閉合電路歐姆定律教案

PAGEPAGE4《閉合電路歐姆定律》教學(xué)設(shè)計一、教學(xué)目標：1．物理觀念：（1）知道電動勢是表征電源特性的物理量，它在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓；從能量轉(zhuǎn)化的角度理解電動勢的物理意義。（2）明確在閉合回路中電動勢等于電路上內(nèi)、外電壓之和。（3）熟練掌握閉合電路歐姆定律的兩種表達式和及其適用條件。（4）知道路端電壓隨外電阻變化的規(guī)律。2．科學(xué)思維：通過電動勢等于電路上內(nèi)、外電壓之和的教學(xué)，使學(xué)生學(xué)會運用實驗探索物理規(guī)律的方法。3．科學(xué)探究：通過路端電壓與負載的關(guān)系探究實驗，培養(yǎng)學(xué)生利用“實驗研究，得出結(jié)論”的探究物理規(guī)律的科學(xué)思路和方法。4．科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過探究的過程培養(yǎng)學(xué)生實事求是嚴謹認真的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。。二、教學(xué)重點、難點分析：1．重點：閉合電路歐姆定律的內(nèi)容；2．難點：電動勢的概念；應(yīng)用閉合電路歐姆定律進行簡單電路的分析計算。三、教學(xué)方法：實驗演示，探究式教學(xué)四、教學(xué)過程：（一）情景導(dǎo)入：加油向未來視頻（5分鐘左右）《加油！向未來》是央視綜合頻道推出的科學(xué)實驗節(jié)目。節(jié)目中將物理、化學(xué)、生物等大型室內(nèi)外科學(xué)實驗轉(zhuǎn)為益智答題。通過一個個或有趣、或驚險的科學(xué)實驗來展現(xiàn)科學(xué)之奇、科學(xué)之美、科學(xué)之趣、科學(xué)之用，以最形象生動的方式展示科學(xué)實驗，以最淺顯易懂的形式解釋科學(xué)原理。目前，第二季已經(jīng)收官，大家可以在網(wǎng)絡(luò)上搜索觀看。關(guān)于水果電池，大家肯定有很多問號？這節(jié)課我們先了解一些相關(guān)的物理知識，課后大家把問題匯總到劉文宇的水果電池研究性學(xué)習(xí)小組由他們幫我們解答，（他們水果蔬菜都帶來了）教師：同學(xué)們,現(xiàn)在用電器的種類越來越多,人們的生活已經(jīng)越來越離不開電了。為了滿足各種不同類型的用電器的需要，人們制作了各種不同類型的電源。（幻燈片展示）電源、用電器、導(dǎo)線和電鍵就組成了一個可供電流流通的電路，咱們把這個電路叫做閉合電路。為了研究問題的方便，咱們把閉合電路分為兩部分。電源以外的部分叫外電路，外電路的電阻是R，外電阻兩端的電壓叫外電壓，也叫路端電壓。電源內(nèi)部的電路叫內(nèi)電路，內(nèi)電路是由電源內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì)組成的，這些化學(xué)物質(zhì)也有電阻，叫做電源的內(nèi)電阻，內(nèi)電阻兩端的電壓叫內(nèi)電壓。（二）．問題探究：（15分鐘）（探究閉合電路內(nèi)電壓和外電壓之間的關(guān)系）如果想測量路端電壓應(yīng)該用什么儀器呢？（學(xué)生回答：電壓表）怎么測量？（學(xué)生回答：把電壓表并聯(lián)在外電阻的兩端）內(nèi)電壓如何測量呢？我這兒有一種特殊的電源，叫可調(diào)內(nèi)阻電源。它有四根接線柱。外側(cè)的兩根接線柱分別是電源的正極和負極。內(nèi)側(cè)的兩根接線柱是插入電源內(nèi)部的兩根探針。在兩根探針上接上電壓表可以直接測量內(nèi)電壓。1234U內(nèi)U外現(xiàn)在我們連接電路并記錄實驗數(shù)據(jù)。分析實驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律呢？學(xué)生：在誤差許可的范圍內(nèi)，內(nèi)、外電壓之和是一個常數(shù)。教師：咱們把這個常數(shù)用E來表示，單位是伏特（v）。在這個實驗中，E的數(shù)值與哪些實驗器材有關(guān)呢？引導(dǎo)學(xué)生分析：E的數(shù)值只與電源有關(guān)，是表示電源特征的物理量。我們把它叫做電源的電動勢那么電源的電動勢表示了電源的什么特征呢？咱們需要對這個電路進行更深入的分析。電荷在電路內(nèi)循環(huán)不息的運動，類似于咱們小時侯玩過的兒童滑梯。（課件展示，引導(dǎo)學(xué)生進行類比）類比結(jié)束引導(dǎo)學(xué)生更深入的研究電路內(nèi)能量的轉(zhuǎn)化過程。電源的電動勢是表征電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量。干電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電機是把機械能、核能等轉(zhuǎn)化為電能的裝置。不同類型的電源電動勢大小是不一樣的。展示干電池，規(guī)格是1.5v的，用電壓表測量兩端的電壓，電壓表示數(shù)是1.5v；用電壓表測量剛才用到的可調(diào)內(nèi)阻電池兩端的電壓，電壓表示數(shù)是2.0v?？梢?，電源的電動勢等于電源沒有接入電路時電源兩端的電壓。（三）．規(guī)律總結(jié)（5分鐘）問題設(shè)計：如圖所示電路中電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，外電阻為R，試求電路中的電流I引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)：∵E=U+U′而U=IRU′=Ir∴E=IR+Ir或者寫成其中，R+r表示整個電路總電阻，R為外電路總電阻，r為內(nèi)阻，I為閉合電路總電流。上式表明：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟整個電路的電阻成反比，這就是閉合電路歐姆定律。閉合電路歐姆定律的適用條件是純電阻電路。（四）．新知應(yīng)用（5分鐘）閉合電路確定了電流與電動勢和內(nèi)外電阻之間的關(guān)系。在這些量中，電源的電動勢和內(nèi)電阻一般是不變的，當(dāng)電路狀態(tài)（外電阻）變化時，通過測量電流或電壓就能求出電源的電動勢和內(nèi)電阻。給出儀器：電動勢和內(nèi)阻未知的電源一只，電流表一個，電阻箱一個。請學(xué)生設(shè)計實驗如何測量電源的電動勢和內(nèi)阻。學(xué)生畫出實驗電路圖。例題：在如圖5所示的電路中，R1=14.0Ω，R2=9.0Ω，當(dāng)開關(guān)S扳到位置1時，電流表的示數(shù)為I1=0.20A；當(dāng)開關(guān)S板到位置2時，電流表的示數(shù)為I2=0.30A，求電源的電動勢和內(nèi)電阻。（E＝3.0V，r＝1.0Ω）（五）．拓展提升（12分鐘）路端電壓與負載之間有何關(guān)系呢？實驗結(jié)論：當(dāng)負載電阻R增大時，電流I將減小，則電源內(nèi)阻上的電勢降Ir將減小，所以路端電壓U增大，所以路端電壓U隨外電阻的增大而增大。引導(dǎo)學(xué)生分析：由得路端電壓表達式為可見，電源的電動勢和內(nèi)阻r是一定的，當(dāng)負載電阻R增大時，由知電流I將減小，由知路端電壓增大；相反，當(dāng)負載電阻R減小時，電流I增大，路端電壓減小。（培養(yǎng)學(xué)生分析推理能力）學(xué)生設(shè)計實驗，用傳感器實驗演示外電路電阻變化時，路端電壓與電流的關(guān)系。分析兩個特例：（1）短路當(dāng)R→0時，I→E/r，可以認為U=0，路端電壓等于零。這種情況叫電源短路。發(fā)生短路時，電流強度叫短路電流，，一般，電源的內(nèi)阻都比較小，所以短路電流很大。一般情況下，要避免電源短路。（2）斷路當(dāng)R→∞，也就是當(dāng)電路斷開時，I→0則U=E。當(dāng)斷路（亦稱開路）時，路端電壓等于電源的電動勢。說明：在用電壓表測電源的電壓時，有電流通過電源和電壓表，外電路并非斷路，這時測得的路端電壓并不等于電源的電動勢。只有當(dāng)電壓表的電阻非常大時，電流非常小，此時測出的路端電壓非常近似地等于電源的電動勢。例題：100頁例題（六）．總結(jié)布置作業(yè)：（3分鐘）1．學(xué)習(xí)本節(jié)課文。2．課后練習(xí)第（5）題做在作業(yè)本上。3.研究性學(xué)習(xí)調(diào)查：廢舊電池的回收和處理。五、教學(xué)反思：本節(jié)課以實驗為探索問題的基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生注意觀察、學(xué)會觀察，發(fā)展觀察力，同時改分組實驗為隨堂分組實驗，輔之于問題討論法、引導(dǎo)――發(fā)現(xiàn)法，多媒體模擬，讓學(xué)生積極主動的探求科學(xué)結(jié)論，成為知識的探索者和發(fā)現(xiàn)者，從而在獲得知識的同時發(fā)展能力。通