【核心素养目标】中职物理（通用类）高教版（2023） 4.2 全电路欧姆定律 同步教案（表格式）

第第页【核心素养目标】中职物理（通用类）高教版（2023）4.2全电路欧姆定律同步教案（表格式）主题四直流电及其应用

第二节全电路欧姆定律教学设计案例

课程内容第二节全电路欧姆定律

课程类型启发讲授课课时2学时

教材内容分析本节主要让学生了解电源电动势的概念，能列举生活中常见的各种电池的电动势大小。了解内电阻的概念。通过实验，理解全电路欧姆定律，能进行简单计算，能用其解释生产、生活中的相关现象。

学情分析学生在初中也接触过电源这一装置，但是不了解电动势这一概念。因此，在中职物理中，要着重让学生建构好电动势的概念，理解电源是把其他形式的能转化为电能的装置。学生在初中只学习过部分电路欧姆定律、电阻的串联和并联、电功、电功率、焦耳定律，也没有学习过全电路的规律，因此，中职物理中要让学生形成电路中的电流跟电源的电动势、内阻和外电阻都有关系等物理观念。

教学目标1．建构电源、电动势、全电路、外电阻、内阻、端电压等概念，形成电源就是把其他形式的能转化为电能的装置、电源具有电动势、全电路就是包含电源在内的闭合电路、全电路中的电流跟电源的电动势和总电阻都有关等物理观念，并能应用其解释生产生活中的相关现象，解决相关简单问题。

2．了解建构电源、全电路、电阻器等物理模型的方法，了解有关全电路欧姆定律、端电压与外电阻关系的科学论证方法。

3．通过观察演示实验增加对电源电动势及全电路的感性认识，增强实验观察素养。通过与同学对实验现象的讨论，增强探究设计能力。

4．了解电池的发明过程和氢燃料电池的制造技术，增强科技传承的责任感。了解我国领先世界的特高压直流输电技术，增强家国情怀。

教学重点让学生建构电动势的概念，理解全电路欧姆定律，了解模型建构、科学论证等科学方法。

教学难点建构电动势的概念，理解全电路欧姆定律。

教学策略让学生通过自主学习与合作学习了解新知识，形成新观念，提高实验观察能力，受到科学方法熏陶。

主要教法启发式讲授、演示实验、组织合作学习

主要学法自主学习、观察实验、思考讨论、合作学习

教学资源多媒体课件展示系统、长10cm、宽10cm、厚2cm的泡沫塑料板一块，长2cm、宽1.5cm锌片2个，长2cm、宽1.5cm铜片2个，LED灯1个，导线若干，白醋少许，小刀，1.5V一号干电池1节、开关1个、滑动变阻器（5Ω）1个、电压表（3V）1个、电流表（0.6A）1个、导线若干等。

课堂实施

教学环节教学内容教师活动学生活动设计意图

课前准备1.简易化学电池提供的电能是由什么能量转化来的？2.什么是电源？什么是电源的电动势？3.什么是全电路？什么是内阻？4.什么是全电路欧姆定律？5.什么是端电压？端电压与外电阻有什么关系？6.什么是断路？什么是短路？1.安排学生进行预习（阅读教材、观看老师提供的微课视频）。2.就学生提出的问题进行有针对性地备课，准备在课堂上学生讨论时给予指导。对教材和教学视频进行学习和思考，并与同学讨论其中发现的问题，将疑问反馈给老师。让学生通过课前自主学习，发现自己不理解的问题，准备到课堂上与同学讨论，与老师交流，解决疑问。

课堂实施新课引入创设情境：天黑以后，每家都会打开电灯，如图所示，此时是城市里的用电高峰时段，如果细心观察，你会发现电灯发出的光较暗，有些大电器如空调等的制冷或制热效果较差。而到了深夜或凌晨的用电低谷时段，同一盏灯发出的光却变得比较亮，空调的制冷或制热效果也提高了。展示图片、提问：电灯、空调在用电高峰时段和用电低谷时段为什么会有如此变化？观看、思考激发学生学习动力，明确学习目标

新课教学意大利物理学家伏打受伽伐尼的发现启发，经过近20年的研究，伏打发现了一个金属序列：锌、铅、锡、铁、铜、银、金……。基于这些知识，伏打于1800年制成了伏打电堆，如图所示。在锌片和银片之间夹上浸透了盐水的厚纸，再把几十个这样的单元叠置起来，就能够提供持续的电流。伏打电堆就是今天使用的化学电池的雏形。展示图片、讲述倾听、了解让学生了解化学电池的发明过程。

演示实验：观察简易化学电池的作用在一个泡沫塑料板上挖两个小槽，将两个锌片和两个铜片分别交叉插在两个槽的两边，用导线将中间相邻的铜片和锌片用导线连接起来，再将两侧的锌片和铜片分别用导线接到LED灯的负极和正极。在两个小槽中分别倒入一些白醋，观察发生的现象。进行演示实验，提问：以学习小组为单位讨论，在本实验中，使LED灯发光的电能来自于哪里？观看实验、合作学习、回答：使LED灯发光的电能来自于化学电池的化学能。增加学生对电源的感性认识，引导学生通过现象归纳规律。

生活中常用的化学电池有干电池、铅蓄电池、锂电池等。常用的普通干电池大都是锰锌电池，中间是正极碳棒，外包石墨和二氧化锰的混合物。再外面包有电解质糊，因其是一种不能流动的糊状物，所以称为干电池。最外层是金属锌皮做的筒，也就是负极。化学电池都是通过化学反应，将化学能转化为电能。讲述倾听让学生进一步增加对电源的认识。

【行为与责任】注意生活中使用完毕的废电池含有重金属有毒物质，不可以进行破坏或解剖，也不能将其置于火上进行灼烧或炙烤，也不能随意丢弃，应作为有害垃圾投入相应的垃圾桶中进行分类回收。讲述倾听让学生增加保护环境的社会责任感。

现代生产、生活中使用的大部分电能都来自于发电厂的发电机组。发电机组发电时，都是先通过蒸汽使发电机旋转起来，然后通过其内部的电磁作用，将机械能转化为电能。除了化学电池和发电机组，生产、生活中还有其他种类的电源，如太阳能电池、氢燃料电池、核电池等。概括起来说，把其他形式的能转化为电能的装置，称为电源。讲述倾听、记忆让学生建构电源的概念。

不同的电源将其他形式的能转化为电能的本领一般不同，为了表示电源这种转化本领的大小，人们把非静电力（除静电力以外的其他种类的力）将正电荷从电源负极经内电路移到正极做的功W非跟被移送的电荷量q的比值，称为电源的电动势，用E表示，即E、W非和q的国际单位制单位分别为V（伏）、J（焦）和C（库）。讲解倾听、理解帮助学生建构电源的电动势概念。

【应用与拓展】氢燃料电池氢燃料电池是一种清洁型发电装置，工作原理如图所示。展示图片、组织学生自主学习，巡视、答疑。观看、阅读、讨论、质疑让学生了解氢燃料电池这一新技术。

生活中使用的电池、移动电源（充电宝），大多还有一个技术指标：容量。容量的大小常用mA·h（毫安时）表示。电池的容量越大，产生的电能越多，使用的时间越长。如果某电池的标称容量为4000mA·h，则表示它能够以100mA的电流放电40h，或以200mA的电流放电20h。展示图片、讲述观看、倾听、了解让学生了解生活中的电源及其技术指标。

包含电源在内的闭合电路，称为全电路。全电路由外电路和内电路组成，如图所示。虚线框以外部分是外电路，由用电器、导线等组成；虚线框以内部分是内电路，即电源内部的电路。外电路上的用电器的电阻，称为外电阻，用R表示。电路中导线的电阻忽略不计。电源内部的电路，如发电机的线圈、电池内的电解液等，其电阻称为电源的内阻，用Ri表示。电路图中的电源往往不画出内阻，但要标记出来，因为在研究全电路的规律时必须要考虑这一因素。展示图片、讲述倾听、理解、记忆了解全电路的概念，建构正确的物理模型。

演示实验：测量电源两端的电压用一节干电池作为电源，用导线将滑动变阻器（5Ω）和开关，按图所示的电路连接起来。先将滑动变阻器置于最大值，开关处于打开位置，电压表接到图中所示的位置，记下电压表的示数。然后将开关闭合，再观察电压表的示数。进行演示实验，提问：电压表的位置没有变化，为什么在电路开关闭合后，电压表的示数会发生变化？观看、思考让学生增加对端电压的感性认识。

在一个纯电阻电路中，假设全电路中的电流为I，则在时间t内，电源可以将EIt的其他形式的能量转化为电能。这些电能都被外电阻和内电阻消耗，其中外电阻消耗的电能为I2Rt，内电阻消耗的电能为I2Rit。根据能量守恒定律，应有EIt＝I2Rt＋I2Rit所以即：在纯电阻电路中，全电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟整个电路的总电阻成反比，这个规律称为全电路欧姆定律。展示图片、讲解观看、倾听、记忆让学生理解全电路欧姆定律。

由全电路欧姆定律可得E＝IR＋IRi上式中，IR为电源两端（也是外电路两端）的电压，通常称为端电压，也叫输出电压，常用U表示。U＝IR＝E-IRi由上式可知，当电路接通时，端电压都会比电源的电动势小。讲解倾听、理解让学生建构端电压的概念。

演示实验：研究端电压与外电阻的关系按图所示连接电路并闭合开关。改变外电路的电阻R的大小，观察电路中的电流和端电压怎样变化。进行演示实验。观看电路中的电流和端电压的变化规律，思考其原因。让学生增加对端电压的感性认识，尝试解释该现象。

【思考与讨论】电路中电源的电动势和内阻是固定不变的，当外电阻R增大时，电路中的总电阻（R+Ri），根据全电路欧姆定律可知，电路中的电流I，内阻上的电压IRi，因此端电压U（=E-IRi）（填“增大”或“减小”）。组织学生合作学习、巡视、指导、答疑合作学习、观察、讨论、质疑引导学生应用全电路欧姆定律分析实验现象产生的原因。

汽车蓄电池的供电电路示意图如图所示。只打开车灯时，车灯正常发光。当汽车启动时，启动电动机的电路接通，由于启动电动机和车灯是并联的，因此，总的外电阻减小，使得外电路的端电压减小，车灯的工作功率降低，导致车灯变暗。汽车发动以后，启动电动机停止工作，外电阻恢复原大小，端电压回升，车灯便恢复正常亮度。展示图片、讲解观看、倾听、理解、记忆让学生应用全电路欧姆定律分析生活中的现象。

天黑以后，几乎每个家庭都会打开电灯、空调等用电器，而这些用电器都是并联在电路中的，因此电路中的外电阻减小，端电压降低，此时电灯发出的光较暗，空调的实际功率降低。而到了深夜，很多用户休息了，用电器减少，外电阻增大，端电压升高，所以，电灯发出的光变亮，空调的实际功率增加。回应“情境与问题”中的问题。倾听、理解让学生了解应用全电路欧姆定律解决实际问题。

当外电路断开时，如图所示，外电阻R变为无限大，这种情况称为断路。断路时，电路中的电流I为0，内阻上的电压IRi也为零，端电压U就等于电源的电动势E。因此，我们可把电压表直接接在电源两极来测量电源的电动势。当外电路如图所示连接时，外电阻等于零，这种情况称为短路。短路时，电路中的电流很大，端电压U等于零。一般情况下，电源的内阻都很小，因此短路时电流很大，不但会烧坏电源，还可能引起火灾。因而绝不允许将一根导线或电流表直接接在电源两极上。展示图片、讲解观看、倾听、理解、记忆让学生了解应用全电路欧姆定律解决实际问题的方法。

示例1在如图所示的电路中，小灯泡由两节电池组成的电源供电，正好能够正常发光，若电源的电动势E=3.0V，内阻Ri=1.0Ω，小灯泡的电阻R=14Ω，电路中的其他电阻不计。求：通过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压各是多少？示例2在如图所示的电路中，R1=8.0Ω，R2=5.0Ω。当单刀双掷开关S扳到位置1时，测得电流I1=0.20A；当S扳到位置2时，测得电流I2=0.30A。求：电源电动势E和内阻Ri各是多少？展示图片、讲解例题观看、倾听、理解、记忆让学生了解应用全电路欧姆定律解决实际问题的形式和方法。

【技术·中国】领先世界的我国特高压直流输电技术组织学生自主学习、巡视、指导、答疑阅读、讨论对学生进行爱国主义教育，增强家国情怀。

自由讨论本节的主要内容讲完了，同学还有哪些疑问，自由提问，小组讨论，自由抢答。组织学生自由提问、讨论，或回答问题。向老师提出自己的疑问、回答同学的问题。通过思想的碰撞，发展学生质疑创新的核心素养。

归纳总结本节学习了电源、电动势、全电路、内阻、端电压等概念、全电路欧姆定律及其应用方法，受到了爱国主义教育等。归纳总结本节所学内容。倾听、记忆帮助学生巩固所学。