)。二、學(xué)情分析高中學(xué)生已經(jīng)具備了一定的電學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)，如部分電路歐姆定律、電流、電壓、電阻等概念。他們具有一定的邏輯思維能力和實(shí)驗(yàn)操作能力，但對(duì)于閉合電路的理解可能存在困難，尤其是電源內(nèi)部的情況。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中可能更傾向于直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對(duì)于抽象的理論推導(dǎo)需要逐步引導(dǎo)。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生喜歡獨(dú)立思考，部分學(xué)生則更擅長(zhǎng)在小組合作中學(xué)習(xí)，所以教學(xué)過(guò)程中要兼顧不同學(xué)習(xí)風(fēng)格的學(xué)生。三、教學(xué)重難點(diǎn)1、教學(xué)重點(diǎn)-閉合電路歐姆定律的內(nèi)容、表達(dá)式及應(yīng)用。-路端電壓與負(fù)載的關(guān)系。2、教學(xué)難點(diǎn)-對(duì)電源電動(dòng)勢(shì)概念的深入理解。-閉合電路歐姆定律的理論推導(dǎo)。四、教學(xué)方法講授法、實(shí)驗(yàn)探究法、討論法、類(lèi)比法五、教學(xué)過(guò)程（一）導(dǎo)入新課同學(xué)們，我跟你們說(shuō)個(gè)我自己遇到的事兒啊。前幾天我家里的小臺(tái)燈突然不亮了，我就想啊，這是咋回事呢？我就開(kāi)始檢查電路。我發(fā)現(xiàn)燈泡沒(méi)壞，那問(wèn)題可能出在電路的其他地方。這就涉及到我們今天要學(xué)的閉合電路的知識(shí)啦。大家想啊，如果我們能像醫(yī)生給病人看病一樣，準(zhǔn)確地找出電路的問(wèn)題所在，那多酷?。∧俏覀兙偷煤煤醚芯恳幌麻]合電路的規(guī)律，就像醫(yī)生得熟悉人體的各種機(jī)能一樣。（二）講授新課1、電源電動(dòng)勢(shì)-我先給大家講個(gè)簡(jiǎn)單的例子。大家都用過(guò)電池吧，電池就像一個(gè)能量的小倉(cāng)庫(kù)。我記得小時(shí)候玩四驅(qū)車(chē)，那四驅(qū)車(chē)跑得可快了，全靠電池提供能量。電池里面有化學(xué)能，這個(gè)化學(xué)能能夠把正電荷從負(fù)極搬到正極，就像一個(gè)小搬運(yùn)工一樣。這個(gè)搬運(yùn)電荷的能力就用一個(gè)物理量來(lái)表示，那就是電動(dòng)勢(shì)，我們用字母E表示。就好比這個(gè)小搬運(yùn)工的力氣大小，力氣越大，電動(dòng)勢(shì)就越大。-我們來(lái)做個(gè)簡(jiǎn)單的類(lèi)比。把電池想象成一個(gè)抽水機(jī)，抽水機(jī)把水從低處抽到高處，電池呢，把正電荷從低電勢(shì)（負(fù)極）搬到高電勢(shì)（正極）。那這個(gè)抽水機(jī)抽水的高度差就有點(diǎn)像電池的電動(dòng)勢(shì)。這里面有個(gè)重要的點(diǎn)啊，電動(dòng)勢(shì)是由電源本身的性質(zhì)決定的，就像抽水機(jī)的抽水能力是由抽水機(jī)本身的構(gòu)造決定的一樣，和外電路沒(méi)有關(guān)系哦。-那我們?cè)趺礈y(cè)量這個(gè)電動(dòng)勢(shì)呢？我們可以用電壓表來(lái)測(cè)量，不過(guò)要注意測(cè)量的方法。當(dāng)外電路斷開(kāi)的時(shí)候，電壓表測(cè)量的數(shù)值就近似等于電源的電動(dòng)勢(shì)。這就好比抽水機(jī)不往外抽水的時(shí)候，它本身能把水抽到的最高高度，這個(gè)高度就是抽水機(jī)的一個(gè)固有屬性。2、閉合電路的組成-咱們來(lái)看看一個(gè)閉合電路都有啥。一個(gè)閉合電路啊，就像一個(gè)小循環(huán)系統(tǒng)。它包括外電路和內(nèi)電路。外電路就是我們平常看到的那些用電器、導(dǎo)線啥的，就像城市里的道路和各種建筑物一樣。內(nèi)電路呢，就是電源內(nèi)部的電路，這部分大家可能比較陌生。我們可以把電池想象成一個(gè)小房子，里面也有自己的“道路”，這就是內(nèi)電路。-在外電路中，電流從電源的正極流出，經(jīng)過(guò)用電器，再流回電源的負(fù)極。那在內(nèi)電路里呢，電流是從負(fù)極流向正極的。這就像一個(gè)環(huán)形的交通，大家要按照規(guī)定的方向走。3、閉合電路歐姆定律的理論推導(dǎo)-咱們現(xiàn)在來(lái)推導(dǎo)一下閉合電路的歐姆定律。這就像我們要探索一個(gè)神秘的寶藏，一步一步來(lái)哦。-我們知道，根據(jù)部分電路歐姆定律，在外電路中，電壓U外等于電流I乘以電阻R，也就是U外=I*R。-在電源內(nèi)部呢，也有電阻，我們叫內(nèi)電阻，用r表示。那內(nèi)電路的電壓U內(nèi)就等于電流I乘以內(nèi)電阻r，也就是U內(nèi)=I*r。-而電源的電動(dòng)勢(shì)E呢，它等于整個(gè)閉合電路中總的電勢(shì)降落。這個(gè)總的電勢(shì)降落就是外電路的電勢(shì)降落加上內(nèi)電路的電勢(shì)降落，也就是E=U外+U內(nèi)。-把前面的式子代進(jìn)去，就得到E=I*R+I*r，整理一下就得到I=E/(R+r)。這就是閉合電路歐姆定律的表達(dá)式啦。就像我們找到了打開(kāi)寶藏的鑰匙一樣。-在這個(gè)推導(dǎo)過(guò)程中，大家要理解每個(gè)量的含義哦。比如說(shuō)，這個(gè)電流I在整個(gè)閉合電路中是處處相等的，就像水管里的水流量在整個(gè)管道里是一樣的。4、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系-咱們現(xiàn)在來(lái)看看路端電壓和負(fù)載的關(guān)系。什么是路端電壓呢？路端電壓就是外電路兩端的電壓，也就是電源兩極間的電壓。-我們根據(jù)閉合電路歐姆定律來(lái)分析一下。當(dāng)外電路的電阻R增大的時(shí)候，根據(jù)I=E/(R+r)，電流I會(huì)減小。再根據(jù)U外=E-I*r，因?yàn)镮減小了，I*r也減小了，所以路端電壓U外會(huì)增大。這就好比我們?cè)谝粋€(gè)電路里，減少用電器的數(shù)量（相當(dāng)于增大外電阻），那電源兩極間的電壓就會(huì)升高。-那我們來(lái)做個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一下。我這里有一個(gè)電源，一個(gè)滑動(dòng)變阻器（用來(lái)改變外電阻），還有電壓表和電流表。我們連接好電路，慢慢改變滑動(dòng)變阻器的阻值，觀察電壓表和電流表的示數(shù)變化。同學(xué)們可以分成小組，每個(gè)小組都來(lái)做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，然后記錄數(shù)據(jù)。-同學(xué)們做完實(shí)驗(yàn)后，我們來(lái)分析一下數(shù)據(jù)。大家會(huì)發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果和我們理論推導(dǎo)的是一致的。這就說(shuō)明我們的理論是正確的。這也告訴我們，物理知識(shí)不僅要會(huì)推導(dǎo)，還要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，就像我們做一件事，不僅要有想法，還要去實(shí)踐看看是否可行。5、閉合電路歐姆定律的應(yīng)用-咱們現(xiàn)在來(lái)看看怎么用閉合電路歐姆定律解決實(shí)際問(wèn)題。比如說(shuō)，有一個(gè)電池，電動(dòng)勢(shì)E是3V，內(nèi)電阻r是1歐姆，外接了一個(gè)電阻R是2歐姆的用電器。那我們?cè)趺辞箅娐分械碾娏髂?？根?jù)閉合電路歐姆定律I=E/(R+r)，把數(shù)值代進(jìn)去，就是I=3V/(2歐姆+1歐姆)=1A。這就很容易算出電流啦。-再比如說(shuō)，我們知道一個(gè)電路中的電流是2A，電源電動(dòng)勢(shì)是5V，內(nèi)電阻是0.5歐姆，那我們?cè)趺辞笸怆娐返碾娮枘兀课覀兛梢韵雀鶕?jù)E=I*(R+r)，把數(shù)值代進(jìn)去，得到5V=2A*(R+0.5歐姆)，然后解這個(gè)方程，就可以算出R=2歐姆。（三）課堂小結(jié)1、讓學(xué)生回顧電源電動(dòng)勢(shì)的概念，它是由電源本身性質(zhì)決定的，表示電源搬運(yùn)電荷的能力。2、回顧閉合電路歐姆定律的內(nèi)容、表達(dá)式I=E/(R+r)，以及推導(dǎo)過(guò)程。3、強(qiáng)調(diào)路端電壓與負(fù)載的關(guān)系，當(dāng)外電阻增大時(shí)，路端電壓增大，電流減小。4、讓學(xué)生總結(jié)閉合電路歐姆定律在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用方法。（四）課堂練習(xí)1、有一個(gè)電源，電動(dòng)勢(shì)E=6V，內(nèi)電阻r=0.5歐姆，外接電阻R=2.5歐姆，求電路中的電流和路端電壓。2、已知一個(gè)電路中的電流I=1.5A，電源電動(dòng)勢(shì)E=4.5V，路端電壓U外=3.75V，求內(nèi)電阻和外電阻。3、當(dāng)外電路電阻從4歐姆變?yōu)?歐姆時(shí)，電源電動(dòng)勢(shì)不變，內(nèi)電阻為1歐姆，分析路端電壓的變化情況。（五）作業(yè)布置1、課本上關(guān)于閉合電路歐姆定律的課后習(xí)題，認(rèn)真完成并寫(xiě)出詳細(xì)的解題步驟。2、找一個(gè)身邊的閉合電路的例子，比如手機(jī)充電器電路或者手電筒電路，分析其中的電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)電阻、外電阻、電流和路端電壓等物理量，寫(xiě)一篇小報(bào)告，不少于500字。3、思考如果電源的電動(dòng)勢(shì)突然增大或者減小，對(duì)閉合電路中的用電器會(huì)有什么影響，下節(jié)課進(jìn)行討論。六、教學(xué)資源1、實(shí)驗(yàn)器材：電源、滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、導(dǎo)線若干、不同阻值的電阻。2、多媒體課件，包含相關(guān)的電路圖、實(shí)驗(yàn)演示動(dòng)畫(huà)等。七、教學(xué)評(píng)價(jià)1、形成性評(píng)價(jià)-在課堂教學(xué)過(guò)程中，觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作情況，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)行評(píng)價(jià)，如是否能正確連接電路、準(zhǔn)確讀取數(shù)據(jù)等。-通過(guò)提問(wèn)和小組討論，了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，如對(duì)電動(dòng)勢(shì)概念、閉合電路歐姆定律推導(dǎo)過(guò)程的理解等，及時(shí)給予反饋和指導(dǎo)。-關(guān)注學(xué)生在小組合作中的表現(xiàn)，評(píng)價(jià)學(xué)生的合作交流能力，如是否積極參與討論、能否與小組成員協(xié)作完成任務(wù)等。2、終結(jié)性評(píng)價(jià)-通過(guò)課堂練習(xí)和作業(yè)完成情況，對(duì)學(xué)生的知識(shí)掌握和應(yīng)用能力進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。-在階段性測(cè)試中，考查學(xué)生對(duì)閉合電路歐姆定律相關(guān)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，包括復(fù)雜電路的分析、計(jì)算等。八、教學(xué)反思在這堂課的教學(xué)中，通過(guò)引入生活中的例子，如小臺(tái)燈不亮的事情，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有了一定的提高。在教學(xué)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)學(xué)生參與度較高，他們?cè)谛〗M合作中積極探索路端電壓與負(fù)載的關(guān)系，這有助于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和合作精神。但是在理論推導(dǎo)部分，部分學(xué)生理解起來(lái)還是有些困難，可能是因?yàn)檫@部分內(nèi)容比