閉合電路歐姆定律教學(xué)設(shè)計- 高二上學(xué)期物理粵教版（2019）必修第三冊

《閉合電路歐姆定律》教學(xué)設(shè)計課題4.2閉合電路的歐姆定律課型新授課教材粵教版教學(xué)目標(biāo)知道電源在電路中的作用，理解電動勢和內(nèi)阻的概念，形成物理觀念；觀察實驗，學(xué)習(xí)測量閉合電路內(nèi)、外電壓的方法，培養(yǎng)科學(xué)探究能力；會用、、的關(guān)系和歐姆定律推導(dǎo)出閉合電路電路的歐姆定律，分析閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)科學(xué)思維能力；能解釋和計算有關(guān)閉合電路的問題，提高科學(xué)思維能力，養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度。教學(xué)重點難點重點電源電動勢的概念；閉合電路的歐姆定律。難點1.電源電動勢的概念2.路端電壓與負載的關(guān)系教學(xué)方法仿真實驗、演示實驗，設(shè)置問題引導(dǎo)、討論、講解、多媒體電腦教學(xué)過程情景引入（多媒體展示）如圖 思考：電路中如何才有電流？那么電路中的電流大小與哪些因素有關(guān)？電源提供的電能是如何在閉合電路中分配的呢？今天我們就學(xué)習(xí)這方面的知識。新課教學(xué)一、閉合電路1、由導(dǎo)線、電源和用電器連成的電路叫作閉合電路；用電器和導(dǎo)線組成外電路，外電路上的電阻稱為外電阻；3、電源內(nèi)部是內(nèi)電路，內(nèi)電路上的電阻稱為內(nèi)電阻；思考：內(nèi)電路和外電路是串聯(lián)還是并聯(lián)關(guān)系？（多媒體彈出答案：串聯(lián)）教學(xué)過程二、電動勢：電腦展示仿真實驗：【觀察與思考】如圖所示，以銅片和鋅片為極板，分別用果汁、牛奶和食用油等作為電解液制成原電池，用電壓表測量各原電池兩極板間的電壓（兩極板間距相同），并將測量數(shù)據(jù)填入表中。電解液兩極板間的電壓U/V果汁牛奶食用油比較分析實驗收集的數(shù)據(jù)，可以得出什么結(jié)論？概念：物理學(xué)中用電動勢來描述電源的特性，電源的電動勢在數(shù)值上等于不接用電器是電源正負兩極間的電壓。情境1：正電荷在外電路運動?！舅伎紗栴}】（1）在外電路中，電場方向是怎樣的？正電荷在導(dǎo)線中如何運動的？電源外部電場力對正電荷做正功還是負功？電源外部的能量是如何轉(zhuǎn)化的？學(xué)生回答：教師：結(jié)合課件圖示和學(xué)生的回答分析情境2：正電荷在電源內(nèi)部運動?！舅伎紗栴}】（1）在電源內(nèi)部，電場方向是怎樣的？正電荷在電源內(nèi)部如何移動？（3）在電源內(nèi)部，電場力對正電荷做正功還是負功？（4）為什么正電荷能從負極移動到正極？電源內(nèi)部的能量如何轉(zhuǎn)化？學(xué)生回答：教師：結(jié)合課件展示示和學(xué)生的回答分析1、在電源內(nèi)部，是靠非靜電力把正電荷從負極搬運到正極2、在電源內(nèi)部，非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能教學(xué)過程【討論與交流】（1）如果是果汁電池，兩極間的電壓是1.04V，那么移動1C的正電荷，非靜電力做功多少？將會有多少其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能？（2）如果是牛奶電池，兩極間的電壓是0.67V，那么移動1C的正電荷，非靜電力做功多少？將會有多少其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能？電動勢定義：搬運單位正電荷的非靜電力做的功。定義式：單位：伏特電源電動勢的大小只取決于電源本身的性質(zhì)。電源內(nèi)阻：用表示【思考問題】（1）這三組數(shù)據(jù)反映了原電池的什么特性？學(xué)生：反映了原電池轉(zhuǎn)化能量的本領(lǐng)為什么果汁電池兩極間的電壓比牛奶電池兩極間的電壓大？學(xué)生：果汁電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的本領(lǐng)更強為什么食用油電池兩極間的電壓為0？學(xué)生：無法將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能三、研究閉合電路的歐姆定律【觀察與思考】用如圖所示電路完成實驗，將電壓表V1和電壓表V2的示數(shù)記錄在表格中。比較分析收集的數(shù)據(jù)，可以得出什么結(jié)論？結(jié)論：電源的電動勢等于和之和，即，或閉合電路的歐姆定律：閉合電路中的電流與電源的電動勢成正比，與內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。表達式：適用條件：外電路是純電阻的電路。根據(jù)歐姆定律，外電路兩端的電勢降落為U外=IR，習(xí)慣上成為路端電壓，內(nèi)電路的電勢降落為U內(nèi)=Ir，代入E=IR+Ir得該式表明，電動勢等于內(nèi)外電路電勢降落之和。教學(xué)過程2、路端電壓與負載的關(guān)系教師：對給定的電源，E、r均為定值，外電阻變化時，電路中的電流如何變化？學(xué)生：據(jù)I=可知，R增大時I減??；R減小時I增大。教師：外電阻增大時，路端電壓如何變化？學(xué)生：有人說變大，有人說變小。教師：實踐是檢驗真理的惟一標(biāo)準(zhǔn)，讓我們一起來做下面的實驗。演示實驗：探討路端電壓隨外電阻變化的規(guī)律。（1）投影實驗電路圖如圖所示。（2）按電路圖連接電路。（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器，改變外電路的電阻，觀察路端電壓怎樣隨電流（或外電阻）而改變。學(xué)生：總結(jié)實驗結(jié)論：當(dāng)外電阻增大時，電流減小，路端電壓增大；當(dāng)外電阻減小時，電流增大，路端電壓減小。教師：下面用前面學(xué)過的知識討論它們之間的關(guān)系。路端電壓與電流的關(guān)系式是什么？學(xué)生：U=E-Ir教師：就某個電源來說，電動勢E和內(nèi)阻r是一定的。當(dāng)R增大時，由得，I減小，由U=E-Ir，路端電壓增大。反之，當(dāng)R減小時，由得，I增大，由U=E-Ir，路端電壓減小。拓展：討論兩種特殊情況：教師：剛才我們討論了路端電壓跟外電阻的關(guān)系，請同學(xué)們思考：在閉合電路中，當(dāng)外電阻等于零時，會發(fā)生什么現(xiàn)象？學(xué)生：發(fā)生短路現(xiàn)象。教師：發(fā)生上述現(xiàn)象時，電流有多大？學(xué)生：當(dāng)發(fā)生短路時，外電阻R=0，U外=0，U內(nèi)=E=Ir，故短路電流I=。教學(xué)過程教師：一般情況下，電源內(nèi)阻很小，像鉛蓄電池的內(nèi)阻只有0.005Ω~0.1Ω，干電池的內(nèi)阻通常也不到1Ω，所以短路時電流很大，很大的電流會造成什么后果？學(xué)生：可能燒壞電源，甚至引起火災(zāi)。教師：實際中，要防止短路現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)外電阻很大時，又會發(fā)生什么現(xiàn)象呢？學(xué)生：斷路。斷路時，外電阻R→∝，電流I=0，U內(nèi)=0，U外=E。教師：電壓表測電動勢就是利用了這一原理。3、閉合電路歐姆定律的應(yīng)用（投影）題：人造地球衛(wèi)星大多用太陽能電池供電。太陽能電池是由許多片太陽能電池板組成的?，F(xiàn)把太陽能電池