高中物理3-1《闭合电路的欧姆定律》教学设计

7 闭合的电路欧姆定律教材分析：在本节教材之前学生已经学习了部分电路欧姆定律和电动势的概念，在闭合电路中，电源的电动势等于内、外电路的电压之和，这是掌握闭合电路欧姆定律的关键和基础。在闭合电路欧姆定律的推导中，强调做功与能量的关系，运用做功和能量转化来推导该定律，使学生在定律的理解层次上有了很大的提高。而路端电压与电流（或外电阻）的关系，虽实验和推导不难，但在实际中运用是一个难点。这里主要是通过实验探究，研究闭合电路的电流 I 与外电阻 R 的关系，路端电压 U 与外电阻 R 的关系，观察并讨论得出规律。引导学生在感性认识基础上，对实验结果展开理性分析，提高学生的逻辑推理能力。并能运用该规律分析生产、生活中的实际问题，为生产、生活服务。最后利用一道例题来应用闭合电路欧姆定律计算，并通过例题介绍电源电动势和内阻的测量方法，并适当地延伸拓展，思考题使学生对电动势的概念有更深刻的理解。学情分析：本节“物理课程标准”的要求是：“知道电源的电动势和内阻，理解闭合电路欧姆定律” 。虽然前面第二节已经学过“电动势”一节，但学生对电动势和内阻的认识仍然很粗浅和模糊；另外学生对欧姆定律和电源两极电压的认识和理解还局限在初中所掌握知识的层面上，要让学生掌握本节内容并能熟练运用，必须通过与学生已有的电学知识的对比，引起学生认知上的冲突，然后通过分析和实验让学生理解和认同，从而让学生掌握本节内容。教学目标：知识与技能：1、知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和；2、理解闭合电路欧姆定律及其公式，并能熟练地用来解决有关的电路问题；3、理解路端电压与电流（或外电阻）的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题；4、理解闭合电路的功率表达式，知道闭合电路中能量的转化。 过程与方法： 1、通过与学生已有的电学知识的对比，引起学生认知上的冲突，激发学生学习兴趣，加深对新知识的印象；2、通过对内、外电路电压的分析，使学生能直观认识和掌握全电路中电压与电源电动势的关系；3、通过研究路端电压与电流关系的公式、图线及图线的物理意义，培养学生应用数学工具解决物理问题的能力；4、通过利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。 情感态度与价值观：1、通过分析路端电压与电流（外电阻）关系，培养学生严谨的科学态度；2、通过对具体可变电阻两端电压和通过其电流的测定，让学生体会实验探索物理规律的方法。教学重点：1、全电路欧姆定律的推导、内容；2、全电路欧姆定律适用条件及其应用；3、掌握路端电压和外电路电阻间的关系，并能用来分析计算有关问题。教学难点1、全电路中各部分电压与电源电动势的关系的推导；2、路端电压和电源电动势、外电路电阻之间的关系。教具： 不同型号的干电池若干、示教电压表（02.5V ）两台、滑线变阻器（050 ）一只、开关、导线若干、多媒体课件。 课时安排：一课时教学过程： （一）新课引入 复习提问1、最简单的电路由哪几部分组成？2、要使用电器中产生恒定电流的条件是什么？ 3、电源的作用是什么？ 4、电动势的定义是什么？ 设疑：当滑动变阻器滑片移动时，电压表读数如何变化？实验演示：学生回答观察到的现象。提出问题：为什么电压表读数会发生变化？（引起学生认知上的冲突，引入新课） （二）新课教学一、闭合电路:1、用导线把电源、用电器等连成一个闭合电路外电路:电源外部的用电器、导线等构成外电内电路 :电源内部是内电路。 内电路:电源内部是内电路2、闭合电路中的电流方向外电路：电流方向由正极流向负极内电路：电流方向由负极流向正极内电路与外电路中的总电流相同的3、电路中的电势变化情况外电路：沿电流方向电势降低。内电路：一方面，存在内阻，沿电流方向电势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势“跃升”。+ +EIRrEIRr0rRE II=+r4、 通过和学生共同分析得出结论：电动势与内外电路电压之间的关系E=U 外 +U 内二、整个电路中的能量转化1、外电路产生的内能Q 外 =I2Rt2、内电路产生的内能：Q 内 =I2rt3、非静电力做的功：W=Eq=EIt4、以上各能量之间有什么关系？结论：根据能量守恒定律，非静电力做的功应该等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和。W=Q 外 + Q 内 即：EIt =I 2Rt+I2rt整理得：E= IR+Ir 三、闭合电路欧姆定律：1、内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。2、表达式：3、适用条件：外电路是纯电阻电路4、与部分电路欧姆定律比较（加深学生对欧姆定律的理解）四、路端电压与负载的关系：1、观察 R 减小，电压表示数、电流表示数如何变化？E=IR+Ir =E=Ir+U = U=E-IrR=I =U 2、讨论两种特殊情况(1)、在外电路断开时： R =U=E-Ir=E(2)、在外电路短路时： R=0,V+-+V-例：在图中，R 1=11，R 2=5。当开关处于位置 1 时，电流表的读数 I1=0.25A；当开关处于位置 2 时，电流表读数 I2=0.5A。求电源的电动势 E 和内阻 r。 学生练习：思考与讨论设电源电动势 E=3V，内阻 r=2。请根据路端电压与电流的关系式 U=E-Ir，作出 U-I 图象。 （1）外电路断开的状态对应于图中的哪个点？怎样看出这时路端电压与电动势的关系？（2）电动势 E 的大小对图象有什么影响？（3）电源短路的状态对应于图中的哪个点？怎样读出这时电流的大小？（4）r 的大小对图象有什么影响？ 布置作业 问题与练习 P(63)3、4、5课堂小结：通过本节课的学习，主要解决了以下几个问题：1、回顾并在已有知识的基础上从能量的角度推导了闭合电路的欧姆定律；2、实验探究了路端电压和干路电流随着外电阻的变化而变化的规律；3、运用本节课所学知识定性定量的解决实际问题，找到解决问题的方法。课后反思EIRrEIRr0rRE II=+r板书设计 7 闭合电路的欧姆定律一、闭合电路: 1、用导线把电源、用电器等连成一个闭合电路2、闭合电路中的电流方向3、电路中的电势变化情况4、电动势与内外电路电压之间的关系 E=U 外 +U 内二、整个电路中的能量转化 W=Q 外 + Q 内 即：EIt =I 2Rt+I2rt整理