閉合電路歐姆定律教學(xué)設(shè)計(jì)張瑞玉

1、閉合電路歐姆定律淄博市淄川第一中學(xué)張瑞玉 2012.11.07一、教材分析課標(biāo)分析：知道電源的電動(dòng)勢(shì)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(shí)的 高度總結(jié)，又是本章拓展的重要基礎(chǔ)；通過(guò)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(jì)算提高到對(duì)含電源電路的動(dòng)態(tài)分析及推演。同時(shí)，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(guò)前面的學(xué)習(xí)，理解了靜電力做功與電荷量、電勢(shì)差的關(guān)系、了解了靜電力做功與電能轉(zhuǎn)化 的知識(shí)，認(rèn)識(shí)了如何從非靜電力做功的角度

2、描述電動(dòng)勢(shì)，并處理了部分電路歐姆定律的相關(guān)電路問(wèn)題， 已經(jīng)具備了通過(guò)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(wèn)題的知識(shí)與技能。三、教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能1、認(rèn)識(shí)閉合回路。2、通過(guò)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(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、 外電路上電勢(shì)降落之和。3、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(lái)分析有關(guān)問(wèn)題。4、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(jì)算（二）過(guò)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(guò)程，體驗(yàn)?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(guò)路端電壓與負(fù)載的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)探究物理規(guī)律的科

3、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(wèn)題的能力。4、利用閉合電路歐姆定律解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)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(diǎn)，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(diǎn)。五、教學(xué)過(guò)程教學(xué)程序教學(xué)內(nèi)容學(xué)生活動(dòng)思維對(duì)話知 識(shí) 回 顧問(wèn)題1:回顧：靜電力做的功 W與電荷量q及兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 U 的關(guān)系”？問(wèn)題2:回顧：“電動(dòng)勢(shì)的物理 意義及定義”？問(wèn)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”？問(wèn)

4、題4:回顧：“焦耳定律的內(nèi)查看課本21 頁(yè)、43至44頁(yè)及 46頁(yè)卜部，回顧 所學(xué). W qU.電動(dòng)勢(shì)表征電源通過(guò)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W非E 即W非 Eqq.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)體的電阻情景引入觀察燈泡1 在Si閉合、S2閉 合時(shí)的亮暗變化， 積極思考亮暗變 化的直接原因觀察課件中 “閉合電路”圖 片，回答問(wèn)題容、表達(dá)式及適用范圍”？演示實(shí)驗(yàn):問(wèn)題：接通S2后，燈泡1有什么現(xiàn)?.認(rèn)識(shí)閉合電路問(wèn)題1:最簡(jiǎn)單的閉合電路是 由哪幾部分組成的？成反比。表達(dá)式：I U適用范R圍：純電阻電路S1閉合時(shí)，燈?包1正常發(fā)光， 說(shuō)明：燈泡1兩端電壓

5、達(dá)到或接 近燈泡1的額定電壓S2閉合現(xiàn)象：燈泡1變暗當(dāng)S2閉合時(shí)，燈泡1變暗， 說(shuō)明：燈泡1兩端電壓小于燈泡 1的額定電壓燈泡1始終接在電源兩端， 為什么它兩端的電壓會(huì)發(fā)生變化 呢？通過(guò)本節(jié)內(nèi)容一一閉合電路 歐姆定律的學(xué)習(xí)，能很好解釋這 一現(xiàn)象。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(yè)圖2.7-2 ,強(qiáng) 化認(rèn)識(shí)乓廳I k情弓人閱讀課本60 頁(yè)第2、3、4段， 并討論交流問(wèn)題2:在外電路中，沿電流 方向，電勢(shì)如何變化？為什么？在 內(nèi)電路中，沿電流方向，電勢(shì)如何 變化？為什么？提示：電源內(nèi)阻上有沒(méi)有電勢(shì) 降落正電荷的移動(dòng)方向就是電流 方向，在外電路中，正電荷受靜 電

6、力作用，從高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn) 動(dòng)?；瘜W(xué)反應(yīng)層中，沿電流方向 電勢(shì)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(shì)降低。.閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化獨(dú)立思考，求 解問(wèn)題問(wèn)題：如圖，若外電路兩端的 電勢(shì)降落，即，即電勢(shì)差為U外；內(nèi) 電路中的電勢(shì)降落，即電勢(shì)差為U內(nèi); 電源電動(dòng)勢(shì)為E;當(dāng)電鍵閉合后，電 路中的電流為I ,通電時(shí)間為t。試 回答下列問(wèn)題：外電路內(nèi)電路E、r代表交流自 己的問(wèn)題答案，對(duì) 某些部分詳細(xì)講 解，并對(duì)異議部分 與同學(xué)討論（1）在t時(shí)間內(nèi)，外電路中靜電力W外qu路ItU路W內(nèi)qu內(nèi)ItU內(nèi)W非qEItEW非W外W內(nèi)EU外 U內(nèi)電路中兩點(diǎn)之間的電壓大小學(xué) 習(xí)做的功W卜為多少？(

7、2)在t時(shí)間內(nèi),內(nèi)電路中靜電力做的功怔為多少？(3)電池化學(xué)反應(yīng)層在t時(shí)間內(nèi),用原電池實(shí)等十兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大小。故U外又表小外電壓，俗稱路 端電壓；U內(nèi)又表小內(nèi)電壓非靜電力做的功班卜為多少？驗(yàn)驗(yàn)證原電池實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得到的結(jié)(4)靜電力做的功等于消耗的電果：E U外U內(nèi)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？3.閉合電路歐姆定律問(wèn)題1 :若外電路是純電阻電 路(如卜圖所示)，依據(jù)上面得到自主推導(dǎo)閉在電路中兩點(diǎn)間的電壓等于 兩點(diǎn)間電勢(shì)差的大小。對(duì)于純電阻電路有，的結(jié)果，推導(dǎo)出閉合電路中的電流 I合電路中的電流E IR Ir與電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)電阻r、外電阻R的I與電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)關(guān)系式？電阻

8、r、外電阻RE的關(guān)系式I R r(1)內(nèi)容：閉合電路中的電 流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比， 跟內(nèi)、問(wèn)題2：根據(jù)部分電路歐姆定總結(jié)歸納，交外電路的電阻之和成反比，這個(gè)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？流評(píng)價(jià)，記錄筆記結(jié)論叫做閉合電路的歐姆定律。(2)公式：I ER r(3)適用條件：外電路是純電阻的電路(1) (2)適用一切閉合電問(wèn)題3:以下四個(gè)公式，其適路；(3) (4)只適用于外電路是用范圍是什么？所描述的側(cè)重點(diǎn)各 有什么/、同？純電阻的情況，(1)式描述：非靜電力做的(1) W非W外W內(nèi)交流討論、思 考回答功等于內(nèi)外電路靜電力做功之和；(2)式表明：電

9、動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)(2) E U路U內(nèi)外電路電勢(shì)降落之和；(3)式主 要表達(dá)因消耗其他形式的能而產(chǎn)(3) E IR Ir生的電勢(shì)升高E,通過(guò)外電路 RE和內(nèi)電路r而降落：(4)式主要(4) I R r描述閉合電路中的電流與哪些因 素后天;總之，無(wú)論何種形式本質(zhì)上 都體現(xiàn)了電路中能的轉(zhuǎn)化和守恒新 課學(xué)4.路端電壓與負(fù)裁的關(guān)系問(wèn)題1:對(duì)給定的電源，E、r 均為定值，外電阻 R變化時(shí)，電路 中的電流I如何變化？問(wèn)題2:若外電阻R減小，路端根據(jù)所學(xué)推 導(dǎo)回答gE,據(jù)I可知，R增大時(shí)R rI減??；R減小時(shí)I增大。習(xí)電壓U路會(huì)有怎樣的變化？當(dāng)S2閉合時(shí)，總的外電阻變小，電流增大，路端電壓減小。問(wèn)題4:分析情景引入

10、中演示實(shí)此時(shí)，燈泡1兩端電壓小于燈泡驗(yàn)的現(xiàn)象產(chǎn)生的原因？1的額定電壓，故燈泡 1變暗。外電路斷開時(shí)，對(duì)應(yīng)U-I圖像的縱軸截距，此時(shí)路端電壓等5.閉合電路的U-I圖像于電源電動(dòng)勢(shì)。可根據(jù)這個(gè)道理問(wèn)題：依據(jù)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，以路測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)。端電壓U為縱坐標(biāo)，電流I為橫坐外電路短路時(shí)，對(duì)應(yīng)U-I圖標(biāo)，采用描點(diǎn)、擬合圖像的方法，依據(jù)數(shù)據(jù)，描像的橫軸截距，此時(shí)，電流為短作出U與I的圖像分析：點(diǎn)作圖，分析問(wèn) 題，交流討論路電流I短，短路電流很大。電流(1)外電路斷開的狀態(tài)對(duì)應(yīng)于過(guò)大，會(huì)燒壞電源，甚至引起火新圖中的哪個(gè)點(diǎn)？此時(shí)，路段電壓對(duì)災(zāi)。因此，絕對(duì)不允許將電源兩課應(yīng)圖像的什么長(zhǎng)度？路端電壓與電端用導(dǎo)線直

11、接連接在一起。學(xué)源的電動(dòng)勢(shì)有什么夫系,習(xí)(2)電源短路的狀態(tài)對(duì)應(yīng)于圖電動(dòng)勢(shì)E越大，圖像的縱軸中的哪個(gè)點(diǎn)？此時(shí)，電流大小對(duì)應(yīng) 圖像的什么長(zhǎng)度？截距越大E由r , r越大，U-I圖(3)電動(dòng)勢(shì)E的大小對(duì)圖像有什么影響？I短(4) r的大小對(duì)圖像后什么影像的傾斜程度越大響？問(wèn)題：(課本62頁(yè)例題1)在如卜圖中，R114 , R2 9 ,當(dāng)解析：根據(jù)閉合電路歐姆定律，題中的兩種情況口列一卜兩個(gè)方程開關(guān)處于位置 1時(shí)，電流表讀數(shù)E I1R1IrI10.2A;當(dāng)開關(guān)處于位置 2時(shí)，電演示實(shí)驗(yàn)：如圖課本61頁(yè)有人說(shuō)變大，有人說(shuō)變小。積極猜想R0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

12、相應(yīng)的表格中。問(wèn)題3:分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出: 當(dāng)外電阻減小時(shí)，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。看課本61頁(yè)“演示實(shí)驗(yàn)”電路 圖，派代表協(xié)助教 師實(shí)驗(yàn)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn) 象，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)，交 流討論12345I/AU路/V當(dāng)外電阻R減小時(shí)，數(shù)據(jù)記錄R增大時(shí)，I減小，U增大由I E可知：R rE IR IrU 路 E Ir典流表讀數(shù)120.3A。求電源的電動(dòng)自主思考，求 解問(wèn)題，交流評(píng)價(jià)EI2R2I2r型勢(shì)E和內(nèi)電阻r。消去巳解出r,得例I1R1I2R2r1 11S 1R11I 211代入數(shù)值，得 r 1題2P將r及I1、 R1的值代入E I1R1 Ir 中，得 E 3V1

13、 小結(jié)：本例題提供了測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻的方法。課問(wèn)題：想想本節(jié)你都學(xué)到了哪回顧本節(jié)所理論推導(dǎo)了閉合電路歐姆定堂些知識(shí)？請(qǐng)自己總結(jié)一下。學(xué)，自己總結(jié)律，實(shí)驗(yàn)探究了路端電壓與負(fù)載總的關(guān)系，研究了閉合電路的U-I結(jié)圖像，用定律討論了測(cè)電源電動(dòng) 勢(shì)和內(nèi)阻的問(wèn)題。六、課后作業(yè)1、熟記閉合電路歐姆定律的不同表達(dá)式及適用范圍2、課本62頁(yè)的思考與討論 3、課本63頁(yè)“問(wèn)題與練習(xí)”第 15題4、思考：如果沒(méi)有電流表，只有電壓表，如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量電源的內(nèi)阻和電動(dòng)勢(shì)七、板書設(shè)計(jì).認(rèn)識(shí)閉合電路外電路R沿電流方向電勢(shì)降落 內(nèi)電路r沿電流方向電勢(shì)“升 中有降”.閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化W外qU路ItU路W內(nèi)qU內(nèi)ItU內(nèi)W非 qE ItEW非 W外 W內(nèi)八、課后反思本節(jié)課在“和諧高效、 2-7閉合電路歐姆定律E U外U內(nèi)3.閉合電路歐姆定律(1)內(nèi)容：(2)公式：|ER r(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(shí)，I減小，U路增大R減小時(shí)，I增大，U路減小當(dāng)外電阻R減小時(shí)，數(shù)據(jù)記錄U路 E Ir E -r 5.U R r思維對(duì)話”的理念下展開，-I圖像(1)外電路斷開U路=E (測(cè)電源電動(dòng)