南京市教研活动：恒定电流教材分析与教法探讨(共71张)课件

1、恒定电流教材分析和教学建议江苏省考试说明【考点与考法分析】5年高考考题分布5年高考实验考题分布主要考查要点 电路常识：连接、串并联知识、 电路元件特性：电阻、电容、线圈 基本规律：欧姆定律、电功、电功率、电热 基本实验：读数、实验原理、基本操作、仪 器使用、数据处理、误差分析 应用：交变电流、电磁感应、电感主要考法：2、在创新实验的背景中考查“基本实验的读数、实验原理、基本操作、仪器使用、数据处理、误差分析”1、与电磁感应综合，考查基本规律和概念的应用启示：不求一步到位，循序渐进提高实验操作与分析的能力，绝不能以讲实验来代替做实验。1观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中的应用。

2、2初步了解多用电表的原理。通过实际操作学会使用多用电表。3通过实验，探究决定导线电阻的因素，知道电阻定律。4知道电源的电动势和内阻，理解闭合电路的欧姆定律。5测量电源的电动势和内阻。6知道焦耳定律，了解焦耳定律在生活、生产中的应用。7通过实验，观察门电路的基本作用。初步了解逻辑电路的基本原理以及在自动控制中的应用。8初步了解集成电路的作用。关注我国集成电路以及元器件研究的发展情况。【课程标准】内容标准（1）重新整合，完善知识体系： 第1节和第2节均描了电源相当于“搬运工”，因而将教材第1节中电源与第2节中电动势的内容进行整合可减少重复，使知识体系更加完整。 教材第3节欧姆定律研究影响导体中电流

3、大小的因素，I=U/R是电流的决定式，这部分内容初中已作为重点进行教学。教材第1节研究电流的产生条件及电流强弱的描述电流强度，I=q/t是电流的定义式、I=nqSv是微观表达式；此处只需要复习回顾和类比，便可完成相关知识与方法的学习。可以将这两部分内容整合，进行比较教学，学生会对电流有更清晰的认识。【课时安排与分配的几点思考】（2）初高中衔接，降低台阶： 教材第3节探究导体中的电流跟导体两端的电压、电阻的关系，演示实验电路采用了滑动变阻器的分压式接法。这一接法学生从未涉及过，不理解，也不会连接。而在初中物理“欧姆定律”的探究中采用的是滑动变阻器的限流式接法。此处通过回顾方法、重温实验，可降低学

4、习的台阶、提高效率。（3）调整顺序，注重知识前后联系： 教材将描绘小灯泡的伏安特性曲线内容编排在第4节串联电路和并联电路之前，学生对分压电路的相关知识一无所知、不会连接，也不知道为何要由初中的限流电路变成这样的电路。对电流表内接与外接法测量在理解上也有较大障碍。对这样一个重要的实验，如果轻描淡写，后果不堪设想；要深入剖析，就必须用到串、并联电路的有关知识，这样难免会造成内容上的重复，降低了教学效率。所以“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验应放在“串并联电路”的学习之后。 教材第6节探究影响导体电阻的因素时，提供的测量电路图也是分压电路，而在本实验中电流不宜过大，通常根据实验室提供的器材的规格，选择

5、滑动变阻器限流接法就能达到要求。这样处理一方面与初中测电阻方法相一致，另一方面可与“测绘小灯泡的伏安特性曲线”时的分压电路进行对比教学。另外，本实验中的数据处理求电阻，也可引导学生用图象法，画出导体的I-U图象来求解。【课时安排与分配】加全章复习16课时【教材与教法分析】第一节 电源与电动势【学习目标】1、通过类比，能说出电源在电路中的作用。通过理论分析，能粗略描述导线中电场的特点，导体中电流形成的条件；2、在教师的引导下利用电场理论推理，能从能量转化的角度简述电源在电路中的作用。4、通过生活事例的类比，能准确描述电源内部存在非静电力做功与能量转化，在教师的引导下能准确说出电动势的定义、定义式

6、及意义。5、经历实验观察和推理，能表述电源存在内电阻。借助生活中的电源，能说出电源的相关参数的意义。【课标】知道电源的电动势和内阻 “了解”水平难点突点1电源的作用【说一说】1）如图A、B两个水池，开关K打开后，水平管内有水流吗？为什么？一直有水流吗？2）如图所示，要想A、B水池中有水持续流动，我们可以做些什么？（出示图2）3）图2中抽水机的作用是什么？提高“水势”、将内能转化为水的重力势能【演示】1、电容器的放电过程，看到什么？为什么？2、手电筒中的小灯泡却能持续发光，利用下图情景说一说，这是为什么？3、电源P在电路中的作用是什么？难点突点2恒定电场1、阅读课本P41页，说一说在导线中电子为

7、什么能从电源的负极沿导线定向移到正极？2、在有电源的电路中,导线内部的电场是如何形成的，又有何特点?在图3中画出导线内部的电场线？MN1.电源能维持电荷的流动是因为它具有把正电荷从负极经电源内部搬运到正极的能力2.正负极堆积着正负电荷，所以电源内部存在着由正极指向负极的静电场3.要把电荷从负极搬运到正极就要克服静电场对电荷的作用力，一定存在着“非静电力”，它像个“搬运工”4.即使是把相同的电荷量从负极移到正极，非静电力在不同的电源中做的功也不一样，就像把不同的抽水机工作，水能被举起的高度不同，提起单位质量的水作的功不同。5.看来非静电力对电荷做的功与电荷的比值有特殊意义定义为电动势。 abcd

8、正极负极电源+E难点突点3教材为电动势的学习搭出台阶难点突点4发现电池的内电阻 学习初中物理之后，往往给学生形成了一种错误的思维定势：电源给定后，电源的电压就是不变的了。这一定势对后续学习闭合电路欧姆定律会带来障碍。本节学习任务相对轻松，做好对比实验，感受电源内阻的存在，为后续学习铺路。【做法与效果】2节新电池，3节用久的旧电池，L为2.5V的小灯泡，由于思维定势，学生都以为L将被烧掉，但结果是小灯泡非但没有被烧掉，其亮度反而还要暗，学生在惊奇中提出“为什么电压大了，灯泡反而变暗了”等问题。难点突点4发现电池的内电阻【演示与讨论1】2节干电池对2.5V小灯泡供电、3节干电池对小小灯泡供电的亮度

9、情况？【学生】担心L被烧掉【演示与讨论2】将开关逐一闭合，观察现象，提出一个你感兴趣的问题。（要用旧的干电池）难点突点4发现电池的内电阻【演示与讨论】将开关逐一闭合（选用旧的干电池），观察现象，提出一个你感兴趣而却不能回答的问题。学生1：U一定，通过每一个灯泡的电流不变，每个灯泡的亮度应当不变。为什么灯泡变暗呢？学生2：灯泡变暗了，可能电源的电压变小。电源的电压为什么会变小呢？实验验证与再讨论：测量电源两端的电压，验证了上述猜想。那么，为什么并联灯泡增多（并联电阻变小）时加在灯泡两端的电压（电源两端的电压）会减小呢？（学生还是很难感受到电源有内阻）看来电源内部确实存在电阻难点突点4发现电池的内

10、电阻【问题推进】如果在电路中串联一个电阻，能解释灯泡变暗的现象吗？ 学生2：并联灯泡越多等效电阻变小，导致串联电阻上的电压变大，灯泡两端电压就变小了，所以灯泡变暗。引言：上述实验中，导线的电阻是可以忽略的，那么上述实验中的分压电阻只能来自于哪里呢？。【问题推进】为什么三节干电池反而暗些呢？【归纳】旧的干电池内阻较大第二节 第三节 电流与欧姆定律【学习目标】1、通过类比，在教师的引导下能说出电流的概念及表达式的含义，在具体的情景中能运用电流的表达式快速解决问题。2通过回忆，能说出欧姆定律及其表达式、欧姆定律的适用条件并在新的问题情境快速运用。3通过实验数据及处理，能说出导体电阻的意义，能写出电阻

11、的定义式，分析说明电阻大小与电压和电流无关。4通过导体的伏安特性曲线U-I和I-U图象的交流与讨论，能说出伏安特性曲线图象意义、会区分线性元件和非线性元件。【重点突破】伏安特性曲线U-I和I-U图象的特点与信息【交流与讨论】运用图象的有关知识，可从下列图象中读出哪些的信息。1、电阻定义式R=U/I变形可得到I=U/R，说明这两个公式是一会事，你认同这种说法吗？2、电阻的定义式R=U/I与R=U/I有何区别?3、电流的两个公式I=U/R和I=q/t有何区别？【辨析】要辨清的几个公式第四节 串联和并联电路（2课时）【学习目标】1、呈现开放性问题情景，提取和归纳电路的串联和并联规律，学生能准确描述串

12、、并联规律并快速运用其解决有关问题。在教师的引导下能推导串联与并联的规律。2、通过串联和并联的电路问题情景，学生能灵活运用比例法求解。3、通过展示电压表、电流表的结构原理图，能说出电表的改装方法，能快速利用串、并联规律计算计算电表的量程、内电阻。【学情】学生在初中物理学习中已经比系统地学习过串、并联的规律，本节教材作为能力提升，主要解决“是什么、为什么、做什么、怎么做”的问题。第四节 串联和并联电路（2课时）知识主线串、并联规律的建立简单混联电路的简化与计算电压表、电流表的改装伏安法测电阻电流表的内接、外接的选取滑动变阻器分压与限流式接法的特点与选取1课时1课时ABCDabcdb1c1d1a1

13、串、并联电路的主要知识线索串、并联电路的电压关系串、并联电路的电阻关系根据电势差的概念理论分析串、并联电路的电流关系根据“电荷分布稳定”分析得出导线上堆积电荷分布稳定导线内恒定电场的形成过程电流表和电压表（及量程改变）建立电流表和电压表的电路模型AV一个电压可读的大电阻一个电流可读的小电阻【活动1】回顾串、并联规律，解决下列问题：1、3个阻值为2的定值电阻，任意连接，其等效电阻有几种可能性，画出电路图求等效电阻？2、已知如图，R1=6，R2=3，R3=4，则接入电路后这三只电阻1）电流之比：I1I2I3= 。2）电压之比：U1U2U3= 。【重难点破1】串、并联规律及推导【活动1】3）自主归纳

14、，交流推导过程？【重难点破2】简单混联电路的简化【活动2】利用串并联规律，解决下列问题，归纳电路等效简化的一般方法。（试误、先学后教）1、如图电路中，各个电阻都是2，电流表内阻不计，在B、C两点间加6V电压时，电流表的读数是_。2、如图所示电路中，电阻R1、R2、R3的阻值都1，R4、R5的阻值都是0.5，ab端输入电压U=6V，当cd端接理想电压表时，其示数是_V。当cd端接理想电流表时，其示数是_A。3、如图所示，设R1=R2=R3=R4=R，求开关S闭合和开启时的AB两端的电阻。4、如图所示电路中，R1=3，R2=4，R3=6，在A、B两点间加6V电压时，各电表的读数各为多少？5、如图示

15、的电路中，在A、B两点间接电压为4V，电阻R1=R2=R3=4，电容器C的电容为30F，电流表的内阻不计，求：（1）电流表的读数；（2）电容器所带的电量；（3）断开电源后，通过R2的电量。【归纳】混联电路的简化简化原则：1、理想电压表的处理： 。2、理想电流表的处理： 。3、理想导线线的处理： 。4、与电压表或电容器串联的小电阻： 。5、与理想电流表并联的电阻处理： 。 【重难点破3】串并规律的应用电表的改装1、观察电流表的内容部结构，感受磁电式的电流表的工作原理（一个能读出自身电流的小电阻）2、观察学生用电流表和电压表，尝试画出其原理图，探究如何将小量程电流表改装成大量程电流表和电压表2k2

16、k2I测 I真2k2k2I测 = I真U测 = U真U测 U真22k2I测 I真U测 = U真222kI测 = I真U测 U真【重难点破4】串并规律的应用伏安法测电阻【重难点破4】串并规律的应用伏安法测电阻 【思考与讨论】（1）伏安法测电阻的原理是什么?（2）如图所示，忽略电流和电压测量中的偶然误差，甲、乙两测量电路中造成实验误差的原因分别是什么?电流表及电压表的读数与电阻的电流及电压的真实值有何关系？（3）设电流表和电压表的内阻分别为RA和Rv，甲、乙两测量电路中电阻的测量值和真实值分别如何表示?它们的大小关系是怎样的?（4）根据上述分析，想一想在实际测量中为了减少电阻测量的（系统)误差，应

17、该如何选择测量电路?（P52，T2）图2.4-10画出了用电压表、电流表测量导体电阻的两种电路图。图中电压表的内阻为1K，电流表内阻为0.1，被测导体R的真实值为87.4，测量时，把电压表读数和电流表读数的比值作为电阻的测量值。如果不考虑实验操作中的偶然误差，按甲、乙两种电路进行实验，得到的电阻测量值各是多少？你能从中得出什么结论？第五节 焦耳定律【学习目标】1在教师的引导下，能从电场力做功入手推导电功、电功率的公式，利用公式进行有关计算。2通过生活中用电器的对比，能阐述电功与电热、电功率与热功率的区别和联系。3借助直流电机的演示，能说出直流电动机工作时能量转化特点。通过生活中用电器的对比，能

18、说出纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别。【课标】知道焦耳定律，了解焦耳定律在生活、生产中的应用。“知道”属于“了解”水平。对本节教材的两点质疑：【片段1】4、公式q= It中的时间t（即在某个横截面观察的时间）为什么刚好取作电荷从左端移到右端所需要的时间呢? 5、在时间t内，该段电路的电场力不但对进入其内的电荷做功，而且也对原来在其内所有自由电荷都做功.对所有这些电荷所做的总功为什么刚好等于W=qU呢?1、为什么推导电功公式时，所取的是“很小一段电路”?2、针对“很小一段电路”推出的结果能适用实际（并非很小）的电路吗?3、在以前的学习中，我们知道公式q= It中的q是指时间t内通过“某一横截

19、面”的电荷量，为什么这里却是指通过“这段电路”的电荷量?【学生质疑】【教学修正策略】渗透微元思想，学生比较愿意接受。UqUqq对本节教材的两点质疑：【片段2】教材用到“普遍性存在于特殊性之中”的思想 教材推导过程，只针对电热元件（即纯电阻元件）极容易让学生产生“焦耳定律的表达式Q=I2Rt只适用于电热元件“的误解，况且对非电热元件中的功能关系是学生理解上的难点。【教学修正策略】【演示】（纠错）用实验方法认识电动机两端的电压与通过的电流、电动机内阻三者的关系。 思路：如图所示，闭合开关，先使小电动机处于制动状态（不转动），读出电流表和电压表的读数I1、 U1，算出电动机的电阻R=U1/I1，再让

20、小电动机处于旋转状态，读出电流表和电压表的读数I2、 U2，比较U2与I2R的关系可得U2 I2R。【问题】（欲擒故纵）某电动机正常工作时，两端的电压为U，线圈的电阻为R，电流为I，试写出在t时间内电动机产生的电热的可能表达式？ 小电动机处于制动状态（不转动）读出电流表和电压表的读数I1=1.0A、 U1=1.20V，可求出：线圈电阻R=1.2 小电动机处于旋转状态，读出电流表和电压表的读数I2=0.20A、 U2=2.60V。 让学生讨论与分析：比较U2与I2R的关系，可得U2 远大于 I2R。 小电动机处于制动状态（不转动）读出电流表和电压表的读数I1=1.0A、 U1=1.20V，可求出

21、：R=1.2。【建模】【学生推导】对非纯电阻进行推导 对于电阻R：Q=WR，UR=IR，所以Q=WR=URIt=（IR）It=I2Rt， 可见：焦耳定律无论是对纯电阻性元件，还是非纯电，都是普遍适用的。【问题推进】从能量守恒的角度说明电动机的消耗的电能与输出的机械能及线圈产生的内能（焦耳热）是什么关系呢？1、从能量转化的角度看，下列用电器有何特点？2、从能量转化的角度看，下列用电器有何特点？【进一步感受】【案例6】第六节 导体的电阻【学习目标】1通过观察和猜想，能说出导体的电阻决定因素；2通过类比，能阐述探究决定导线电阻的因素的实验研究方法；经历“猜想研究方案的设计实验操作数据处理”结合“理论

22、探究”等一系列探索过程，能说出电阻的决定式及各量的意义。3在给定的情景中，能快速应用电阻定律求解和推理。【课标】通过实验，探究决定导线电阻的因素，知道电阻定律。“通过”是“过程性”目标，让学生经历相关活动，建立感性认识。“知道”属于“了解”水平的能力要求。【说一说】电阻的利弊引入【感受】影响电阻的因素1思考：滑动变阻器如何改变电阻？【演示与观察】影响电阻的因素2【感受】影响电阻的因素3回想：生活中各种电线是用什么制造的？【感受】影响电阻的因素4 感受电阻与温度的关系：播放一个视频或做一个演示实验【探究】把实验探究和理论探究结合起来关于决定金属导体电阻大小的因素的探究探究方案一aVVVVbcd实

23、验方法：控制变量法实验方案：同种材料，S一定，改变L，测R 同种材料，L一定，改变S，测R不同材料，L一定，S一定，测R实验电路：测量部分？控制部分？【探究】把理论探讨和实验探究结合起来关于决定金属导体电阻大小的因素的探究1. 理论分析导体电阻跟长度的关系；探究方案二2. 理论分析导体电阻跟横截面积的关系； 一个导体，可以把它看成是由n股相同长度、横截面积的同样导体并联而成的。 一个导体，可以把它看成是由n段相同长度、横截面积的同样导体串联而成的。几种导体材料的电阻率（考查数据）5.010-75.010-75.010-7镍铜合金4.410-74.410-74.410-7锰铜合金1.4410-7

24、1.010-70.8910-7铁7.1010-85.310-84.8510-8钨3.8010-82.910-82.6710-8铝2.0710-81.710-81.4310-8铜2.0710-81.610-81.4810-8银100(m)20(m)0 (m)温度阻率材料电 观察：你能从上表中能得出哪些信息： 1、_ 2、_ 3、_ 不同材料的导体电阻率不同。纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大。金属材料的电阻率随温度的升高而增加。锰铜合金、镍铜合金，电阻率几乎不受温度影响bca1、有一长方体金属导体，电阻率为，长、宽、高分别为a、b、c（如图所示），则该导体上、下两面，左右两面、前后两面接入电路

25、时，电阻分别为 、 、 。【活动】完成下列小题，体会电阻决定式的基本用法。2、两根完全相同的金属导体，如果把其中的一根均匀拉长到原来的4倍，把另一根导线对折后绞合起来，则它们的电阻之比为 。3、R1和R2是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体，但R2的尺寸比R1小很多。通过两导体的电流方向如图所示，这两个导体的电阻有什么关系？你认为这种关系对电路元件的微型化有什么意义？第七节 闭合电路的欧姆定律（1）【学习目标】1、通过理论探究，能推导出闭合电路欧姆定律及其公式，能阐述电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。2、通过理论探究能导出路端电压与负载的关系，会读和画U-I和U-R图线，并能利用图

26、象信息分析、计算有关问题。3、在具体的问题情景中，能利用闭合电路欧姆定律解释一些简单的实际问题。【课标】理解闭合电路的欧姆定律。“理解”属于较高层次能力要求（是本章的重点内容之一）。优点：增强了实践意识提高了探究能力缺陷：学生对内电压的测量难以理解实验可以得到“内、外电压之和等于一个常数”的结论，但如何跟电动势发生联系，难从本质上说明。【已有经验】教师的公开课或示范课上，用演示实验的方法或分组实验得出闭合电路欧姆定律，这样建立闭合电路欧姆定律有优点也有缺陷。费时，与第10节实验有些重复课程标准要求：“理解闭合电路欧姆定律”,教科书用理论分析的方法推导出闭合电路欧姆定律，更有利于对该定律的理解，

27、教学效率更高。 【教材分析1】教材的推导有一个逻辑缺陷 教材的编写思想是通过理论演绎把能量守恒定律与闭合电路欧姆定律联系起来，充分体现功和能的概念在物理学中的重要性，同时又能帮助学生形成完整的认知结构.基于这一思想，教材以纯电阻电路为前提，运用能量守恒定律建立起闭合电路欧姆定律，其逻辑关系如图所示。W=Eq=EItQ外=I2RtQ内=I2rtE=IR+IrE=U外+U内 从逻辑关系看：理论演绎的小前提是纯电阻电路，大前提是能量守恒定律，因而导出的E=IR+Ir及I=E/（R+r）也只适用于纯电阻电路，而教材紧接着又由纯电阻电路得到的E=IR+Ir来推导适用于一般电路的E=U外+U内，这就产生了

28、逻辑问题。因此有必要对推导方式进行重构。即从一般情况出发，导出相应的规律，然后再运用理论演绎得出纯电阻电路中的闭合电路欧姆定律。【做法】在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，方框内元件性质未知，电路中的电流为I，路端电压为U。在时间t内，外电路中消耗的电能E外为多少?在时间t内，内电路中电能转化成内能E内多少?在时间t内，电源中非静电力做的功W为多少?根据能量守恒定律，W与E外、E内的关系是什么?UIE，rW=Eq=EItQ外=UItQ内=I2rtE=U+IrE=U外+U内若外电阻为纯电阻，即U=IR【推导】【教材分析2】两个矛盾的插图【优点】 第2节教材中，编者可能不得已而违之选用了图2.2-1以形象地说明电池内部非静电力作用的存在。【不足】学生可能得出两个片面结论:一是在电源