閉合電路的歐姆定律教學(xué)設(shè)計

第4頁共4頁第二章電路第三節(jié)研究閉合回路教學(xué)設(shè)計一、教學(xué)目標(biāo)（一）知識目標(biāo)1、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。2、理解閉合電路歐姆定律的公式，理解各物理量及公式的物理意義，并能熟練地用來解決有關(guān)的電路問題。3、知道電源的電動勢等于內(nèi)、外電路上電勢降落之和。（二）能力目標(biāo)1、培養(yǎng)學(xué)生分析問題能力，會用閉合電路歐姆定律分析外電壓隨外電阻變化的規(guī)律。2、通過用公式、圖像分析外電壓隨外電阻改變規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生用多種方式分析問題能力。（三）情感目標(biāo)1、通過外電阻改變引起電流、電壓的變化，樹立學(xué)生普遍聯(lián)系觀點。2、通過分析外電壓變化原因，了解內(nèi)因與外因關(guān)系。3、通過對閉合電路的分析計算，培養(yǎng)學(xué)生能量守恒思想觀點。二、教學(xué)思路電源電動勢的概念在高中是個難點，是掌握閉合電路歐姆定律的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，在處理電動勢的概念時，可以根據(jù)教材，采用不同的講法．從理論上分析電源中非靜電力做功從電源的負(fù)極將正電荷運送到正極，克服電場力做功，非靜電力搬運電荷在兩極之間產(chǎn)生電勢差的大小，反映了電源做功的本領(lǐng)，由此引出電動勢的概念；也可以按本書采取討論閉合電路中電勢升降的方法，給出電動勢等于內(nèi)、外電路上電勢降落之和的結(jié)論．教學(xué)中不要求論證這個結(jié)論．教材中給出一個比喻（兒童滑梯），幫助學(xué)生接受這個結(jié)論．需要強調(diào)的是電源的電動勢反映的電源做功的能力，它與外電路無關(guān)，是由電源本生的特性決定的．電動勢是標(biāo)量，沒有方向，這要給學(xué)生說明，如果學(xué)生程度較好，可以向?qū)W生說明，作為電源，有正負(fù)極之分，在電源內(nèi)部，電流從負(fù)極流向正極，為了說明問題方便，也給電動勢一個方向，人們規(guī)定電源電動勢的方向為內(nèi)電路的電流方向，即從負(fù)極指向正極．三、重點、難點分析（一）重點：1、電動勢是表示電源特性的物理量2、閉合電路歐姆定律的內(nèi)容；（二）難點：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(xué)過程設(shè)計（一）電動勢教師引導(dǎo)：同學(xué)們都知道，電荷的定向移動形成電流．那么，導(dǎo)體中形成電流的條件是什么呢？學(xué)生回答：導(dǎo)體中有自由移動的電荷，導(dǎo)體兩端有電勢差．教師：這兩個條件能不能形成恒定的電流？學(xué)生：不能。教師：要形成恒定的電流需要什么條件？學(xué)生：導(dǎo)體兩端有恒定的電勢差。教師：怎樣才會有恒定的電勢差？學(xué)生：導(dǎo)體兩端加上一個電源。教師：從能量轉(zhuǎn)化觀點分析，電源是怎樣的一種裝置？學(xué)生：電源是一種能夠不斷把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置（課件板書）。教師：電源有哪幾種？學(xué)生：干電池、蓄電池、鋰電池……教師：這些不同的電源，它們兩極間的電壓相同嗎？學(xué)生：不相同。教師：你們怎么知道不相同呢？學(xué)生：電池上面有標(biāo)示（或者憑經(jīng)驗，或者學(xué)生不語）教師：沒有親手實踐過，不能輕易地下結(jié)論。今天我拿了幾種不同的電源，我們一起來實際測一測，到底這些電源兩極間的電壓是否相同。實驗演示：1、展示各種干電池（1號、5號、7號），教師：電源有了，怎么測呀？學(xué)生：用電壓表測。教師：電壓表兩接線柱直接接電源兩極？這樣做要注意什么？（正負(fù)極的接法）在測量之前我們先請幾位同學(xué)看一下電池的標(biāo)示，然后進(jìn)行測量。結(jié)果：不同型號的干電池的電壓都是1.5v。2、展示蓄電池、鈕扣電池，手機鋰電池。教師：這些電源兩端的電壓還是不是1.5v呢？我們同樣來測一下。結(jié)果：不同的電源，兩極間的電壓不同結(jié)論：同種電源用電壓表測量其兩極間的電壓是相同的，不同種類的電池用電壓表測量其兩極間的電壓是不同的．這個電壓由電源本身性質(zhì)決定，為了表示電源本身的這種特性，物理學(xué)中引入了電動勢的概念．板書：電動勢：電源的電動勢在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時其兩極間的電壓。用字母E表示，單位是：V電源的電動勢由電源本身性質(zhì)決定。一般電池上面的規(guī)格標(biāo)示指得就是電源的電動勢。物理意義：描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量。知道了電動勢的概念，接下來我們來看這樣一個電路出示電路板一：（E1為一節(jié)干電池和E2為一節(jié)9v電池）教師：在這個電路中，電壓表讀出的是什么？1212VSE2E1教師：我將開關(guān)分別撥向1和2，你們讀出E1和E2的電動勢。學(xué)生：E1=1.5v，E2=9v教師：將電壓表換成小燈泡，開關(guān)接1時，小燈泡很亮，問學(xué)生，開關(guān)接2時，會發(fā)生什么情況？學(xué)生：更亮或者燒毀！教師：事實是這樣嗎？我們來看一下。（把開關(guān)接2）現(xiàn)象：小燈泡非但沒有燒毀，還不如接1時亮。學(xué)生很好奇教師：是不是很奇怪？我們學(xué)了今天的知識以后就能解釋這個現(xiàn)象了。（二）閉合回路的歐姆定律出示下面的電路：教師：開關(guān)S閉合前與閉合后伏特表的讀數(shù)有變化嗎？學(xué)生：沒有/有。教師：我們再來實踐一下?，F(xiàn)象：開關(guān)閉合前與閉合后伏特表的讀數(shù)發(fā)生了明顯的變化。教師：上面的實驗中，開關(guān)閉合后，電源兩極間的電壓下降了，那么減少的電壓哪去了呢？這就要分析電壓表在開關(guān)閉合前后測的是誰兩端的電壓？當(dāng)開關(guān)斷開時，伏特表測的是電源的電動勢，但是當(dāng)開關(guān)閉合時，伏特表測的是R兩端的電壓（電動勢的定義）。那為什么R兩端的電壓與電源的電動勢不一樣呢？其實，這個閉合回路可分為內(nèi)、外電路兩部分，電源內(nèi)部的叫內(nèi)電路，電源外部的叫外電路；外電路上有電阻，這個電阻叫外電阻，用R表示；內(nèi)電路上即電源內(nèi)部也有電阻，這個電阻叫內(nèi)電阻，簡稱內(nèi)阻，用r表示。所以內(nèi)電路相當(dāng)于一個沒有內(nèi)阻的電源和一個阻值為r的電阻串聯(lián)。如下圖：這樣的話整個電路是怎么樣了呢？整個電路是外電阻R與內(nèi)阻r的串聯(lián)電路。這樣的話電源電動勢E與外電路電壓U外和內(nèi)電路電壓U內(nèi)之間存在什么樣的關(guān)系？學(xué)生：外電路的電壓與內(nèi)電路的電壓加起來應(yīng)該等于電源電動勢。教師：總結(jié)的很好。寫成公式就是：E=U外+U內(nèi)因為：U外=I外RU內(nèi)=I內(nèi)r并且串聯(lián)電路中電流相等，即I外=I內(nèi)=I所以：E=I外R+I內(nèi)r=I(R+r)進(jìn)一步可改寫成：教師：這就是閉合回路的歐姆定律。即閉合回路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)外電阻之和成反比。（板書）例題1：右圖中，R1=14歐，R2=9歐，當(dāng)開關(guān)S切換到位置1時，電流表的讀數(shù)為I1=0.2A；當(dāng)開關(guān)S切換到位置2時，電流表的讀數(shù)為I2=0.3A，求電源的電動勢E和內(nèi)阻r。解：根據(jù)閉合電路歐姆定律可列出方程：E=I1R1+I1rE=I2R2+I2r消去E，得到r=（I1R1-I2R2）/（I1-I2）=1歐將r帶入上面任意一式可得：E=3v教師：一般的，給定電源的電動勢和內(nèi)阻不會變，但是外電阻可以改變，當(dāng)外電阻變化時，外電路兩端的電壓以及電路中的電流會怎樣改變