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第二冊閉合電路歐姆定律

時間：2023-02-27 07:43:16 高一物理教案我要投稿

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第二冊閉合電路歐姆定律

課題：閉合電路歐姆定律

授課班級：高二(3、4、5、9)

執(zhí)教人：徐軍

授課時間：2003年11月21日

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。

　 4、理解路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系，知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá)，并能用來分析、計算有關(guān)問題。

　 5、理解閉合電路的功率表達(dá)式。

　 6、理解閉合電路中能量轉(zhuǎn)化的情況。

（二）能力目標(biāo)

　 1、培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題能力，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、理解路端電壓與電流（或外電阻）的關(guān)系，知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá)，并能用來分析、計算有關(guān)問題。

　 3、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)建議

　　1、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(qiáng)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．

　　2、路端電壓與電流（或外電阻）的關(guān)系，是一個難點．希望作好演示實驗，使學(xué)生有明確的感性認(rèn)識，然后用公式加以解釋．路端電壓與電流的關(guān)系圖線，可以直觀地表示出路端電壓與電流的關(guān)系，務(wù)必使學(xué)生熟悉這個圖線．

　　學(xué)生應(yīng)該知道，斷路時的路端電壓等于電源的電動勢．因此，用電壓表測出斷路時的路端電壓就可以得到電源的電動勢．在考慮電壓表的內(nèi)阻時，希望通過第五節(jié)的“思考與討論”，讓學(xué)生自己解決這個問題．

3、最后講述閉合電路中的功率，得出公式，．要從能量轉(zhuǎn)化的觀點說明，公式左方的表示單位時間內(nèi)電源提供的電能．理解了這一點，就容易理解上式的意義：電源提供的電能，一部分消耗在內(nèi)阻上，其余部分輸出到外電路中．

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；

　　3、應(yīng)用定律討論路端電壓、輸出功率、電源效率隨外電阻變化的規(guī)律．

（二）難點：

　　1、閉合回路中電源電動勢等于電路上內(nèi)、外電壓之和．

　　2、短路、斷路特征

　　3、應(yīng)用閉合電路歐姆定律討論電路中的路端電壓、電流強(qiáng)度隨外電阻變化的關(guān)系

四、教學(xué)過程設(shè)計

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)生答：導(dǎo)體兩端有電勢差．）

教師引導(dǎo)：如何實現(xiàn)導(dǎo)體兩端有電勢差？

板書：1、電源：電源是一種能夠不斷地把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置．它并不創(chuàng)造能量，也不創(chuàng)造電荷．例如：干電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能、核能等轉(zhuǎn)化為電能的裝置．

（1）電源能夠不斷地把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔�，并且能夠提供恒定的電壓，那么不同的電源，兩極間的電壓相同嗎？展示各種干電池（1號、2號、5號、7號），請幾個同學(xué)觀察電池上面寫的規(guī)格。并用電壓表驗證。

（2）展示蓄電池、紐扣電池，它們兩端的電壓是否也是1.5V呢？那么如何知道它們兩端的電壓呢？

結(jié)論：電源兩極間的電壓完全由電源本身的性質(zhì)（如材料、工作方式等）決定。

同種電池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．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：2、電源電動勢：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．

問題：各種型號的干電池的電動勢都是1.5V．那么把一節(jié)1號電池接入電路中，它兩極間的電壓是否還是1.5V呢？用示教板演示，電路如圖所示，結(jié)論：開關(guān)閉合前，電壓表示數(shù)是1.5V，開關(guān)閉合后，電壓表示數(shù)變?yōu)?.4V．實驗表明，電路中有了電流后，電源兩極間的電壓減少了．

設(shè)問：上面的實驗中，開關(guān)閉合后，電源兩極間的電壓降為1.4V，那么減少的電壓哪去了呢？

介紹：閉合電路可分為內(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．接在電源外電路兩端的電壓表測得的電壓叫外電壓．在電源內(nèi)部電極附近的探針A、B上連接的電壓表測得的電壓叫內(nèi)電壓．我們現(xiàn)在就通過實驗來研究閉合電路中電動勢和內(nèi)、外電壓之間的關(guān)系．

板書：3、幾個概念（內(nèi)電路、外電路、內(nèi)電阻、外電阻、內(nèi)電壓、外電壓）

教師：向?qū)W生介紹實驗裝置及電路連接方法，重點說明內(nèi)電壓的測量．實驗中接通電鍵，移動滑動變阻器的滑動頭使其阻值減小，由兩個電壓表讀出若干組內(nèi)、外電壓和的值．再斷開電鍵，由電壓表測出電動勢．分析實驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律呢？

學(xué)生：在誤差許可的范圍內(nèi)，內(nèi)、外電壓之和等于電源電動勢．

板書：在閉合電路中，電源的電動勢等于內(nèi)、外電壓之和，即．

下面我們來分析在整個電路中電壓、電流、電阻之間的關(guān)系．

教師：在圖1所示電路圖中，設(shè)電流為，根據(jù)歐姆定律，，，那么，電流強(qiáng)度，這就是閉合電路的歐姆定律．

板書：4、閉合電路的歐姆定律的內(nèi)容：閉合電路中的電流強(qiáng)度和電源電動勢成正比，和電路的內(nèi)外電阻之和成反比．表達(dá)式為．

一般電源的電動勢和內(nèi)電阻在短時間內(nèi)可以認(rèn)為是不變的．那么外電阻的變化，就會引起電路中電流的變化，繼而引起路端電壓、輸出功率、電源效率等的變化．

板書：5、幾個重要推論

（l）路端電壓隨外電阻變化的規(guī)律

演示實驗,圖2所示電路，4節(jié)1號電池和1個10Ω的定值電阻串聯(lián)組成電源（因為通常電源內(nèi)阻很小，的變化也很小，現(xiàn)象不明顯）移動滑動變阻器的滑動片，觀察電流表和電壓表的示數(shù)是如何隨變化？

現(xiàn)象：從實驗出發(fā)，隨著電阻的增大，電流逐漸減小，路端電壓逐漸增大．大家能用閉合電路的歐姆定律來解釋這個實驗現(xiàn)象嗎？