《電源的電動勢和內(nèi)阻 閉合電路歐姆定律》教學設計

1、電源的電動勢和內(nèi)阻 閉合電路歐姆定律教學設計一、教學目標知識與技能 （1）知道電動勢的概念，知道電動勢等于電源未接入電路（電源開路）時兩極間的電壓。 （2）知道電源的電動勢等于內(nèi)、外電壓之和。 （3）理解閉合電路歐姆定律及其公式，并能用來解決相關(guān)問題。過程與方法（1）通過“探究電源是否有內(nèi)阻”和“研究內(nèi)、外電壓之間的關(guān)系”的實驗，感悟探究物理規(guī)律的科學思路和方法；（2）通過閉合電路歐姆定律解決一些實際問題，培養(yǎng)學生運用物理知識解決實際問題的能力。情感態(tài)度與價值觀（1）通過本節(jié)的學習活動，鼓勵學生勇于探究與日常生活相關(guān)的物理問題（2）通過探究活動，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和合作精神二、教學重點 1

2、、理解電動勢的物理意義 2、對閉合電路歐姆定律的理解和應用 3、探究過程，培養(yǎng)學生的科學思想和方法三、教學難點：1、閉合回路中電源電動勢等于電路上內(nèi)、外電壓之和四、教學方法 啟發(fā)式教學，探究式教學法，實驗教學法五、教學用具 電源、開關(guān)、小燈泡、滑動變阻器、電壓表、化學電池、導線若干、多媒體、實物投影、學案六、教學過程：【演示實驗】【提出問題】兩個相同的小燈泡分別接在兩節(jié)電池上，亮度不一樣，請思考一下：小燈泡亮度微弱的可能原因？請大家根據(jù)生活常識和初中所學的知識分析一下?！咎釂枴扛鶕?jù)初中所學的知識，電源兩端電壓不變，小燈泡亮度微弱，說明電流小了，電壓相同，電流小，那說明電阻大，而這里只可能是電源

3、引起的，說明電源可能有電阻。接下來，我們就先來具體研究電源。一、電源 我們首先來看下，電源是什么呢？圖3圖2圖1 這是初中學習的電路的一部分（圖1），小燈泡不會發(fā)光，因為沒有電源，也就是大家初中經(jīng)常所說的沒有電壓（也就是沒有電勢差），而有電壓的東西很多，比如說大家學習的電容器，充滿電后兩極板間就有電壓，將電容器接到小燈泡上，小燈泡是否會發(fā)光呢？ 電容器接上后，電子會發(fā)生定向移動，與正電荷中和，兩極板上電荷量要減少，根據(jù)電容器知識，電量減少，電壓就會減少，而且不止是一個電荷要中和，其他電荷也要中和，所以，即使小燈泡連上去，小燈泡也不會亮（最多亮一下），那電容器能成為電源嗎？【提問】 電容器因為不

4、能持續(xù)提供電流而不能當作電源，怎樣才能將這個裝置轉(zhuǎn)化成電源呢？若有一個裝置，可以講中和掉的正負電荷不斷分開，以增加兩極板上的電荷量，從而保持電壓不變，這個裝置就能當作一個電源。為什么自然狀況下不行呢？我們來看，兩極板間電場方向向右，而負電荷受到的電場力方向向左（圖4），自然狀態(tài)下，電荷不會向右運動，就像我們生活中一樣，俗話說“人往高處走，水往低處流”，要想把水從低處抽往高處，經(jīng)常用到抽水機（圖5），在將水從低處抽往高處的過程中，需要消耗電能，克服水的重力做功，轉(zhuǎn)化成水的重力勢能，那對比一下，在電子從征集移向負極的過程中，電子的什么能增加了呢？（電勢能）增加的電勢能是哪里來的呢？如果是化學電池，

5、就是化學能轉(zhuǎn)化為電勢能，如果是核電站，就是原子能轉(zhuǎn)化為電勢能，所以從能量轉(zhuǎn)化的角度，電源就是一個將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置。圖5圖41、電源定義：將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置。生活中有很多電源，比如說，衛(wèi)星上經(jīng)常用太陽能電池，鐘表上，經(jīng)常用5號干電池，電瓶車上常用的鉛酸蓄電池，我們選擇這些電池是根據(jù)我們的能量需要的，也就是說，不同的電源將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的本領(lǐng)是不一樣的，為了描述這個本領(lǐng)，在物理中，用電動勢來表示該本領(lǐng)。圖62、 電動勢（1）用來表示電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能本領(lǐng)大小的物理量。 電動勢越大，表明電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的本領(lǐng)越大。（2）大?。旱扔陔娫?/p>

6、未接入電路（電源處于開路）時兩極間的電勢差，用字母E表示。（3）注意：電源上標的電壓指的是電源的電動勢，一般是不會變化的！ 知道了電源的基本知識，接下來，我們來看，電源真的有電阻嗎？我們看這個實驗，將滑動變阻器并聯(lián)在的電源上，在變阻器兩端并聯(lián)電壓表，電壓表測量的是滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)我們初中的知識，滑動變阻器兩端的電壓等于電源電壓，改變滑片的位置，電壓表示數(shù)不變，是否真的是這樣呢？老師這里準備了一套實驗器材，線路我已經(jīng)連接了一部分，我們請一個同學來連接剩下的線路，并進行操作。【學生進行實驗】從實驗中，我們可以看出，當滑動變阻器阻值減小的時候，變阻器兩端電壓減小，而減少的這部分電壓，只可能

7、是電源拿走了，因此，電圖7源有電阻。3、 電源的內(nèi)阻 電流通過電源內(nèi)部，電源內(nèi)部也是一段電路，也有電阻，它被稱為電源的內(nèi)電阻，簡稱內(nèi)阻。常用r表示。用導線把電源、用電器連成一個電路，稱為閉合回路，我們把電源外部的用電器和導線構(gòu)成外電路。把電源內(nèi)部稱為內(nèi)電路，既然電源有內(nèi)阻，電流流過電源內(nèi)部時，內(nèi)阻上就有電壓，我們稱為內(nèi)電壓，外電路上的電壓稱為外電壓，也叫做路端電壓，路端電壓很好測量，那內(nèi)電壓呢？圖9圖10圖8我們這里的兩種都不能夠進行內(nèi)電壓的測量，老師這里給大家介紹一種可以測量內(nèi)電壓的裝置化學電池，首先我們看下實驗的原理圖（圖10），它的正極是鋅板，負極是鉛板，里邊是稀硫酸，它的內(nèi)部是開放的，

8、用兩個探針分別靠近電源的正負極，連接電壓表就可以得到內(nèi)電壓，探針要離極板足夠近，注意的是，電流在電源外部由正極流向負極，在電源內(nèi)部由負極流向正極。通過滑動變阻器改變外電壓，這是實驗儀器。圖12圖11這個實驗較為復雜，老師事先連接好了，下面我將進行實驗，請一個同學來讀數(shù)，另一個同學來記錄一下，下邊的同學請在學案上記錄內(nèi)外電壓的讀數(shù)?！緦嶒灢僮鳌?請大家觀察所記錄的數(shù)字，看下內(nèi)外電壓有什么關(guān)系呢？【提問】從大家記錄的數(shù)據(jù)可以看出，當外電壓減小的時候，內(nèi)電壓增大，且內(nèi)、外電壓之和為定值，那大家猜測一下，這個定值等于什么呢？（學生很可能回答電動勢）【進行測量】大量的實驗和理論證明，內(nèi)外電壓之和等于電動

9、勢，即Ur+U路=E。 現(xiàn)在我們知道了電流流過閉合回路時，內(nèi)、外電壓的關(guān)系，那么，閉合回路中的電流如何計算呢？我們先看一個大家熟悉的電路（圖12），大家先看下這個電路的電流如何計算。I=U/R，我們計算時用到的原理是歐姆定律，我們來回顧下歐姆定律的內(nèi)容。【提問】那今天我們知道，電源有內(nèi)阻，我們又該如何計算呢？I=E/（R+r）。這個式子圖13圖12就是我們要學習是下一個內(nèi)容閉合電路歐姆定律的表達式，請大家對比歐姆定律，嘗試著用文字描述一下呢【學生表述】二、閉合電路歐姆定律 1、內(nèi)容：在外電路為純電阻的閉合回路中，電流的大小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、表達式： 3、適用條件：外電路是純電阻電路 接下來我們來看下閉合電路歐姆定律如何應用，首先，請大家嘗試著用解釋我們課前的實驗，電池用舊了，內(nèi)阻會變得很大 我們再看另一個教材上的實驗，請大家嘗試理論分析一下，一次閉合開關(guān)，小燈泡亮度會如何變化【提問】【進行實驗，驗證猜想】圖14接下來，我們來練習一下公式的運用例題：如圖所示電路，電源電動勢為1.5V，內(nèi)阻為0.12 ，外電路的電阻為1.38 ，求電路中的電流和路端電壓。練習：在如圖所示的電路中，R1=14，R2=9，當開關(guān)S切換到位置1時，電流表的示數(shù)為I1=0.2A；當開關(guān)S切換到位置2時，電流表的示數(shù)為I2=0.3A，求電源電動勢E和內(nèi)電阻