優(yōu)質課《閉合電路歐姆定律》教學設計.doc

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閉合電路歐姆定律優(yōu)質課教學設計 一、教材分析 課標分析：知道電源的電動勢和內阻，理解閉合電路的歐姆定律 教材地位：閉合電路歐姆定律是恒定電流一章的核心內容，具有承前啟后的作用。既是本章知識的高度總結，又是本章拓展的重要基礎；通過學習，既能使學生從部分電路的認知上升到全電路規(guī)律的掌握，又能從靜態(tài)電路的計算提高到對含電源電路的動態(tài)分析及推演。同時，閉合電路歐姆定律能夠充分體現(xiàn)功和能的概念在物理學中的重要性，是功能關系學習的好素材。 二、學情分析 學生通過前面的學習，理解了靜電力做功與電荷量、電勢差的關系、了解了靜電力做功與電能轉化的知識，認識了如何從非靜電力做功的角度描述電動勢，并處理了部分電路歐姆定律的相關電路問題，已經具備了通過功能關系分析建立閉合電路歐姆定律，并應用閉合電路歐姆定律分析問題的知識與技能。 三、教學目標 （一）知識與技能 1、通過探究推導出閉合電路歐姆定律及其公式，知道電源的電動勢等于內、外電路上電勢降落之和。 2、理解路端電壓與負載的關系，知道這種關系的公式表達，并能用來分析有關問題。 3、掌握電源斷路和短路兩種特殊情況下的特點。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。 4、了解路端電壓與電流的U-I圖像，認識E和r對U-I圖像的影響。 5、熟練應用閉合電路歐姆定律進行相關的電路分析和計算 （二）過程與方法 1、經歷閉合電路歐姆定律及其公式的推導過程，體驗能量轉化和守恒定律在電路中的具體應用，培養(yǎng)學生推理能力。 2、通過路端電壓與負載的關系實驗，培養(yǎng)學生利用實驗探究物理規(guī)律的科學思路和方法。 3、了解路端電壓與電流的U-I圖像，培養(yǎng)學生利用圖像方法分析電學問題的能力。 4、利用閉合電路歐姆定律解決一些簡單的實際問題，培養(yǎng)學生運用物理知識解決實際問題的能力。 （三）情感態(tài)度價值觀 1、通過探究物理規(guī)律培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。 2、通過實驗探究，加強對學生科學素質的培養(yǎng)。 3、通過實際問題分析，拉近物理與生活的距離，增強學生學習物理的興趣。 四、教學重點、難點 推導閉合電路歐姆定律，應用定律進行相關討論是本節(jié)的重點，幫助學生理解電路中的能量轉化關系是基礎和關鍵。應用閉合電路歐姆定律討論路端電壓與負載關系是本節(jié)難點。 五、教學過程 教學程序 教學內容 學生活動 思維對話 知 識 回 顧 問題1：回顧：“靜電力做的功W與電荷量q及兩點間的電勢差U的關系”? 問題2：回顧：“電動勢的物理意義及定義”？ 問題3：回顧：“部分電路電路歐姆定律的內容、表達式及適用范圍”？ 查看課本21頁、43至44頁及46頁下部，回顧所學 1. 2. 電動勢表征電源通過非靜電力做功把其他形式能量轉化為電能本領大小的物理量 即 3.內容：導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。 表達式： 適用范圍：純電阻電路 情 景 引 入 演示實驗： 問題：接通S2后，燈泡1有什么現(xiàn)？ S1 燈泡1 3V 燈泡2 燈泡3 燈泡4 S2 觀察燈泡1在S1閉合、S2閉合時的亮暗變化，積極思考亮暗變化的直接原因 S1閉合時，燈泡1正常發(fā)光，說明：燈泡1兩端電壓達到或接近燈泡1的額定電壓 S2閉合現(xiàn)象：燈泡1變暗 當S2閉合時，燈泡1變暗，說明：燈泡1兩端電壓小于燈泡1的額定電壓 燈泡1始終接在電源兩端，為什么它兩端的電壓會發(fā)生變化呢？ 通過本節(jié)內容——閉合電路歐姆定律的學習，能很好解釋這一現(xiàn)象。 情景 引 入 新 課 學 習 新 課 學 習 新 課 學 習 1.認識閉合電路 問題1：最簡單的閉合電路是由哪幾部分組成的？ 問題2：在外電路中，沿電流方向，電勢如何變化？為什么？在內電路中，沿電流方向，電勢如何變化？為什么？ 提示：電源內阻上有沒有電勢降落 觀察課件中“閉合電路”圖片，回答問題 閱讀課本60頁第2、3、4段，并討論交流 閉合電路包括：內電路（內電阻r）和外電路（外電阻R）。 展示課本60頁圖2.7-2，強化認識 正電荷的移動方向就是電流方向，在外電路中，正電荷受靜電力作用，從高電勢向低電勢運動?；瘜W反應層中，沿電流方向電勢升高。在正負極之間，電源的內阻中也有電流，沿電流方向電勢降低。 2.閉合電路中的能量轉化 問題：如圖，若外電路兩端的電勢降落，即，即電勢差為U外；內電路中的電勢降落，即電勢差為U內；電源電動勢為E；當電鍵閉合后，電路中的電流為I，通電時間為t。試回答下列問題： U外 U內 內電路E、r 外電路 I （1）在t時間內,外電路中靜電力做的功W外為多少？ （2）在t時間內,內電路中靜電力做的功W內為多少？ （3）電池化學反應層在t時間內,非靜電力做的功W非為多少？ （4）靜電力做的功等于消耗的電能，非靜電力做的功等于轉化的電能，根據能量守恒你能得到什么？ 獨立思考，求解問題 代表交流自己的問題答案，對某些部分詳細講解，并對異議部分與同學討論 用原電池實驗驗證 電路中兩點之間的電壓大小等于兩點間的電勢差大小。 故U外又表示外電壓，俗稱路端電壓；U內又表示內電壓 原電池實驗驗證得到的結果： 3.閉合電路歐姆定律 問題1：若外電路是純電阻電路（如下圖所示），依據上面得到的結果，推導出閉合電路中的電流I與電動勢E、內電阻r、外電阻R的關系式？ 問題2：根據部分電路歐姆定律，總結閉合電路歐姆定律的內容、表達式，并思考閉合電路歐姆定律的適用條件？ 問題3：以下四個公式，其適用范圍是什么？所描述的側重點各有什么不同？ （1） （2） （3） （4） 自主推導閉合電路中的電流I與電動勢E、內電阻r、外電阻R的關系式 總結歸納，交流評價，記錄筆記 交流討論、思考回答 在電路中兩點間的電壓等于兩點間電勢差的大小。 對于純電阻電路有， （1）內容：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內、外電路的電阻之和成反比，這個結論叫做閉合電路的歐姆定律。 （2）公式： （3）適用條件：外電路是純電阻的電路 （1）（2）適用于一切閉合電路；（3）（4）只適用于外電路是純電阻的情況， （1）式描述：非靜電力做的功等于內外電路靜電力做功之和；（2）式表明：電動勢等于內外電路電勢降落之和；（3）式主要表達因消耗其他形式的能而產生的電勢升高E，通過外電路R和內電路r而降落：（4）式主要描述閉合電路中的電流與哪些因素有關； 總之，無論何種形式本質上都體現(xiàn)了電路中能的轉化和守恒 4.路端電壓與負載的關系 問題1：對給定的電源，E、r均為定值，外電阻R變化時，電路中的電流I如何變化？ 問題2：若外電阻R減小，路端電壓U路會有怎樣的變化？ A R S0 S R0 V 演示實驗：如圖課本61頁 由大到小改變外電阻，記錄電流表、電壓表的示數變化情況，并填在相應的表格中。 問題3：分析實驗數據，得出：當外電阻減小時，電流和路端電壓如何變化？并嘗試用閉合電路歐姆定律解釋。 問題4：分析情景引入中演示實驗的現(xiàn)象產生的原因？ 5.閉合電路的U-I圖像 問題：依據實驗的數據，以路端電壓U為縱坐標，電流I為橫坐標，采用描點、擬合圖像的方法，作出U與I的圖像分析： （1）外電路斷開的狀態(tài)對應于圖中的哪個點？此時，路段電壓對應圖像的什么長度？路端電壓與電源的電動勢有什么關系？ （2）電源短路的狀態(tài)對應于圖中的哪個點？此時，電流大小對應圖像的什么長度？ （3）電動勢E的大小對圖像有什么影響？ （4）r的大小對圖像有什么影響？ 根據所學推導回答 積極猜想 看課本61頁“演示實驗”電路圖，派代表協(xié)助教師實驗 觀察實驗現(xiàn)象，記錄實驗數據 分析數據，交流討論 依據數據，描點作圖，分析問題，交流討論 據可知，R增大時I減??；R減小時I增大。 有人說變大，有人說變小。 當外電阻R減小時，數據記錄 1 2 3 4 5 I/A U路/V R增大時，I減小，U增大 由可知: 當S2閉合時，總的外電阻變小，電流增大，路端電壓減小。此時，燈泡1兩端電壓小于燈泡1的額定電壓，故燈泡1變暗。 外電路斷開時，對應U-I圖像的縱軸截距，此時路端電壓等于電源電動勢。可根據這個道理測量電源的電動勢。 外電路短路時，對應U-I圖像的橫軸截距，此時，電流為短路電流，短路電流很大。電流過大，會燒壞電源，甚至引起火災。因此，絕對不允許將電源兩端用導線直接連接在一起。 電動勢E越大，圖像的縱軸截距越大 由，r越大，U-I圖像的傾斜程度越大 典 型 例 題 問題：（課本62頁例題1）在如下圖中，，，當開關處于位置1時，電流表讀數;當開關處于位置2時，電流表讀數。求電源的電動勢E和內電阻r。 A S R1 R2 E r 1 2 自主思考，求解問題，交流評價 解析： 根據閉合電路歐姆定律，題中的兩種情況可列一下兩個方程 消去E，解出r，得 代入數值，得 將及、的值代入中，得 小結：本例題提供了測電源電動勢及內阻的方法。 課 堂 總 結 問題：想想本節(jié)你都學到了哪些知識？請自己總結一下。 回顧本節(jié)所學，自己總結 理論推導了閉合電路歐姆定律，實驗探究了路端電壓與負載的關系，研究了閉合電路的U-I圖像，用定律討論了測電源電動勢和內阻的問題。 六、課后作業(yè) 必做： 1.課本63頁“問題與練習”第1題 設計目的：進一步熟悉和掌握，應用閉合電路歐姆定律“測量電源電動勢和內阻”的基本思路。 2.課本63頁“問題與練習”第2題 設計目的：聯(lián)系生活，通過對袖珍小電筒所用干電池內阻的推算，進一步鞏固對閉合電路歐姆定律的應用和理解。 選做： 從電勢角度分析、推導閉合電路歐姆定律。 設計目的：使學生利用已有知識，多角度推導閉合電路歐姆定律，更加深刻地理解閉合電路歐姆定律。 七、板書設計 2-7閉合電路歐姆定律 1.認識閉合電路 外電路 R 沿電流方向電勢降落 內電路 r 沿電流方向電勢“升中有降” 2.閉合電路中的能量轉化 3.閉合電路歐姆定律 （1）內容：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內、外電路的電阻之和成反比。 （2）公式： （3）適用條件：純電阻電路 4.路端電壓與負載的關系 R增大時，I減小，U路增大 R減小時，I增大，U路減小 當外電阻R減小時，數據記錄 1 2 3 4 5 I/A U路/V 5.U-I圖像 （1）外電路斷開 U路=E（測電源電動勢） （2）外電路短路 （易燒壞電源） （3）E影響圖像的縱軸截距 （4）r影響圖像的斜率大小 6.例題 一種測電源電動勢和內阻的方法 八、課后反思 本節(jié)課在“和諧高效、思維對話”的理念下展開，旨在以“問題引領”形式，啟發(fā)學生思維、發(fā)動集體力量，克服學習困難。在實際操作中需要注意以下幾個方面： 1.問題提出的必要性 提出的問題應該是學生學習中普遍存在的困惑，能激發(fā)學生更深入地思考或理解，為解決下一問題做好鋪墊，而不是學生已有知識的簡單反應。 2.問題設定的指向性 設定的問題應該有明確的指向，并能夠被學生理解，以便學生在思考或討論中有明確的目的。