高中二年级上学期物理《闭合电路的欧姆定律》教学设计

《闭合电路的欧姆定律》教学设计课题闭合电路的欧姆定律学科物理年级高二教材分析教材地位:闭合电路欧姆定律是恒定电流一章的核心内容，具有承前后后的作用。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。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。教学目标物理观念：知道电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置，知道电动势的定义式。科学思维：经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程，理解内、外电路的能量转化，体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用。科学探究：理解闭合电路的欧姆定律，通过探究电源两端电压和电流的关系，体会图象法在研究物理问题中的作用。能根据闭合电路欧姆定律解释路端电压与负载的关系。科学态度与责任：通过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力。通过实验探究,加强对学生物理核心的培养。重点推导闭合电路欧姆定律.应用定律进行相关讨论。难点应用闭合电路欧姆定律讨论路端电压与负载关系。教学过程环节教师活动学生活动设计意图导入新课引入教材上的问题导入：图中小灯泡的规格都相同，两个电路中的电池也相同。多个并联的小灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡暗。如何解释这一现象呢？思考老师给出的问题利用生活问题导入，吸引学生兴趣，激发学生进一步学习的欲望讲授新课教师讲授：一、结合电路图给出外电路、内电路、闭合电路的概念。闭合电路：由导线、电源和用电器连成的电路叫做闭合电路。外电路:电源外部的用电器和导线构成外电路。内电路:电源内部是内电路。提出问题：E、U、U’、R、r和I这些物理量之间的内在联系是怎样的？二、电源和电动势1.电源：（1）保持两极间有电压。（2）通过非静电力做功把其它形式的能转化为电能的装置。电动势：电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。（1）非静电力做的功与所移动的电荷量之比来表示电源的这种特性，叫做电动势。用字母E表示。E=（2）单位：V（3）电动势与外电路无关，由电源本身特性决定的。（4）电动势的实质：表征电源把其它形式的能转化为电能的本领。三、闭合电路能量分析关于欧姆定律，我们通过前面的学习知道欧姆定律是指导体两端的电流与电压成正比，与电阻成反比。我们可以发现欧姆定律针对的是部分电路，而且电路是一个纯电阻电路。那么相同的，如果我们讨论一个纯电阻闭合电路，情况又会是怎样的呢？展示电路图，并给出以下问题，引导学生独立思考和小组讨论相结合，尝试解决问题。1、若外电路中的用电器都是纯电阻R，在时间t内外电路中有多少电能转化为内能？2、内电路也有电阻r，当电流通过内电路时，也有一部分电能转化为内能，是多少？3、电流流经电源时，在时间t内非静电力做多少功？4、以上各能量之间有什么关系？引导学生一起对上述问题进行分析解答。Q外=I2RtQ内=I2rtW=Eq＝EItW=Q内+Q外四、闭合电路欧姆定律进一步对能量关系进行总结可以得出：E=IR+Ir通过移向给出闭合电路欧姆定律的表达式表述：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．说明：1、U外=IR是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压.2、U内=Ir是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压.3、E=IR+Ir=U内+U外五、路端电压跟负载的关系外电路两端的电压叫路端电压．1、如图电路：定性分析R↑→I(＝EQ\F(E,R＋r))↓→Ir↓→U(＝E－Ir)↑R↓→I(＝EQ\F(E,R＋r))↑→Ir↑→U(＝E－Ir)↓路端电压:U=E-Ir两个特例①当外电路断开时，R→∞，I=0，U此为直接测量电源电动势的依据。②当电源两端短路时，R＝0，I=E由于r很小，电路中电流很大，容易烧坏电源。（绝对不允许将电源两端用导线直接连接在一起。）六、电源的外特性曲线：图象的函数表达：U=E-Ir图象的物理意义：①在纵轴上的截距表示电源的电动势E．②在横轴上的截距表示电源的短路电流③图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害．认真听讲，做好笔记思考老师给出的问题认真听讲，记好笔记理解电源和电动势的本质注意欧姆定律和闭合电路欧姆定律的区别与练习先独立思考问题，在与小组同学讨论得出初步答案。与老师一起分析整个问题，理解各个能量的意义，以及W=Q内+Q外的得出过程。理解路端电压、内电压的概念理解定性分析过程，掌握路端电压跟负载的关系。理解并掌握两个特殊例子能理解电源的外特性的原理，能够通过闭合电路欧姆定律推到出函数公式，并理解截距斜率的物理意义，画出图像基本概念的学习为后续内容的学习奠定基础。从熟悉的部分电路欧姆定律引入到闭合电路。逐步分析过程，保证分析过程的连贯性和逻辑性。培养学生的科学思维能力。逐步的分析过程有助于学生加深对路端电压跟负载的关系。课堂小结引领学生一起回顾本节课所学内容，询问学生是否存在知识点理解的相关问题，如果有，就及时解决疑难。梳理自己本节所学知识。根据学生表述，查漏补缺。板书闭合电路的欧姆定律几个相关概念闭合电路：由导线、电源和用电器连成的电路叫做闭合电路。外电路:电源外部的用电器和导线构成外电路。内电路:电源内部是内电路。电源和电动势闭合电路能量分析W=Q内+Q外E=IR+Ir闭合电路欧姆定律表述：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．表达式：I＝EQ\F(E,R＋r)说明：1、U外=IR是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压.2、U内=Ir是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压.3、E=IR+Ir=U内+U外五、路端电压跟负载的关系定性分析R↑→I(＝EQ\F(E,R＋r))↓→Ir↓→U(＝E－Ir)↑R↓→I(＝EQ\F(E,R＋r))↑→Ir↑→U(＝E－Ir)↓两个特例①当外电路断开时，R→∞，I=0，U此为直接测量电源电动势的依据。②当电源两端短路时，R＝