小灯泡的U-I图像研究

1、.小灯泡的U-I图像研究一、教材分析对学生来说，正确理解电动势的概念是不容易的，很容易和路端电压混淆，且教材对该概念的引入也比较直接、抽象。因此，教师在上课时，为化抽象为具体，可适当从能量的转化与守恒的角度来理解电动势的物理意义。而且为加深学生对闭合电路的欧姆定律的理解，在演示实验的基础上，教师也可从能量的转化与守恒的角度简要地分析之。二、教学目标1知识与技能（1）知道电源存在内电阻。（2）知道电动势是的物理意义。（3）通过实验探索归纳电源电动势与内电压和外电压的关系。（4）初步掌握闭合电路欧姆定律。2过程与方法 通过该节内容的教学，使学生学会运用实验探索物理规律的方法。3态度、情感与价值观（

2、1）通过发现问题、假设结论、验证结论的研究方法，培养学生的科学思想。（2）培养学生把物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探索与日常生活有关的物理学问题。三、教学的重点1让学生理解电动势的物理意义。2从演示实验中，总结出闭合电路的欧姆定律。四、教学的难点1让学生理解电动势的物理意义，及其与路端电压的区别与联系。2让学生理解闭合电路的欧姆定律。五、设计的指导思想初中物理中，没有涉及设计电源内部的电阻，因此学生解决有关电路的问题就显得较为简单。要改变学生以往的看法，就必须从事实出发，因此，在课堂教学一开始，采用学生实验，不仅起到温故知新的作用，同时也通过提出问题引起学生的兴趣，激发学生的求知欲望

3、，并在学生实验中不断强化其“自我意识”，是承担探索重任，培养学生探索新知识的创新能力和解决问题的能力。要让学生在课堂上能学会什么，一个重要的决定因素是要掌握学生原有的认知结构，弄清楚学生现在的头脑中有什么，学生总是从自己已有的想法、认知结构和思维方式去理解教学中碰到的新事物，从而修正旧知识，掌握新知识。六、教学过程（一）情景引入，发现电源存在内电阻先介绍在这一节课之前的所有实验当中，都把电路中各个部分（如：电源、电压表、电流表等）都设想为理想状态。现在让学生根据所给的实验器材自主设计串联的实验电路，通过学生分组实验，观察电路在发生变化的过程中会出现什么现象，以了解学生头脑中现有的知识是什么，再

4、设置新情境，让学生发现旧知识解决实际问题会产矛盾，迫切需要一种解决新问题的理论和方法。学生实验：将桌面上的器材组成一个简单的串联电路。器材：两节新干电池、滑动变阻器、电键、电压表、导线在实验连接过程中，由于教师没有给出明确的实验电路图，因此学生连接的电路图会各有不同。最主要的电路有两种，一种是将电压表并联滑动变阻器两端，另一种是将电压表并连在电源两端，如图4-2-14所示。图4-2-14学生设计电路图左图中：当电键从断开到闭合时，电压表示数从无到有，示数为U1。右图中：当电键从断开到闭合时，电压表示数减小。在电键断开时，电压表示数为U2，且U1 U2。电键闭合时，改变变阻器的阻值，电压表示数也

5、随之改变。这两个实验的对比，引起学生很大的兴趣。在原有的知识体系中，两个实验中的电压表测的应该都是电源电压，理论上是应保持不变。教师提问：电源的总电压是U1还是U2？以上现象说明了什么？学生通过思考、分组讨论，得出：电源电压应为U1，改变变阻器的阻值，电压表的示数也随之改变，这说明电压表测到的只是一部分电压，电源内部也可能有部分电压。（在上述两个电路的探讨中，学生对旧知识产生了怀疑，引起了他们学习新知识的兴趣。可能部分学生会在讨论中提出：U1所测得的，也应该是电源电压。这时老师应该引导学生分析电路构造，认清电压表在开关断开时与哪一部分电路相连接；也可能有部分学生认为难以理解U2在电键闭合时会产

6、生变化，这时，老师应该慢慢指引学生从这个变化的情况中进一步分析产生变化的原因，可以假设如果U2是滑动变阻器两端的电压值时，则每次改变变阻器的电阻值时，按规律可知U2也是随之改变，以实验的结果来证实学生的猜测是否正确。当学生的自我判断得到了肯定和证实，就可以让学生意识到高中物理的内容不是初中知识的重复，而是知识的深入和拓展，学生在发现问题基础上建构新的知识体系。）（二）提出问题，进行初步猜想图4-2-15伏打电池内部结构图1电源内电阻与电源电动势教师引导：干电池的构造由内向外依次是：碳棒（上有铜帽）、二氧化锰和碳粉的混合物、氯化铵溶液和淀粉的糊状物、锌皮、外包装。工作原理主要是依靠锌和氯化铵反应

7、提供的非静电力搬运电荷做功，将化学能转化为电能，转化能量的本领取决于反映的类型。内电阻：根据干电池的结构，可以看出，当电源接入电路使用时，电源本身的这些导体就具有一定的阻值，是不可以忽略的，电源本身的电阻用来表示，叫做电源内阻。电源电动势：新的干电池上的标号为1.5伏，表示电池没有使用前的能量转化的本领，称为电源电动势，用来表示。2提出问题与初步猜想问题探索：根据上述分析可知，电源在整个电路中起到提供电压的作用。将整个电路分成两部分，一部分是由电源以外的用电器、电键、导线组成的，称为外电路；另一部分就是电源本身，称为内电路。那么电源电动势与外电路电阻两端的电压和电源内部承担的电压之间由什么关系

8、呢？通过阅读教材，学生猜想：电路接通后，外电路的电压与内电路电压之和等于电源电动势。（学生根据前面实验的亲身体验，可以很容易得出这样的猜想。但是，教师不必急于下结论，指出猜想与假设是需要用实践去验证的。这样，学生想要急切知道猜想是否正确的心理促使他们继续大胆、放心地研究。设计实验测定内电路的电压是学生的一个难题。在让学生分组实验过程中，可以充分实现培养学生对自己的猜想进行肯定的意识。）（三）设计实验，验证猜想1实验器材介绍一只伏打电池、一只电阻箱、一个开关、两只电压表。教师介绍：伏打电池主要的组成部分是：在塑料池中倒入配置好的NH4CL溶液，在左右两个池中分别插入锌板和碳板。这个装置类似于干电

9、池的内部结构。（如图4-3-15所示）学生自己设计实验步骤，探究电源电动势与电路内、外电路电压的关系。2实验步骤（1） 配制溶液，制成伏打电池。（2）用一只电压表直接测量电池未连入电路时的电压。（这种做法依据是电源未接入电路中时，内电路电压为零，体现电源将化学能转化成电能的本领，电压表的示数也就是电源电动势。）（3）在电路中接入电阻箱，用两只电压表测电源的内外电路电压。闭合开关（S），调节电阻箱阻值，观察两只电压表的变化，读出一组电压表的相应示数，并填入设计好的表格中。问题探索：电压表2的连接应注意那些问题？由于在电源内部，正电荷是从负极流向正极的，即外电路的正极是内电路的负极，而外电路的负极

10、是内电路的正极，因此，学生在连接时要注意电压表的正、负极。教师要时刻关注学生的电路连接情况。（4）重复步骤（3），得到6组实验数据。（实验过程中要求学生仔细观察电压表的示数，尽量减少读数带来的误差。）将实验数据填入下表：表4-2-16 电压表示数记录表电压表1示数/V电压表2示数/V电源电动势/V（四）分析与论证1实验数据处理及结果：当外电路的电阻发生变化时，测量外电路、内电路的电压表示数随之发生变化，但内电压、外电压之和不变，等于电源电动势。2闭合电路欧姆定律学生探索：根据欧姆定律推导闭合电路欧姆定律。其中，表示电源内部电阻，表示电源外部电阻最后得出：。闭合电路欧姆定律：闭合电路中的电流强度

11、跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。（五）作业请同学们查资料，再现物理学家欧姆在没有现代物理仪器的情况下得到欧姆定律的过程。七、案例课后分析 “分析与论证”能力培养的教学体会实验数据或现象并不等于探究的结论，它们虽然是对实验事实的客观记录，但是不等于科学探究的结论。获得实验数据后进行分析、比较、概括及思维加工，并用自己的语言对探究结果进行描述，力求准确地反映实验结论。教师应该指导学生学会数据的分析及处理：（1）尊重实验事实，客观、真实、准确地记录和描述实验数据，决不能为达到数据精确而任意篡改数据；（2）尽可能用定量或半定量的方法来描述物理现象，练习对实验数据采用语言、文字、图表等多种方法来进行描述，利用简明直观、便于比较、易于显示变化规律的图像来表示试验结果；（3）学会对收集的信息进行简单的比较。例如，热电阻在升温前后，温度对应的阻值变化情况等；（4）从数据之间的相互关系的特征归纳科学规律，归纳科学规律的方法有：通过对实验数据的简单比较归纳出简单关系的规律，如“并联电路中的干路电流等于各支路电流之和”；通过将有关数据的乘积或比值做比较，发现和归纳出复杂关系的规律，如“滑动摩擦力等于动摩擦因数与正压力的乘积”。除此以外，教师还应引导学生从物理条件与物理现象变化之间的关系归纳出科学规律，如探究光的反射现象中改变入射光线对折射光线的影响等等；引导学生对