优质课《闭合电路欧姆定律》教学设计

1、闭合电路欧姆定律教学设计北京师范大学 （珠海 ）附属高级中学 程国锋一、教材分析 课标分析：知道电源的电动势和内阻，理解闭合电路的欧姆定律 教材地位： 闭合电路欧姆定律是恒定电流一章的核心内容， 具有承前启后的作用。 既是 本章知识的高度总结， 又是本章拓展的重要基础； 通过学习， 既能使学生从部分电路的认知 上升到全电路规律的掌握，又能从静态电路的计算提高到对含电源电路的动态分析及推演。 同时，闭合电路欧姆定律能够充分体现功和能的概念在物理学中的重要性， 是功能关系学习 的好素材。二、学情分析 学生通过前面的学习， 理解了静电力做功与电荷量、 电势差的关系、 了解了静电力做功 与电能转化的知

2、识， 认识了如何从非静电力做功的角度描述电动势， 并处理了部分电路欧姆 定律的相关电路问题， 已经具备了通过功能关系分析建立闭合电路欧姆定律， 并应用闭合电 路欧姆定律分析问题的知识与技能。三、教学目标（一）知识与技能1、通过探究推导出闭合电路欧姆定律及其公式，知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。2、理解路端电压与负载的关系，知道这种关系的公式表达，并能用来分析有关问题。3、掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。4、了解路端电压与电流的 U-I 图像，认识 E 和 r 对 U-I 图像的影响。5、熟练应用闭合电路欧姆定律进行相关的

3、电路分析和计算（二）过程与方法1、经历闭合电路欧姆定律及其公式的推导过程，体验能量转化和守恒定律在电路中的 具体应用，培养学生推理能力。2、通过路端电压与负载的关系实验，培养学生利用实验探究物理规律的科学思路和方 法。3、了解路端电压与电流的 U-I 图像，培养学生利用图像方法分析电学问题的能力。4、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。（三）情感态度价值观1、通过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力。2、通过实验探究，加强对学生科学素质的培养。3、通过实际问题分析，拉近物理与生活的距离，增强学生学习物理的兴趣。四、教学重点、难点推导闭合电路

4、欧姆定律， 应用定律进行相关讨论是本节的重点， 帮助学生理解电路中的能量转化关系是基础和关键。应用闭合电路欧姆定律讨论路端电压与负载关系是本节难点。 五、教学过程教 学 程 序教学内容学生活动思维对话知 识 回 顾问题 1：回顾： “静电力做的功 W 与电荷量 q 及两点间的电势差 U 的关系 ”?问题 2： 回顾：“电动势的物理 意义及定义”？问题 3： 回顾：“部分电路电路 欧姆定律的内容、表达式及适用范 围”？查看课本 21 页、 43 至 44 页及 46 页 下部，回顾所 学1. W qU2. 电动势表征电源通过 非静电力做功把其他形式能量 转化为电能本领大小的物理量W非E 非 即

5、W非 Eq q3.内容：导体中的电流跟 导体两端的电压成正比，跟导 体的电阻成反比。表达式： I UR 适用范围：纯电阻电路情 景 引 入演示实验： 问题： 逐个开关接通后， 灯泡的 亮暗变化？看第一个观察灯泡 时的亮暗变 化，积极思考 亮暗变化的直 接原因灯泡 1 始终接在电源两 端，为什么它两端的电压会发 生变化呢？通过本节内容闭合电 路欧姆定律的学习，能很好解 释这一现象。情 景 引 入1.认识闭合电路问题 1：最简单的闭合电路是 由哪几部分组成的？问题 2：在外电路中，沿电流 方向，电势如何变化？为什么？在 内电路中，沿电流方向，电势如何 变化？为什么？提示：电源内阻上有没有电势 降落

6、观察课件 中“闭合电路” 图片，回答问 题阅读课本60 页第 2、3、4 段，并讨论 交流闭合电路包括： 内电路（内 电阻 r ）和外电路 （外电阻 R）。展示课本 60 页图 2.7-2 ， 强化认识正电荷的移动方向就是电 流方向，在外电路中，正电荷 受静电力作用，从高电势向低 电势运动。化学反应层中，沿 电流方向电势升高。在正负极 之间，电源的内阻中也有电流， 沿电流方向电势降低。2.闭合电路中的能量转化3.闭合电路欧姆定律在电路中两点间的电压等问题 1：若外电路是纯电阻电于两点间电势差的大小。路（如下图所示），依据上面得到自主推导对于纯电阻电路有，的结果， 推导出闭合电路中的电流 I闭合

7、电路中的E IR Ir与电动势 E、内电阻 r 、外电阻 R的电流 I 与电动关系式？势 E、内电阻IEr 、外电阻 RIRr的关系式（ 1）内容： 闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，问题 2：根据部分电路欧姆定跟内、外电路的电阻之和成反律，总结闭合电路欧姆定律的内容、总结归比，这个结论叫做闭合电路的表达式，并思考闭合电路欧姆定律纳，交流评价，欧姆定律。的适用条件？记录笔记（ 2）公式： IERr（ 3）适用条件： 外电路是纯电阻的电路问题 3：以下四个公式， 其适（1）（2）适用于一切闭合新 课 学 习问题：如图，若外电路两端的 电势降落，即 ，即电势差为 U 外；内 电路中的电势降落，

8、 即电势差为 U 内； 电源电动势为 E；当电键闭合后， 电 路中的电流为 I ，通电时间为 t 。试 回答下列问题：（ 1）在 t 时间内 , 外电路中静电力 做的功 W外为多少？（ 2）在 t 时间内 , 内电路中静电力 做的功 W内为多少？（ 3）电池化学反应层在 t 时间内 , 非静电力做的功 W非为多少？（ 4）静电力做的功等于消耗的电 能，非静电力做的功等于转化的电 能，根据能量守恒你能得到什么？独立思 考，求解问题代表交流 自己的问题答 案，对某些部 分详细讲解， 并对异议部分 与同学讨论用原电池实验验证W外W内W非qU 路ItU 路qU 内 ItU 内qE ItEW非 W外 W

9、内E U 外 U内电路中两点之间的电压大 小等于两点间的电势差大小。故 U 外 又表示外电压， 俗称 路端电压； U 内又表示内电压原电池实验验证得到的结果： E U 外 U 内1）W非W外 W内2）E U 路 U 内3）E IR Ir4）EIRr交流讨 论、思考回答用范围是什么？所描述的侧重点各有什么不同？电路；（ 3）（ 4）只适用于外电 路是纯电阻的情况，（ 1）式描述： 非静电力做 的功等于内外电路静电力做功 之和；（ 2）式表明：电动势等 于内外电路电势降落之和； （ 3） 式主要表达因消耗其他形式的 能而产生的电势升高 E，通过 外电路 R 和内电路 r 而降落： （4）式主要描述

10、闭合电路中的 电流与哪些因素有关； 总之， 无论何种形式本质 上都体现了电路中能的转化和新 课 学 习4.路端电压与负载的关系问题 1： 对给定的电源， E、 r 均为定值，外电阻 R 变化时，电路 中的电流 I 如何变化？问题 2：若外电阻 R减小， 路端 电压 U 路会有怎样的变化？ 演示实验： 如图课本 61 页R0S0由大到小改变外电阻，记录电 流表、电压表的示数变化情况，并 填在相应的表格中。问题 3： 分析实验数据，得出： 当外电阻减小时，电流和路端电压 如何变化？并尝试用闭合电路欧姆 定律解释。根据所学推导回答积极猜想看课本 61 页“演示实 验”电路图， 派代表协助教 师实验观

11、察实验 现象，记录实 验数据分析数 据，交流讨论据 I E 可知， R增大 Rr时 I 减小； R 减小时 I 增大。有人说变大， 有人说变小。12345I/AU 路 /V当外电阻 R 减小时，数据记录R增大时， I 减小， U 增大 由 I E 可知 :RrE IR IrU 路 E Ir问题 4：分析情景引入中演示实 验的现象产生的原因？5.闭合电路的 U-I 图像当 S2 闭合时，总的外电阻 变小，电流增大，路端电压减 小。此时，灯泡 1 两端电压小 于灯泡 1 的额定电压，故灯泡 1变暗。外电路断开时，对应 U-I 图像的纵轴截距，此时路端电新 课 学 习问题： 依据实验的数据，以路 端

12、电压 U 为纵坐标，电流 I 为横坐 标，采用描点、拟合图像的方法， 作出 U 与 I 的图像分析：（1）外电路断开的状态对应于 图中的哪个点？此时，路段电压对 应图像的什么长度？路端电压与电 源的电动势有什么关系？（2）电源短路的状态对应于图 中的哪个点？此时，电流大小对应 图像的什么长度？（ 3）电动势 E 的大小对图像有 什么影响？依据数 据，描点作图， 分析问题，交 流讨论（4） r 的大小对图像有什么影 响？压等于电源电动势。可根据这 个道理测量电源的电动势。外电路短路时，对应 U-I 图像的横轴截距，此时，电流 为短路电流 I短 ，短路电流很 大。电流过大，会烧坏电源， 甚至引起火

13、灾。因此，绝对不 允许将电源两端用导线直接连 接在一起。电动势 E 越大，图像的纵 轴截距越大由 r E ， r 越大， U-I I短图像的倾斜程度越大问题：（课本 62 页例题 1）在如 下图中， R1 14 ， R2 9 ，当 开关处于位置 1 时，电流表读数解析：根据闭合电路欧姆定律， 题中的两种情况可列一下两个 方程I1 0.2A;当开关处于位置 2 时，电 流表读数 I 2 0.3A 。求电源的电动 势 E 和内电阻 r 。自主思 考，求解问题， 交流评价E I 1R1 I1rE I 2R2 I 2r 消去 E，解出 r，得课 堂 总 结回顾本节 所学，自己总 结问题： 想想本节你都

14、学到了 哪些知识？请自己总结一下。I1R1 I 2R2rI 2 I1代入数值，得 r 1将 r 及 I1、 R1 的值代入E I1R1 I1r中，得 E 3V小结：本例题提供了测电 源电动势及内阻的方法。理论推导了闭合电路欧姆 定律，实验探究了路端电压与 负载的关系，研究了闭合电路 的 U-I 图像，用定律讨论了测 电源电动势和内阻的问题。六、课后作业必做：1题应用闭合电路欧姆定律“测量电源电动势和内阻”的基1.课本 63 页“问题与练习”第 设计目的： 进一步熟悉和掌握， 本思路。2.课本 63 页“问题与练习”第 2 题设计目的： 联系生活， 通过对袖珍小电筒所用干电池内阻的推算， 进一步

15、巩固对闭合电 路欧姆定律的应用和理解。选做：从电势角度分析、推导闭合电路欧姆定律。设计目的： 使学生利用已有知识， 多角度推导闭合电路欧姆定律， 更加深刻地理解闭合 电路欧姆定律。七、板书设计1. 认识闭合电路外电路 R 沿电流方向电势降落 内电路 r 沿电流方向电势 “升中有降”2. 闭合电路中的能量转化W外 qU 路 ItU 路W内 qU 内 ItU 内W非 qE ItEW非 W外 W内E U 外 U内八、课后反思§ 2-7 闭合电路欧姆定律3. 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）公式： IERr（3）适用条件：纯电阻电路4. 路端电压与负载的关系 R增大时， I 减小，U 路增大 R减小时， I 增大，U 路减小 当外电阻 R 减小时，数据记录12345I/AU 路 /VU 路 E Ir E rRr5.U-I 图像（1）外电路断开U 路=E （测电源电动势）（2）外电路短路I 短 E （易烧坏电源）r（3）E 影响图像的