【核心素養(yǎng)目標(biāo)】中職物理（通用類）高教版（2023） 4.2 全電路歐姆定律 同步教案（表格式）

第第頁【核心素養(yǎng)目標(biāo)】中職物理（通用類）高教版（2023）4.2全電路歐姆定律同步教案（表格式）主題四直流電及其應(yīng)用

第二節(jié)全電路歐姆定律教學(xué)設(shè)計(jì)案例

課程內(nèi)容第二節(jié)全電路歐姆定律

課程類型啟發(fā)講授課課時(shí)2學(xué)時(shí)

教材內(nèi)容分析本節(jié)主要讓學(xué)生了解電源電動勢的概念，能列舉生活中常見的各種電池的電動勢大小。了解內(nèi)電阻的概念。通過實(shí)驗(yàn)，理解全電路歐姆定律，能進(jìn)行簡單計(jì)算，能用其解釋生產(chǎn)、生活中的相關(guān)現(xiàn)象。

學(xué)情分析學(xué)生在初中也接觸過電源這一裝置，但是不了解電動勢這一概念。因此，在中職物理中，要著重讓學(xué)生建構(gòu)好電動勢的概念，理解電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。學(xué)生在初中只學(xué)習(xí)過部分電路歐姆定律、電阻的串聯(lián)和并聯(lián)、電功、電功率、焦耳定律，也沒有學(xué)習(xí)過全電路的規(guī)律，因此，中職物理中要讓學(xué)生形成電路中的電流跟電源的電動勢、內(nèi)阻和外電阻都有關(guān)系等物理觀念。

教學(xué)目標(biāo)1．建構(gòu)電源、電動勢、全電路、外電阻、內(nèi)阻、端電壓等概念，形成電源就是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置、電源具有電動勢、全電路就是包含電源在內(nèi)的閉合電路、全電路中的電流跟電源的電動勢和總電阻都有關(guān)等物理觀念，并能應(yīng)用其解釋生產(chǎn)生活中的相關(guān)現(xiàn)象，解決相關(guān)簡單問題。

2．了解建構(gòu)電源、全電路、電阻器等物理模型的方法，了解有關(guān)全電路歐姆定律、端電壓與外電阻關(guān)系的科學(xué)論證方法。

3．通過觀察演示實(shí)驗(yàn)增加對電源電動勢及全電路的感性認(rèn)識，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)觀察素養(yǎng)。通過與同學(xué)對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的討論，增強(qiáng)探究設(shè)計(jì)能力。

4．了解電池的發(fā)明過程和氫燃料電池的制造技術(shù)，增強(qiáng)科技傳承的責(zé)任感。了解我國領(lǐng)先世界的特高壓直流輸電技術(shù)，增強(qiáng)家國情懷。

教學(xué)重點(diǎn)讓學(xué)生建構(gòu)電動勢的概念，理解全電路歐姆定律，了解模型建構(gòu)、科學(xué)論證等科學(xué)方法。

教學(xué)難點(diǎn)建構(gòu)電動勢的概念，理解全電路歐姆定律。

教學(xué)策略讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)了解新知識，形成新觀念，提高實(shí)驗(yàn)觀察能力，受到科學(xué)方法熏陶。

主要教法啟發(fā)式講授、演示實(shí)驗(yàn)、組織合作學(xué)習(xí)

主要學(xué)法自主學(xué)習(xí)、觀察實(shí)驗(yàn)、思考討論、合作學(xué)習(xí)

教學(xué)資源多媒體課件展示系統(tǒng)、長10cm、寬10cm、厚2cm的泡沫塑料板一塊，長2cm、寬1.5cm鋅片2個(gè)，長2cm、寬1.5cm銅片2個(gè)，LED燈1個(gè)，導(dǎo)線若干，白醋少許，小刀，1.5V一號干電池1節(jié)、開關(guān)1個(gè)、滑動變阻器（5Ω）1個(gè)、電壓表（3V）1個(gè)、電流表（0.6A）1個(gè)、導(dǎo)線若干等。

課堂實(shí)施

教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖

課前準(zhǔn)備1.簡易化學(xué)電池提供的電能是由什么能量轉(zhuǎn)化來的？2.什么是電源？什么是電源的電動勢？3.什么是全電路？什么是內(nèi)阻？4.什么是全電路歐姆定律？5.什么是端電壓？端電壓與外電阻有什么關(guān)系？6.什么是斷路？什么是短路？1.安排學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)（閱讀教材、觀看老師提供的微課視頻）。2.就學(xué)生提出的問題進(jìn)行有針對性地備課，準(zhǔn)備在課堂上學(xué)生討論時(shí)給予指導(dǎo)。對教材和教學(xué)視頻進(jìn)行學(xué)習(xí)和思考，并與同學(xué)討論其中發(fā)現(xiàn)的問題，將疑問反饋給老師。讓學(xué)生通過課前自主學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)自己不理解的問題，準(zhǔn)備到課堂上與同學(xué)討論，與老師交流，解決疑問。

課堂實(shí)施新課引入創(chuàng)設(shè)情境：天黑以后，每家都會打開電燈，如圖所示，此時(shí)是城市里的用電高峰時(shí)段，如果細(xì)心觀察，你會發(fā)現(xiàn)電燈發(fā)出的光較暗，有些大電器如空調(diào)等的制冷或制熱效果較差。而到了深夜或凌晨的用電低谷時(shí)段，同一盞燈發(fā)出的光卻變得比較亮，空調(diào)的制冷或制熱效果也提高了。展示圖片、提問：電燈、空調(diào)在用電高峰時(shí)段和用電低谷時(shí)段為什么會有如此變化？觀看、思考激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)

新課教學(xué)意大利物理學(xué)家伏打受伽伐尼的發(fā)現(xiàn)啟發(fā)，經(jīng)過近20年的研究，伏打發(fā)現(xiàn)了一個(gè)金屬序列：鋅、鉛、錫、鐵、銅、銀、金……?；谶@些知識，伏打于1800年制成了伏打電堆，如圖所示。在鋅片和銀片之間夾上浸透了鹽水的厚紙，再把幾十個(gè)這樣的單元疊置起來，就能夠提供持續(xù)的電流。伏打電堆就是今天使用的化學(xué)電池的雛形。展示圖片、講述傾聽、了解讓學(xué)生了解化學(xué)電池的發(fā)明過程。

演示實(shí)驗(yàn)：觀察簡易化學(xué)電池的作用在一個(gè)泡沫塑料板上挖兩個(gè)小槽，將兩個(gè)鋅片和兩個(gè)銅片分別交叉插在兩個(gè)槽的兩邊，用導(dǎo)線將中間相鄰的銅片和鋅片用導(dǎo)線連接起來，再將兩側(cè)的鋅片和銅片分別用導(dǎo)線接到LED燈的負(fù)極和正極。在兩個(gè)小槽中分別倒入一些白醋，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，提問：以學(xué)習(xí)小組為單位討論，在本實(shí)驗(yàn)中，使LED燈發(fā)光的電能來自于哪里？觀看實(shí)驗(yàn)、合作學(xué)習(xí)、回答：使LED燈發(fā)光的電能來自于化學(xué)電池的化學(xué)能。增加學(xué)生對電源的感性認(rèn)識，引導(dǎo)學(xué)生通過現(xiàn)象歸納規(guī)律。

生活中常用的化學(xué)電池有干電池、鉛蓄電池、鋰電池等。常用的普通干電池大都是錳鋅電池，中間是正極碳棒，外包石墨和二氧化錳的混合物。再外面包有電解質(zhì)糊，因其是一種不能流動的糊狀物，所以稱為干電池。最外層是金屬鋅皮做的筒，也就是負(fù)極?；瘜W(xué)電池都是通過化學(xué)反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。講述傾聽讓學(xué)生進(jìn)一步增加對電源的認(rèn)識。

【行為與責(zé)任】注意生活中使用完畢的廢電池含有重金屬有毒物質(zhì)，不可以進(jìn)行破壞或解剖，也不能將其置于火上進(jìn)行灼燒或炙烤，也不能隨意丟棄，應(yīng)作為有害垃圾投入相應(yīng)的垃圾桶中進(jìn)行分類回收。講述傾聽讓學(xué)生增加保護(hù)環(huán)境的社會責(zé)任感。

現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中使用的大部分電能都來自于發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)組。發(fā)電機(jī)組發(fā)電時(shí)，都是先通過蒸汽使發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)起來，然后通過其內(nèi)部的電磁作用，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。除了化學(xué)電池和發(fā)電機(jī)組，生產(chǎn)、生活中還有其他種類的電源，如太陽能電池、氫燃料電池、核電池等。概括起來說，把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，稱為電源。講述傾聽、記憶讓學(xué)生建構(gòu)電源的概念。

不同的電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)一般不同，為了表示電源這種轉(zhuǎn)化本領(lǐng)的大小，人們把非靜電力（除靜電力以外的其他種類的力）將正電荷從電源負(fù)極經(jīng)內(nèi)電路移到正極做的功W非跟被移送的電荷量q的比值，稱為電源的電動勢，用E表示，即E、W非和q的國際單位制單位分別為V（伏）、J（焦）和C（庫）。講解傾聽、理解幫助學(xué)生建構(gòu)電源的電動勢概念。

【應(yīng)用與拓展】氫燃料電池氫燃料電池是一種清潔型發(fā)電裝置，工作原理如圖所示。展示圖片、組織學(xué)生自主學(xué)習(xí)，巡視、答疑。觀看、閱讀、討論、質(zhì)疑讓學(xué)生了解氫燃料電池這一新技術(shù)。

生活中使用的電池、移動電源（充電寶），大多還有一個(gè)技術(shù)指標(biāo)：容量。容量的大小常用mA·h（毫安時(shí)）表示。電池的容量越大，產(chǎn)生的電能越多，使用的時(shí)間越長。如果某電池的標(biāo)稱容量為4000mA·h，則表示它能夠以100mA的電流放電40h，或以200mA的電流放電20h。展示圖片、講述觀看、傾聽、了解讓學(xué)生了解生活中的電源及其技術(shù)指標(biāo)。

包含電源在內(nèi)的閉合電路，稱為全電路。全電路由外電路和內(nèi)電路組成，如圖所示。虛線框以外部分是外電路，由用電器、導(dǎo)線等組成；虛線框以內(nèi)部分是內(nèi)電路，即電源內(nèi)部的電路。外電路上的用電器的電阻，稱為外電阻，用R表示。電路中導(dǎo)線的電阻忽略不計(jì)。電源內(nèi)部的電路，如發(fā)電機(jī)的線圈、電池內(nèi)的電解液等，其電阻稱為電源的內(nèi)阻，用Ri表示。電路圖中的電源往往不畫出內(nèi)阻，但要標(biāo)記出來，因?yàn)樵谘芯咳娐返囊?guī)律時(shí)必須要考慮這一因素。展示圖片、講述傾聽、理解、記憶了解全電路的概念，建構(gòu)正確的物理模型。

演示實(shí)驗(yàn)：測量電源兩端的電壓用一節(jié)干電池作為電源，用導(dǎo)線將滑動變阻器（5Ω）和開關(guān)，按圖所示的電路連接起來。先將滑動變阻器置于最大值，開關(guān)處于打開位置，電壓表接到圖中所示的位置，記下電壓表的示數(shù)。然后將開關(guān)閉合，再觀察電壓表的示數(shù)。進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，提問：電壓表的位置沒有變化，為什么在電路開關(guān)閉合后，電壓表的示數(shù)會發(fā)生變化？觀看、思考讓學(xué)生增加對端電壓的感性認(rèn)識。

在一個(gè)純電阻電路中，假設(shè)全電路中的電流為I，則在時(shí)間t內(nèi)，電源可以將EIt的其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能。這些電能都被外電阻和內(nèi)電阻消耗，其中外電阻消耗的電能為I2Rt，內(nèi)電阻消耗的電能為I2Rit。根據(jù)能量守恒定律，應(yīng)有EIt＝I2Rt＋I(xiàn)2Rit所以即：在純電阻電路中，全電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟整個(gè)電路的總電阻成反比，這個(gè)規(guī)律稱為全電路歐姆定律。展示圖片、講解觀看、傾聽、記憶讓學(xué)生理解全電路歐姆定律。

由全電路歐姆定律可得E＝IR＋I(xiàn)Ri上式中，IR為電源兩端（也是外電路兩端）的電壓，通常稱為端電壓，也叫輸出電壓，常用U表示。U＝IR＝E-IRi由上式可知，當(dāng)電路接通時(shí)，端電壓都會比電源的電動勢小。講解傾聽、理解讓學(xué)生建構(gòu)端電壓的概念。

演示實(shí)驗(yàn)：研究端電壓與外電阻的關(guān)系按圖所示連接電路并閉合開關(guān)。改變外電路的電阻R的大小，觀察電路中的電流和端電壓怎樣變化。進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)。觀看電路中的電流和端電壓的變化規(guī)律，思考其原因。讓學(xué)生增加對端電壓的感性認(rèn)識，嘗試解釋該現(xiàn)象。

【思考與討論】電路中電源的電動勢和內(nèi)阻是固定不變的，當(dāng)外電阻R增大時(shí)，電路中的總電阻（R+Ri），根據(jù)全電路歐姆定律可知，電路中的電流I，內(nèi)阻上的電壓IRi，因此端電壓U（=E-IRi）（填“增大”或“減小”）。組織學(xué)生合作學(xué)習(xí)、巡視、指導(dǎo)、答疑合作學(xué)習(xí)、觀察、討論、質(zhì)疑引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用全電路歐姆定律分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。

汽車蓄電池的供電電路示意圖如圖所示。只打開車燈時(shí)，車燈正常發(fā)光。當(dāng)汽車啟動時(shí)，啟動電動機(jī)的電路接通，由于啟動電動機(jī)和車燈是并聯(lián)的，因此，總的外電阻減小，使得外電路的端電壓減小，車燈的工作功率降低，導(dǎo)致車燈變暗。汽車發(fā)動以后，啟動電動機(jī)停止工作，外電阻恢復(fù)原大小，端電壓回升，車燈便恢復(fù)正常亮度。展示圖片、講解觀看、傾聽、理解、記憶讓學(xué)生應(yīng)用全電路歐姆定律分析生活中的現(xiàn)象。

天黑以后，幾乎每個(gè)家庭都會打開電燈、空調(diào)等用電器，而這些用電器都是并聯(lián)在電路中的，因此電路中的外電阻減小，端電壓降低，此時(shí)電燈發(fā)出的光較暗，空調(diào)的實(shí)際功率降低。而到了深夜，很多用戶休息了，用電器減少，外電阻增大，端電壓升高，所以，電燈發(fā)出的光變亮，空調(diào)的實(shí)際功率增加?；貞?yīng)“情境與問題”中的問題。傾聽、理解讓學(xué)生了解應(yīng)用全電路歐姆定律解決實(shí)際問題。

當(dāng)外電路斷開時(shí)，如圖所示，外電阻R變?yōu)闊o限大，這種情況稱為斷路。斷路時(shí)，電路中的電流I為0，內(nèi)阻上的電壓IRi也為零，端電壓U就等于電源的電動勢E。因此，我們可把電壓表直接接在電源兩極來測量電源的電動勢。當(dāng)外電路如圖所示連接時(shí)，外電阻等于零，這種情況稱為短路。短路時(shí)，電路中的電流很大，端電壓U等于零。一般情況下，電源的內(nèi)阻都很小，因此短路時(shí)電流很大，不但會燒壞電源，還可能引起火災(zāi)。因而絕不允許將一根導(dǎo)線或電流表直接接在電源兩極上。展示圖片、講解觀看、傾聽、理解、記憶讓學(xué)生了解應(yīng)用全電路歐姆定律解決實(shí)際問題的方法。

示例1在如圖所示的電路中，小燈泡由兩節(jié)電池組成的電源供電，正好能夠正常發(fā)光，若電源的電動勢E=3.0V，內(nèi)阻Ri=1.0Ω，小燈泡的電阻R=14Ω，電路中的其他電阻不計(jì)。求：通過小燈泡的電流和小燈泡兩端的電壓各是多少？示例2在如圖所示的電路中，R1=8.0Ω，R2=5.0Ω。當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S扳到位置1時(shí)，測得電流I1=0.20A；當(dāng)S扳到位置2時(shí)，測得電流I2=0.30A。求：電源電動勢E和內(nèi)阻Ri各是多少？展示圖片、講解例題觀看、傾聽、理解、記憶讓學(xué)生了解應(yīng)用全電路歐姆定律解決實(shí)際問題的形式和方法。

【技術(shù)·中國】領(lǐng)先世界的我國特高壓直流輸電技術(shù)組織學(xué)生自主學(xué)習(xí)、巡視、指導(dǎo)、答疑閱讀、討論對學(xué)生進(jìn)行愛國主義教育，增強(qiáng)家國情懷。

自由討論本節(jié)的主要內(nèi)容講完了，同學(xué)還有哪些疑問，自由提問，小組討論，自由搶答。組織學(xué)生自由提問、討論，或回答問題。向老師提出自己的疑問、回答同學(xué)的問題。通過思想的碰撞，發(fā)展學(xué)生質(zhì)疑創(chuàng)新的核心素養(yǎng)。

歸納總結(jié)本節(jié)學(xué)習(xí)了電源、電動勢、全電路、內(nèi)阻、端電壓等概念、全電路歐姆定律及其應(yīng)用方法，受到了愛國主義教育等。歸納總結(jié)本節(jié)所學(xué)內(nèi)容。傾聽、記憶幫助學(xué)生鞏固所學(xué)。