學(xué)教科版選修31 2.4電源的電動勢和內(nèi)阻 閉合電路歐姆定律 教案（9）.doc

2.4電源的電動勢和內(nèi)阻 閉合電路歐姆定律一、教材分析課標(biāo)分析：知道電源的電動勢和內(nèi)阻，理解閉合電路的歐姆定律教材地位：閉合電路歐姆定律是恒定電流一章的核心內(nèi)容，具有承前啟后的作用。既是本章知識的高度總結(jié)，又是本章拓展的重要基礎(chǔ)；通過學(xué)習(xí)，既能使學(xué)生從部分電路的認(rèn)知上升到全電路規(guī)律的掌握，又能從靜態(tài)電路的計算提高到對含電源電路的動態(tài)分析及推演。同時，閉合電路歐姆定律能夠充分體現(xiàn)功和能的概念在物理學(xué)中的重要性，是功能關(guān)系學(xué)習(xí)的好素材。二、學(xué)情分析學(xué)生通過前面的學(xué)習(xí)，理解了靜電力做功與電荷量、電勢差的關(guān)系、了解了靜電力做功與電能轉(zhuǎn)化的知識，認(rèn)識了如何從非靜電力做功的角度描述電動勢，并處理了部分電路歐姆定律的相關(guān)電路問題，已經(jīng)具備了通過功能關(guān)系分析建立閉合電路歐姆定律，并應(yīng)用閉合電路歐姆定律分析問題的知識與技能。三、教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能1、通過探究推導(dǎo)出閉合電路歐姆定律及其公式，知道電源的電動勢等于內(nèi)、外電路上電勢降落之和。2、理解路端電壓與負(fù)載的關(guān)系，知道這種關(guān)系的公式表達(dá)，并能用來分析有關(guān)問題。3、掌握電源斷路和短路兩種特殊情況下的特點。知道電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓。4、了解路端電壓與電流的u-i圖像，認(rèn)識e和r對u-i圖像的影響。5、熟練應(yīng)用閉合電路歐姆定律進(jìn)行相關(guān)的電路分析和計算（二）過程與方法1、經(jīng)歷閉合電路歐姆定律及其公式的推導(dǎo)過程，體驗?zāi)芰哭D(zhuǎn)化和守恒定律在電路中的具體應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生推理能力。2、通過路端電壓與負(fù)載的關(guān)系實驗，培養(yǎng)學(xué)生利用實驗探究物理規(guī)律的科學(xué)思路和方法。3、了解路端電壓與電流的u-i圖像，培養(yǎng)學(xué)生利用圖像方法分析電學(xué)問題的能力。4、利用閉合電路歐姆定律解決一些簡單的實際問題，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識解決實際問題的能力。（三）情感態(tài)度價值觀1、通過探究物理規(guī)律培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。2、通過實驗探究，加強(qiáng)對學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。3、通過實際問題分析，拉近物理與生活的距離，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。四、教學(xué)重點、難點推導(dǎo)閉合電路歐姆定律，應(yīng)用定律進(jìn)行相關(guān)討論是本節(jié)的重點，幫助學(xué)生理解電路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是基礎(chǔ)和關(guān)鍵。應(yīng)用閉合電路歐姆定律討論路端電壓與負(fù)載關(guān)系是本節(jié)難點。五、教學(xué)過程教學(xué)程序教學(xué)內(nèi)容學(xué)生活動思維對話知 識 回 顧問題1：回顧：“靜電力做的功w與電荷量q及兩點間的電勢差u的關(guān)系”?問題2：回顧：“電動勢的物理意義及定義”？問題3：回顧：“部分電路電路歐姆定律的內(nèi)容、表達(dá)式及適用范圍”？查看課本21頁、43至44頁及46頁下部，回顧所學(xué)1. 2. 電動勢表征電源通過非靜電力做功把其他形式能量轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量即3.內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比。 表達(dá)式： 適用范圍：純電阻電路情景引 入 演示實驗：問題：逐個開關(guān)接通后，看第一個燈泡的亮暗變化？ 觀察燈泡時的亮暗變化，積極思考亮暗變化的直接原因 燈泡1始終接在電源兩端，為什么它兩端的電壓會發(fā)生變化呢？通過本節(jié)內(nèi)容閉合電路歐姆定律的學(xué)習(xí)，能很好解釋這一現(xiàn)象。情景引入新課學(xué)習(xí)新課學(xué)習(xí)新課學(xué)習(xí)1.認(rèn)識閉合電路問題1：最簡單的閉合電路是由哪幾部分組成的？問題2：在外電路中，沿電流方向，電勢如何變化？為什么？在內(nèi)電路中，沿電流方向，電勢如何變化？為什么？提示：電源內(nèi)阻上有沒有電勢降落觀察課件中“閉合電路”圖片，回答問題閱讀課本60頁第2、3、4段，并討論交流閉合電路包括：內(nèi)電路（內(nèi)電阻r）和外電路（外電阻r）。展示課本60頁圖2.7-2，強(qiáng)化認(rèn)識 正電荷的移動方向就是電流方向，在外電路中，正電荷受靜電力作用，從高電勢向低電勢運(yùn)動?；瘜W(xué)反應(yīng)層中，沿電流方向電勢升高。在正負(fù)極之間，電源的內(nèi)阻中也有電流，沿電流方向電勢降低。2.閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化問題：如圖，若外電路兩端的電勢降落，即，即電勢差為u外；內(nèi)電路中的電勢降落，即電勢差為u內(nèi)；電源電動勢為e；當(dāng)電鍵閉合后，電路中的電流為i，通電時間為t。試回答下列問題：u外u內(nèi)內(nèi)電路e、r外電路i（1）在t時間內(nèi),外電路中靜電力做的功w外為多少？（2）在t時間內(nèi),內(nèi)電路中靜電力做的功w內(nèi)為多少？（3）電池化學(xué)反應(yīng)層在t時間內(nèi),非靜電力做的功w非為多少？（4）靜電力做的功等于消耗的電能，非靜電力做的功等于轉(zhuǎn)化的電能，根據(jù)能量守恒你能得到什么？ 獨立思考，求解問題代表交流自己的問題答案，對某些部分詳細(xì)講解，并對異議部分與同學(xué)討論用原電池實驗驗證電路中兩點之間的電壓大小等于兩點間的電勢差大小。故u外又表示外電壓，俗稱路端電壓；u內(nèi)又表示內(nèi)電壓原電池實驗驗證得到的結(jié)果：3.閉合電路歐姆定律問題1：若外電路是純電阻電路（如下圖所示），依據(jù)上面得到的結(jié)果，推導(dǎo)出閉合電路中的電流i與電動勢e、內(nèi)電阻r、外電阻r的關(guān)系式？問題2：根據(jù)部分電路歐姆定律，總結(jié)閉合電路歐姆定律的內(nèi)容、表達(dá)式，并思考閉合電路歐姆定律的適用條件？問題3：以下四個公式，其適用范圍是什么？所描述的側(cè)重點各有什么不同？（1）（2）（3）（4）自主推導(dǎo)閉合電路中的電流i與電動勢e、內(nèi)電阻r、外電阻r的關(guān)系式總結(jié)歸納，交流評價，記錄筆記交流討論、思考回答在電路中兩點間的電壓等于兩點間電勢差的大小。對于純電阻電路有，（1）內(nèi)容：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比，這個結(jié)論叫做閉合電路的歐姆定律。（2）公式：（3）適用條件：外電路是純電阻的電路（1）（2）適用于一切閉合電路；（3）（4）只適用于外電路是純電阻的情況，（1）式描述：非靜電力做的功等于內(nèi)外電路靜電力做功之和；（2）式表明：電動勢等于內(nèi)外電路電勢降落之和；（3）式主要表達(dá)因消耗其他形式的能而產(chǎn)生的電勢升高e，通過外電路r和內(nèi)電路r而降落：（4）式主要描述閉合電路中的電流與哪些因素有關(guān)；總之，無論何種形式本質(zhì)上都體現(xiàn)了電路中能的轉(zhuǎn)化和守恒4.路端電壓與負(fù)載的關(guān)系問題1：對給定的電源，e、r均為定值，外電阻r變化時，電路中的電流i如何變化？問題2：若外電阻r減小，路端電壓u路會有怎樣的變化？ars0sr0v演示實驗：如圖課本61頁由大到小改變外電阻，記錄電流表、電壓表的示數(shù)變化情況，并填在相應(yīng)的表格中。問題3：分析實驗數(shù)據(jù)，得出：當(dāng)外電阻減小時，電流和路端電壓如何變化？并嘗試用閉合電路歐姆定律解釋。問題4：分析情景引入中演示實驗的現(xiàn)象產(chǎn)生的原因？5.閉合電路的u-i圖像問題：依據(jù)實驗的數(shù)據(jù)，以路端電壓u為縱坐標(biāo)，電流i為橫坐標(biāo)，采用描點、擬合圖像的方法，作出u與i的圖像分析：（1）外電路斷開的狀態(tài)對應(yīng)于圖中的哪個點？此時，路段電壓對應(yīng)圖像的什么長度？路端電壓與電源的電動勢有什么關(guān)系？（2）電源短路的狀態(tài)對應(yīng)于圖中的哪個點？此時，電流大小對應(yīng)圖像的什么長度？（3）電動勢e的大小對圖像有什么影響？（4）r的大小對圖像有什么影響？根據(jù)所學(xué)推導(dǎo)回答積極猜想看課本61頁“演示實驗”電路圖，派代表協(xié)助教師實驗觀察實驗現(xiàn)象，記錄實驗數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)，交流討論依據(jù)數(shù)據(jù)，描點作圖，分析問題，交流討論據(jù)可知，r增大時i減?。籸減小時i增大。有人說變大，有人說變小。當(dāng)外電阻r減小時，數(shù)據(jù)記錄12345i/au路/vr增大時，i減小，u增大由可知:當(dāng)s2閉合時，總的外電阻變小，電流增大，路端電壓減小。此時，燈泡1兩端電壓小于燈泡1的額定電壓，故燈泡1變暗。外電路斷開時，對應(yīng)u-i圖像的縱軸截距，此時路端電壓等于電源電動勢?？筛鶕?jù)這個道理測量電源的電動勢。外電路短路時，對應(yīng)u-i圖像的橫軸截距，此時，電流為短路電流，短路電流很大。電流過大，會燒壞電源，甚至引起火災(zāi)。因此，絕對不允許將電源兩端用導(dǎo)線直接連接在一起。電動勢e越大，圖像的縱軸截距越大由，r越大，u-i圖像的傾斜程度越大典型例題問題：（課本62頁例題1）在如下圖中，當(dāng)開關(guān)處于位置1時，電流表讀數(shù);當(dāng)開關(guān)處于位置2時，電流表讀數(shù)。求電源的電動勢e和內(nèi)電阻r。asr1r2er12自主思考，求解問題，交流評價解析：根據(jù)閉合電路歐姆定律，題中的兩種情況可列一下兩個方程消去e，解出r，得代入數(shù)值，得 將及、的值代入中，得 小結(jié)：本例題提供了測電源電動勢及內(nèi)阻的方法。課堂總結(jié)問題：想想本節(jié)你都學(xué)到了哪些知識？請自己總結(jié)一下?；仡櫛竟?jié)所學(xué)，自己總結(jié)理論推導(dǎo)了閉合電路歐姆定律，實驗探究了路端電壓與負(fù)載的關(guān)系，研究了閉合電路的u-i圖像，用定律討論了測電源電動勢和內(nèi)阻的問題。六、課后作業(yè)必做：1.課本63頁“問題與練習(xí)”第1題設(shè)計目的：進(jìn)一步熟悉和掌握，應(yīng)用閉合電路歐姆定律“測量電源電動勢和內(nèi)阻”的基本思路。2.課本63頁“問題與練習(xí)”第2題設(shè)計目的：聯(lián)系生活，通過對袖珍小電筒所用干電池內(nèi)阻的推算，進(jìn)一步鞏固對閉合電路歐姆定律的應(yīng)用和理解。選做：從電勢角度分析、推導(dǎo)閉合電路歐姆定律。 設(shè)計目的：使學(xué)生利用已有知識，多角度推導(dǎo)閉合電路歐姆定律，更加深刻地理解閉合電路歐姆定律。七、板書設(shè)計2-7閉合電路歐姆定律1.認(rèn)識閉合電路外電路 r 沿電流方向電勢降落內(nèi)電路 r 沿電流方向電勢“升中有降”2.閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化3.閉合電路歐姆定律（1）內(nèi)容：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。（2）公式：（3）適用條件：純電阻電路4.路端電壓與負(fù)載的關(guān)系r增大時，i減小，u路增大r減小時，i增大，u路減小當(dāng)外電阻r減小時，數(shù)據(jù)記錄12345i/au路/v5.u-i圖像（1）外電路斷開 u路=e（測電源電動勢）（2）外電路短路 （易燒壞電源）（3）e影響圖像的縱軸截距（4）r影響圖像的斜率大小6.例題一種測電源電動勢和