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文档简介
《电路及其应用》单元设计单元基本信息学科物理实施年级高二设计者高考资源网使用教材人教版高中物理必修第三册单元名称第十一章电路及其应用单元课时5课时引领性学习主题1.主题名称电路及其应用2.主题概述本单元主要包括描述部分电路的基本概念和规律,以及研究、解决问题所涉及的主要方法。按照循序渐进的原则,在认识电路中电源的功能和恒定电流特点(11.1电源和电流)的基础上,先探究导体电阻与长度、横截面积和材料的关系(11.2电阻定律),接着安排测量电阻率(11.3实验:导体电阻率的测量),本单元主要是讨论电路,其外电路主要是串、并联电路,所以之后安排导体的串、并联规律(11.4串联电路和并联电路),还把电压表和电流表的内容也放在这一节,阐述电表改装的方法和原理。这样处理,不仅有利于学生用串、并联电路的规律认识电表改装的基本思路,更重要的是渗透了电压表、电流表在直流电路中的本质就是一个“电阻”这样一个观念。最后再练习使用多用电表(11.4实验:练习使用多用电表),这样安排使知识学习有合理的顺序和节奏,有利于学生知识的建构。学生在初中也学过直流电路知识,与初中不同的是,高中对此知识的学习最突出的就是它可以将所学过的静电场知识作为学习的基础,从而大大提升了高中内容的理论性,同时也为学生将电路与静电场建立联系提供可能。电的知识与学生的生活密切相关,学生对电源、电阻和电3.主题学情分析路都有一定的感性认识,这对本章内容的学习会有很大帮助,本章内容有丰富实验素材和视频资源,这也有利于提高学生对物理学习的兴趣。但由于本章学习的理论性比较强,所以在学习过程中要注重知识之间的内在联系。4.开放性学习环智慧课堂、多媒体设备、视频资源、数字化实验、网络平台等。境5.课标要求(1)观察并能识别常见的电路元器件,了解它们在电路中的作用。会使用多用电表。(2)通过实验,探究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系。会测量金属丝的电阻率。(3)了解串、并联电路电阻的特点。课标素养名称6.核心素养导向的单元学习目标1、理解电流和电源的概念;2、了解导体中的恒定电场和恒定电流;3、通过对电阻概念的学习,培养学生用比值定义物理量的观念,明确导体的电阻是导体本身的特性所决定的;物理观念 4、掌握游标卡尺或螺旋测微器的测量原理和使用读数方法;5、了解串联和并联电路的连接方式,掌握串、并联电路的电流和电压特点;6、了解电流表(表头)的原理,知道什么是满偏电流和满偏电压;7、了解多用电表的表盘及测量功能,会根据需要正确选择挡位。科学思维
1、能从微观视角和宏观表现分析电流的形成,对统计方法有初步了解;能对他人观点提出有依据的质疑;2、通过对电阻影响因素的探究,理解决定电阻值大小的本质;3、通过实验探究了解温度对电阻率的影响;4、理解电阻率的测量是间接测量,需要测量长度和电阻等基本物理量;5、正确理解电路中各种元件的作用,理解电表接法和滑动变阻器接法对电路测量的作用。1、经历观察、实验以及探究,培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度;2、通过亲身的体验和感悟,使学生获得对物理知识的感性认识,为深入理解和应用这些知识打基础;科学探究 3、通过探究性物理学习活动,使学生获得成功的喜悦,培养学生对参与物理学习活动的兴趣,科学态度与责任
提高学习的自信心。培养学生严谨认真、实事求是、持之以恒的科学态度,教科书每章前富有针对性的名人语录也能在态度与责任方面起到很好的教育作用。挑战性学习活动/任务(以课时为单位规划)课时任务序号7.教学过程8.评价建议活动目的:学生分组实验“制造”瞬时电流,探究电流产生的条件活动内容及过程:利用要充分发挥学生的自主性,电容器放电“制造”电让学生直观感受物理规律总活动1流结的一般方法。体验“制造”器材:导线、电池、电容电流的快乐,引发对电流产学生“制造”器、小用电器(风扇、生条件的思考。第1课音乐盒、电子表、灯泡)等器材瞬时电流,问题链时总结电流产问题1:观察到什么现生的条件。象?问题2:实验现象说明了什么?问题3:用静电场知识解释电流为什么是瞬时的?(结合PPT)学生讨论总结:电流产生的条件。第1课活动2活动目的:类比水流,总结出持续电流产生的必要条件和持续用水流类比,可以很自然的时学生利用水稳定的电流即恒定电流产生得到持续稳定的电流产生的流类比得出的条件。条件、产生原因。知识的获持续电流和活动内容及过程:取的过程是学生自主探究持续稳定的利用水流类比看不见的电流。的过程,学生理解起来也比电流的产生引导学生思考怎么才能获得持续的水流?得出持续电流产生条件及特的必要条件电源。较简单。点。电源的作用:搬运电荷,维持导体两端的电势差。设疑:用水舀子转移水,水流是否稳定?如果用抽水机呢?在用抽水机转移水形成持续水流的过程中,用水笔在水面上做标记。设疑:问题1:你观察到水位有什么特点?问题2:水的分布有什么特点?问题3:水流是否稳定?受此启发,要得到持续稳定的电流,要加稳压电源,使导体两端有恒定的电势差。电荷分布也应该是稳定的,但也是处在”你来我走”的运动中.活动目的:导体的电阻的定义活动内容及过程:演示实验,通过传感器获取对应的电流和电压值,并且在计算机中绘制U—I图像并引导学生思考电压与电流比值的物理意义。如图所示,调节学生电源的电压值,来调节导体两端的电压和电流,通过传感器获取对应的电流和电压值,并且在计算机中绘制U—I图像。更换导体,再次实验。发现导体两端的电压随电流变化的图像是过原点的倾斜直线,也就说明导体两端的电压与电流通过引导,学生结合手边的活动3的比值不会随电流电压的变化而变仪器认真听讲,了解实验思利用传感器化,那么这个比值又会因导体的不路,为接下来的实验做准备。同而不同,所以,这个比值是一个第2课获取导体的可以用来表示导体某种特性的物理时电压随电流量,这个物理量用R表示,即变化的图像RU。进一步分析比较两个U—II图像可以发现,当电压相同时,R越大的导体电流越小,这说明R这个物理量可以反映导体对电流的阻碍作用,R越大导体的阻碍作用越强,R越小导体的阻碍作用越弱,在物理学中我们把这个表示导体对电流阻碍作用强弱的物理量叫作导体的电阻。第2课时活动4实验探究影响导体电阻的因素
活动目的:探究导体电阻与长度、横截面积的定量关系培养学生的探究精神和细致严谨的科学态度。动手操作的能力,发现问题的意识以及表达解释的能力。活动内容及过程:控制变量法探究导体电阻与长度、横截面积的定量关系,学生进行分组实验:(1)保持导体横截面积和材料不变,实验设计电路图所示,将接入电路的导体的长度(L)设置为d、2d、3d、4d、,测出对应长度导体的电阻R1、R2、R3、R4、,填入下表,以导体的电阻为纵坐标、导体的长度为横坐标,绘制RL图像。1234长度(L)电阻(R)通过图像得出结论:在保持导体横截面积和材料不变时,导体的电阻与导体的长度成正比。(2)保持导体长度和材料不变,实验设计电路图所示,将接入电路的导体的横截面积设置为s、2s、3s、4s、,测出对应横截面积的导体的电阻R1、R2、R3、R4、,观察数据,以导体的电阻为纵坐标、导体长度的倒数为横坐标,绘制R1s图像。123横截面积(S)电阻(R)通过图像得出结论:在保持导体长度和材料不变时,导体的电阻与导体的横截面积成反比。第3课活动目的:游标卡尺和螺旋测微器的测量原理及读数方法掌握原理、读数、使用方法,时活动5活动内容及过程:两种测量仪器的使用:游标卡尺和螺旋测微并能进行操作,正确测量读器数。螺旋测微器——游标卡尺:的测量原理(1)结构(图2)引导学生理解测量原理中的及读数方法转化方法。内测量爪 紧固螺钉深度尺主尺游标尺外测量爪图2(2)原理——错位放大原理图3 图4(3)使用测量笔筒的内径、外径、深度(4)读数规格10分度20分度50分度精确度0.1mm0.05mm0.02mm表1利用GGB软件,练习读数——螺旋测微器:(1)结构(图5)5(2)原理——放大原理(3)使用测量金属丝的直径(4)读数示数=主尺读数+可动刻度(需要估读)×0.01mm利用GGB软件练习读数活动目的:设计实验测量金属丝的电阻率活动内容及过程:伏安法测电阻在学生既有电路知识的基础实验小组安排:实验中根据学生人数,分成四组。上,正确连接,正确操作。在实验中提供了两种粗细的镍铬合金丝,两种粗细的康铜丝,小组合作对数据进行处理。长度均不受限制。第3课第一组:研究0.2mm粗细,长度分别为25cm和50cm比对实验结果和参考数据之康铜时丝间的差异,并能进行正确的误差分析。活动60.2mm康铜丝分组实验金:25cU/V属丝电阻率mI/A的测量50cU/VmI/A横坐标表2第二组:研究0.4mm粗细,长度分别为25cm和50cm康铜丝0.4mm康铜丝25cm U/VI/A横坐标50cm U/VI/A横坐标3第三组:研究0.2mm粗细,长度为25cm和50cm镍铬合金丝0.2mm镍铬合金丝25c U/VI/A50cU/Vm I/A横坐标表4第四组:研究0.4mm粗细,长度为25cm和50cm镍铬合金丝0.4mm镍铬合金丝25cm U/VI/A横坐标50cm U/VI/A横坐标表5数据处理:图13结论:不同的金属的电阻率跟材料有关参考数据:镍铬合金的电阻率为1.0×10−6Ω·m康铜丝的电阻率为1.7×10−8Ω·m误差分析:系统误差1、电阻测量时,因为电表均不是理想电表2、因为电流的热效应。偶然误差3、测量接入电路中的长度和电阻丝直径4、电表的读数。(5)实验总结:如何测量电阻率。第4课活动7时 设计电路把小量程表头改为电压表和电流表
活动目的:设计电路利用小量程表头改装电压表和大量程电流表活动内容及过程:表头G改装成大量程的电压表U任务一:如何用小量程的电流表测大电压?任务二:串联电阻R=2500Ω,改装电表的量程是多大?任务三:串联多大电阻,改装后电表量程是3V?任务四:改装后电压表的内阻是多大?UIgRgURIg Rg RVURUIgRgURg(U1)RgIgIgUgURV Ig R Rg表头G改装成大量程的电流表任务一:如何用小量程的电流表测大电流?任务二:并联电阻R=2500Ω,改装电表的量程是多大?任务三:并联多大电阻,改装后电表量程是0.6A?
学生利用串联分压的思想结合欧姆定律回答问题,理解对电流表如何改装成电压表和电流表。掌握计算方法和利用数量关系转换的思想。任务四:改装后电流表的内阻是多大?IgRg(IIg)RRIgRgIIgRAIgRgRRgIRRgIIgRgIgRgIRRIAIgRg第4课活动8活动目的:完成相关的计算,分组实验改装电流表学生把器材置于易于接线的时分组实验使活动内容及过程:位置,在老师引导下完成接电流表扩大利用Notebook介绍电路连接方式。线.计算并调节分流电阻的量程阻值。学生能在老师的引导下,顺利完成相关的计算,设计电路并测量。请同学们把桌上Ig=300uA、Rg=2500Ω的电流计改装成0〜3V的电压表和0〜0.6A的电流表!教师指导学生实验,分析比对改装表和标准表实验数据,说明改装成功。第5课活动9活动目的:认识多用电表时认识多用电活动内容及过程:展示缺少部分标识的多用电表的外形图展板,引导学生填补展板上遗漏的参数和元件符号。表学生观察多用电表的外形首先让学生认真观察多用电表的外形图。图,认识多用电表的外部结【活动】展示缺少部分标识的多用电表的外形图展板,引导学构,测量功能及基本使用方生填补展板上遗漏的参数和元件符号。法。师生互动,共同认识多用电表的表盘和功能区域,了解基本使用方法:1.使用前应该调整指针定位螺丝,使指针指到零刻度。2.使用时,应先将选择开关旋转到与被测物理量对应的位置上并选择合适的量程。3.不使用的时候应该把选择开关旋转到OFF位置或交流电压最高挡,拔出表笔。如果长期不用,将电池取出。认识了多用电表的表盘和功能区域,了解了基本使用方法,首先请学生练习使用多用电表测量刚才闭合回路中灯泡的电压、电流。第5课活动目的:利用多用电表测量电阻请两位同学到前面演示,平板投屏。其他同学分组实验,活动内容及过程:学生分组实验,练习使用多用电表测电阻,时记录测量结果。演示的同学活动10【学生分组实验1】将测量结果写在黑板上,其他各组记录在表格中。器材:多用电表、灯泡、定值电阻。练习使用多在之前学习的基础上,进一请各组按照表格中选择好的倍率分别测量灯泡和定值电阻的步检查学生电表读数掌握的用电表,用阻值。测量对象选择的倍率电阻值R情况。多用电表测电阻小灯泡定值电阻(1)机械调零;(2)选择欧姆挡(3)欧姆调零:短接红、黑表笔调节欧姆调零旋钮,使指针指在欧姆0刻线;(4)测量:红黑表笔分别连接电阻两端,测量电阻;(5)刻度盘读数:电阻值R=读数×倍率;(6)测量结束,将多用电表选择开关旋转到OFF处。分组实验,平板拍照各组数据投屏展示,对比分析测量结果,发现:1.改变不同倍率的欧姆挡后,要重新欧姆调零。2.先估测待测电阻阻值,选择合适的倍率。问题:如果不知道待测电阻阻值,如何选择倍率?学生:先用中等倍率的欧姆挡试测。“偏小换大挡,偏大换小挡”过渡:通过刚才的实验我们掌握了使用多用电表测电阻的方法,下面我们使用多用电表测量一些常见的电阻,自然界中有很多导体,人体就是其中之一,人体的电阻有多大?【学生分组实验2】测量人体电阻时表笔分别测量对象电阻值R与两手接触。学生分组实验,测量出人体人体电阻很大,所以测量时,人手不能同时接触电阻和两表笔的金属部分。PPT课件展示一些二极管的图片【学生分组实验4】学生分组实验,测出二极管正反向电阻,平板拍照各组数据投屏展示。请学生思考:各组测出的二极管正反向电阻有什么共同的特点?有什么不同之处?老师:阻值小的称为正反向电阻,阻值大的称为反向电阻。测量对象 选择的倍率二极管
电阻值R9.反思性教学改进课时课时教学反思单元教学反思(1)本节课教学设计时重视学生的体验,分组实验和演示实验,第1课时有助于激发学生的求知欲。(2)创造物理情境,进行有意识的引导,点拨,激发学生的求知欲。在本课的教学中,后面理论分析部分留给学生自主学习的空间有待拓展。(1)教学不能太过注重知识本身,而忽略知识和规律的生成过程和方法。因(1)设计实验让学生全程体验物理知识和规律的生成过程,体验科学探索的艰辛,同时也培养了学生严谨的科学探究能力。此单元设计要让学生去提出猜想——第2课时(2)课堂中教师可以多指导学生实验,帮助学生来完成实验,实验探究——分析数据——最后得出注意引导学生对实验结果的分析,以提升学生的科学思维能物理规律,要注重物理概念和生成过力。程。(2)用贴近学生的生活实例,让学生从感性认识上升为理性认识,从而深刻理(1)课前准备的实验器材丰富了学生观察能力和探究活动,解物理知识和规律。用身边随处可见的给学生创造了参与教学活动的机会。不同组的学生测量了不同物品去做实验也能够拉近物理科学与金属的电阻率,真正做到了自主探究。学生间的距离,认识到物理科学就在我第3课时(2)通过学生分组实验探究,完成了对几种测量工具的使用原们身边。让学生动手设计实验过程,培理和读数的方法的掌握、完成了测量金属丝电阻率的测量的教养学生的动手能力,通过把知识转化为学任务。能力,从而实现知识的价值。(3)学生在连接实物电路、操作实验、数据处理方面还有进步空间。根据学生的学习情况,安排适量的教学内容,选择可视的教学手段增强学生的感性认识,激发学习兴趣。(1)通过教师演示讲解、学生分组实验探究,完成了串并联电路的电学特点和电表的改装由于受到时间限制,没有设置太第4课时 多的例题。(2)在学生实验中,教师要提醒学生实验的规范和严谨,从器材的选取和运用,设计电路,遇到问题(例如电压表改装时一个变阻箱阻值不够),培养学生遇到问题解决问题的能力。(1)用电表是日常生活中应用比较广泛的电学测量仪器,掌握多用电表的使用方法,对提高学生科学素养具有重要的意第5课时义。(2)教学中更要重视学生动手操作和实践能力的培养,在本节课的各个环节上,充分发挥了学生的能动性,学生积极参与到了课堂中来,课堂上有积极地思考,有高效的展示,有小组间的合作与探究,培养了学生的科学态度和科学责任。9.单元作业(1)教材课后习题1、2、3,自主学习锂电池原理,查资料了解锂电池的发展前景和局限性。(课时1)(2)教材课后习题1、3、5、6,查阅资料了解脂肪测量仪如何利用测电阻来工作的。(课时2)(3)教材课后习题1、2、3,自学游标卡尺原理,自制游标卡尺模型。(课时3)(4)教材课后习题1、2、3、4、5,(课时4)(5)教材课后习题1、2、3、5,练习使用多用电表。(课时5)11.1《电源和电流》教学设计一、设计思想学习是在相似的基础上不断建构新知识的过程,在教学中应充分挖掘与将学的新知识相似度高的原有知识与经验,。由于电流看不到摸不着,电流的产生过程也比较抽象,类比作为科学研究重要方法,在本节课中被大量的应用。受通过研究可见的力的作用效果来研究抽象的力的启发,本节一开始就引导学生通过研究电流引发的可见效应来研究微观的电流,所以本节教学设计突出的特点就是注重科学方法的渗透。本章从电流开始延伸到电阻、电功、电功率、电热、电动势等概念及电路结构、电路规律,所以正确理解电流概念是进一步学习电路知识的基础,本节的主要内容是电流的产生和描述。本案例从对“电火花”的研究出发,先探究瞬时电流产生的条件,再分析导体内持续电流是怎么产生的,然后分析恒定电流是怎么形成的,进而说明怎样定量描述电流的强弱以及影响电流的微观因素,内容安排从现象到本质,从定性到定量,层层递进。本节的难点是恒定电流的产生及定义式中q的理解。本案例通过巧用类比,细化过程,从恒定电势差到恒定电场最后从理论和实验两个角度说明恒定电流的特点。有效的突破了难点。另外,当导体内同时有正、负离子做定向移动时,怎么计算q也是学生容易困惑的地方。二、学习目标一、物理观念1、理解电流和电源的概念;2、了解导体中的恒定电场和恒定电流;二、科学思维1、通过对比静电平衡条件,引导学生思考电路中的电场特点和电荷运动情况,培养学生的逻辑推理能力;2、能从微观视角和宏观表现分析电流的形成,对统计方法有初步了解;能对他人观点提出有依据的质疑。三、科学探究1、通过实例对比,通过类比的方法理解电源的作用,引导学生思考持续电流形成的原因,培养学生利用物理语言归纳总结规律的能力;2、通过实验探究培养学生应用物理规律分析问题、解决问题的能力;四、科学态度与责任1、了解电源的作用,通过对常见电源的认识,体会电能的使用对人类生活和社会发展的影响。2、感受相似现象和规律,体悟物理世界的和谐美。三、课前准备课件,数字化实验仪器,自制教具,电路板,水果(盐水)电池材料、小电风扇、灯泡等四、重点难点重点:1.电流概念的建立和电流定义式。2.电流的微观表达。难点:1.恒定电流的产生及定义式中q的理解2.电流的微观表达。五、教学过程【教学活动过程设计】教学环节教学任务教师活动预测学生活动设计意图引发学生的思考,学生对将要学习的环节1单元引入内容有大致的了利用魔术“隔解。空取电”和学创设从生活实际出发,使学生认识到电生初中阶段形与人类生活密切相关,从而引出本成的认识“有情景单元的主题:电路及其应用。电源和闭合回路才有电流”引入的冲突,激发学生认真观察,积学生学习本课新课极思考,激发起学的兴趣,同时习本课的兴趣。培养学生的观新课引入察能力。通过魔术表演,激发学生学习兴趣,利用“不接电源,却有电流”的知识冲突,引出本节课题:电源和电流。[演示实验1]播放闪电视频后利用静电起电机制造“人工闪电”从人类对学生观察演示实验人类对电的研“电火花”并思考,积极回答究历程中对研究历程问题。“电火花”的环节2出发,通过通过问题链,引发对电流产生所问题1:金属球分研究是关键一演示实验需条件的探索。别积累正、负电荷,步。电流产和问题链,问题1:用静电场知识说明电火花是电荷量较多后,就通过演示静引出对电怎么形成的?会使两球之间产生引发学生思生条件流产生条(继续摇动起电机)强电场使空气分子考。教师引导、件的探究。问题2:如果在两球之间接导线,导电离。产生瞬间电交流、讨论,线中会不会有电流?流。启迪学生思问题3:你们怎么知道有电流?能看问题2:会有电流维,发展学生到电流吗?问题3:学生思考,科学方法的核问题4:初中都怎么研究电流的?看不见心素养,培养想个方法来判断导线中有无电流产问题4:电流表和学生的怀疑精生?用电器神。最终引导学生得出研究看不见的形成研究电流的方电流,需要观察看得见的效应的科 法。学方法,激发学生亲自实验的热情。体验“制造”电流的快乐,通过学生[学生分组实验1]引发电流产生分组实验条件的思考。“制造”瞬器材:导线、电池、电容器、小用充分发挥学生时电流,利电器(风扇、音乐盒、电子表、灯泡)的自主性,让用静电场等学生认真实验,在学生直观感受知识,通过利用电容器放电“制造”电流教师引导下思考并物理规律总结问题链引问题链积极回答问题。的一般方法。发思考讨问题1:观察到什么现象?以静电场知识论,总结出问题2:实验现象说明了什么?为基础,探寻电流产生问题3:用静电场知识解释电流为什电流产生最基的条件。么是瞬时的?(结合PPT)本的原理,拓学生讨论总结:电流产生的条件。宽学生思维广度。环节3持续电流产生的条件电源
学生观察实验,积极思考教师提出的利用带电问题。通过学生解答金属球“点通过讨论交流,反馈,掌握学亮”日光灯问题1:情,利用问题的演示实[演示实验2]学生容易想到获得引出对看不见验,引出持学生配合演示带电金属球点亮工作持续的电流需要有的电流的第二续电流产电压是220伏日光灯管。持续的电势差。种研究方法生条件的此实验起到承上启下的作用:既是问题2:类比。探究,得出对前面所总结电流产生条件的验怎么能有持续的电课题另一证,又引出了对持续电流的探究。势差对学生来说就关键词电设疑:比较难了,因为这源。问题1:怎么才能获得持续的电流?部分内容比较抽问题2:怎样才能有持续的电势差?象。[演示实验3]利用水流类比看不见的电流。引导学生观察并思考,在电学发展史学生思考怎么才能获得持续的水得出持续水流产生上,人们对电通过类比流?得出持续电流产生的必要条件的条件。源的研究最初水流,总结电源。利用电流和水流的就是利用类比出持续电电源的作用:搬运电荷,维持导体相似性,通过知识的方法。而本流产生的两端的电势差。迁移,总结出持续节课内容比较必要条件,电流产生的必要条抽象,与生活了解电源件要有个类似水中的一些常见的作用。泵的装置电源。现象进行类比,大大的降低了学生理解难度。分组实验:前面是理论分学生进行实验,体析,紧接设计学生体验验着简单的几件材学生体验活利用水果料,就能“制造”动,不仅仅是电池和盐出持续电流让用电激发学生兴水电池,[学生分组实验2]器工作的神奇。趣,加深学生“制造”持的理解,也为续电流。器材:导线、水果、食用盐、自来水、后面电流的定镁片、铜片、小用电器(风扇、音义埋下伏笔。乐盒、电子表、灯泡)等利用原电池“制造”持续电流最后了解各组让哪些用电器工作(为电流强弱的描述埋下伏笔)。设疑:除了电池,还知道哪些是电源?演示实验时:学生演示活动认识常见[演示实验4]请一位肺活量大的同一位同学到前面演的目的是活跃电源电学利用风扇转动给平板充电。示,其他同学观察课堂气氛、拓池,利用风过渡:实验。展学生的思扇给平板如果要持续稳定的充电,就需要有维,电源不仅充电见识持续稳定的电流,从而引出对持续限于电池,也不同的电稳定的电流即恒定电流的探究。不仅限于直流源。电源。持续稳定顾名思义就是一直有,且不随时间变化。继续类比,看看持学生观察水流,思用水流类比,续稳定的水流有什么特点?考持续稳定的水流可以很自然的[演示实验5]的特点。得到持续稳定设疑:回答:的电流产生的用水舀子转移水,水流是否稳定?问题1:当容器两条件、产生原观察持续如果用抽水机呢?端接上水泵,我们因。知识的获稳定的水发现水槽水位很快取的过程是学流的特点,就不再变化,这时生自主探究的环节4通过类比两端的差恒定。过程,学生理得出持续问题2:不变。意味解起来也比较持续稳稳定的电着每一个位置,有简单。流的产生多少水“流出”的定的电条件及特同时就有多少水点。在用抽水机转移水形成持续水流的“流入”,水管里的流即恒过程中,用水笔在水面上做标记。水处于动态平衡。设疑:问题3:水流稳定。定电流问题1:你观察到水位有什么特点?问题2:水的分布有什么特点?的产生问题3:水流是否稳定?受此启发,要得到持续稳定的电流,机制要加稳压电源,使导体两端有恒定的电势差。电荷分布也应该是稳定的,但也是处在你来我走的运动中。过渡:电荷为什么运动?受到电场力学生积极思考,回恒定电场的特导体中的电场是怎样的?答问题。回忆静电点和恒定电流场的知识,总结恒的形成过程是PPT展示:定电场的特点,了本节课的重难对比静电场,得出导体中的电场是解恒定电场和静电点。恒定电场各处电荷共同激发的,因电荷分布场的异同。有了前面水流的概念及不变,导体中激发的电场也不随时的启发,很容特点。间发生变化。易得出电荷分布的特点。进而得出恒定电场的概念和特点,为恒定电流的理解打下基础。通过问题链过渡:学生积极思考,主问题1:动回答问题。利用数字传感自由电荷在恒定电场中具体的会做问题1:器测电流随时什么运动?。恒定电场对电荷施间变化的图自由电荷问题2:电荷会一直加速吗?加电场力,促使电像,非常直观在恒定电提示:导线中的微观粒子除了自由荷加速定向运动。的显示了恒定场下的运电子就别无它物了吗?还有正离子问题2:不会电流的特点。动分析,从等微观粒子。问题3:很多。电子突出了不随时实验和理问题3:微观粒子的数目多不多?它在前进过程中会与间变化,也就论两个角们对潮水般涌过来的电子有什么影这些不动的粒子发是稳定的特度电场恒响?生碰撞,从而减速。点。从理论和定电流的电荷就会加速一碰撞一加速一实验两个角度概念及特碰撞,这样电路里有大量电荷定向得出恒定电点。运动的平均速率是不变的。观察电流随时间变流,培养学生虽然暂时不知道电荷的平均速化的图像严谨缜密的思率与电流有什么关系,先留着悬念。维习惯。研究物理问题的途径:除了理论,还有实验。用数字传感器测了加稳压电源的简单电路的电流随时间变化的图像,得出恒定电流的概念。大小和方向都不随时间变化的电流叫恒定电流。本单元主要研究恒定电流。环节5过渡:前面实验时,盐水电池能让小灯泡学生回忆思考,积从分组体验活电流的亮起来,水果电池却没能让灯泡亮极回答问题。从生动的实验结果起来,这是为什么?加水果电池灯活实例中得到启和生活实例出定义环节6电流的微观表达式
电流的定泡里有没有电流?有电流为什么灯发,自主得出电流发,拉近物理义的得出没亮?电流较弱(小)的定义。回忆初中概念与学生之和理解,通引出电流的定义,从车流量出发,所学电流的方向、间的距离。拓过对电解通过类比,让学生自己给电流下定单位等,通过对电宽学生视野,液中的电义。解液中的电流计算启迪学生思流计算加加深对电流的理维,发展学生深对定义解。的核心素养。的理解。实例分析除金属里自由电子外,其他形式的电流,加深对电流概念的理解。过渡:电流的具体形式是很多的,只要有电荷的定向移动,就存在电学生猜想,根据经流。验,大部分同学觉完整经历建立设疑:既然自由电荷在定向移动,得电荷定向移动的微观模型的过就有一个移动速率的问题。猜猜导速率是光速。程,培养学生建立微观体中电子的定向运动速率更接近哪建模能力。模型,推导一个?根据动画直观的看动画演示电荷电流的微蜗牛爬:人骑车;飞机飞;光速。到通过截面的电定向移动过观表达式顺势引出对微观表达式的探究。荷,学生自主推导程,辅助学生引导学生建立微观模型,解决问题出电流的微观表达推导,加深了式。印象。形成了流体模型建立的一般方法。利用PPT动画,直观显示出模型,学生自主推导出电流的微观表达式。对微观表达式的理解学生理解了每个字1、回答了之前所留悬念,nqs确定,v母的含义,通过几对电流微不变则电流I不变。个实例,学生积极观表达式2、材料的导电性能和哪个量有关?思考回答,就理解的理解了微观表达式的含义。灯管里产生的环节7观察思考,形成物实际是交流理学研究的目的是电,但电流产魔术解解密魔术,寻找基本原理的观生的基本原理利用电流念。一样的,有持密和小产生的基续的电流依然本原理解需要电源,没结释交流电有深入讲解,的形成。为学生以后学习交流电做了铺垫,使知识更有系统性。环节8小结学生自己总结,画思维导图,布置作业六、教学反思电源和电流是电学的入门,电流的概念是比较抽象的,在本节课教学时我重视学生的体验,设计了一些分组实验和演示实验,有助于激发学生的求知欲,培养终身探索的兴趣;让学生在探索并解决问题过程中,体会成功的快乐。教学中,我更注重方法的渗透,类比方法贯彻整节课,所举实例尽可能的联系生活,让抽象的知识通俗易懂。也有试图潜移默化,影响学生的价值观,让学生感受相似现象和规律,体悟物理世界的和谐美和简单美。11.2 导体的电阻教学设计一、设计思想本节教学内容看起来很简单,很容易理解,的确学生在学习这块内容时并没有什么难度。我觉得教材在这一块安排这部分内容有以下三方面考虑:一是对初中学习知识的深化,二是通过本节探究实验加强学生的科学探究的精神和态度,三是为下一节内容做铺垫。学生在初中学习过相关内容之后再来学习这一节基本上没有什么难度,可以说是水到渠成。二、学习目标一、物理观念知道电阻的定义式和决定式。知道电阻率的概念,知道电阻与电阻率的关系。二、科学思维理解电阻的定义式,进一步体会用比值法定义物理量的科学思想。利用实验探究得到的结论,通过科学推理和分析,得出导体的电阻率。三、科学探究利用电流传感器和电压传感器结合自己设计的实验探究L、S对导体电阻的影响,得出电阻定律和电阻率。设计实验,定性分析温度对电阻的影响。四、科学态度与责任通过超导现象的学习,和对中国科学家在这一领域的贡献介绍,提升学生学习物理的兴趣,激励学生树立远大理想目标。三、课前准备计算机,电流传感器,电压传感器,学生电源,电阻定律实验板,灯泡,打火机,导线等。四、重点难点1、教学重点:电阻的定义式R UI和决定式R Sl的理解和掌握;2、教学难点:通过实验得出电阻定律,理解电阻率的物理意义。五、教学过程【教学活动过程设计】教学环节教学任务教师活动预测学生活设计意图动创设播放视频“中国力量”学生观看视频,一方面导情景说说自己的观入新课,另环节1引入后感。一方面培新课养学生的引入新科社会责任感和爱国热情。环节2调节教师按照电路图接线,进行实验演示。学生观察实让学生金属丝接验现象,感受定性的感感受电入电路的导体对电流受导体对长度,观的阻碍作用。电流的阻阻察小灯泡碍作用,为的亮度变下一环节化,。做准备利用传感教师经行实验,并引导学生思考电压学生处理数据,通过分析器获取导与电流比值的物理意义,如图所示,调节学绘制电压随电图像引出体中的电生电源的电压值,来调节导体两端的电压和电流变化的图像,电阻的概压随电流流,通过传感器获取对应的电流和电压值,并通过图像研究念。变化的图导体对电流的环节3像,阻碍作用的描述方式。电阻概念的得且在计算机中绘制U—I图像。更换导体,再次实验。发现导体两端的电压随电流变化的图像出是过原点的倾斜直线,也就说明导体两端的电压与电流的比值不会随电流电压的变化而变化,那么这个比值又会因导体的不同而不同,所以,这个比值是一个可以用来表示导体某种特性的物理量,这个物理量用R表示,即RU。I进一步分析比较两个U—I图像可以发现,当电压相同时,R越大的导体电流越小,这说明R这个物理量可以反映导体对电流的阻碍作用,R越大导体的阻碍作用越强,R越小导体的阻碍作用越弱,在物理学中我们把这个表示导体对电流阻碍作用强弱的物理量叫作导体的电阻。教师板书:导体的电阻相关内容,包括定义,定义式和单位等。教师介绍:首先,教师引导学生从课堂导入的演示实学生结合手边让学生明研究影响验,去猜想导体电阻决定因素。的仪器认真听白我们的环节4导体电阻1、然后利用多媒体电路和实物向学生介绍研究讲,了解实验思探究思路的因素的路,为接下来的实验思路影响导体电阻的因素的实验思路。由于影响因实验做准备。素是多方面的,所以本实验采用控制变量进行实验思实验探究。利用电压表(电压传感器)和电流表(电流传感器),测出电压和电流,根据定义路分析式RU计算导体的电阻。I2、控制变量法进行分组实验:(3)保持导体横截面积和材料不变,实验设计电路图所示,将接入电路的导体的长度(L)设置为d、2d、3d、4d、,测出对应长度导体的电阻R1、R2、R3、R4、,填入下表,以导体的电阻为纵坐标、导体的长度为横坐标,绘制R图像。1234长度(L)电阻(R)通过图像得出结论:在保持导体横截面积和材料不变时,导体的电阻与导体的长度成正比。(4)保持导体长度和材料不变,实验设计电路图所示,将接入电路的导体的横截面积设置为s、2s、3s、4s、,测出对应横截面积的导体的电阻R1、R2、R3、R4、,观察数据,以导体的电阻为纵坐标、导体长度的倒数为横坐标,绘11234横截面积(S)电阻(R)通过图像得出结论:在保持导体长度和材料不变时,导体的电阻与导体的横截面积成反比。实验探究将学生分为四组,指导学生经行实验学生进行实验通过实验环节5第一组:用康铜丝探究导体电阻与导体长度的寻找各影关系,响因素与学生分第二组:用康铜丝探究导体电阻与导体横截面电阻的定积的关系,量关系组实验第三组:用镍铬合金丝探究导体电阻与导体长度的关系,探究第四组:用镍铬合金丝探究导体电阻与导体横截面积的关系。环节6实验结果教师组织学生展示实验结果,引导学生分析实各小组组长简提高学生展示验结果。单介绍自己的的参与度,学生进实验,向大家展让学生锻示实验数据和炼综合素行实验实验结果,得出质实验结论。结果汇数据展示:图像展示:报实验结论:分析实验教师根据学生的实验结果,带领学生进行如下学生跟随教师总结实验结果,通过分析:RL,R1,两者结合可以得出:思路总结实验结论,得出图像斜率结论,并且进一电阻率。环节7S意义的分RL,添加比例系数可得:RL步处理数据,比,引导实验结析,引出导SS较图像斜率,得体的电阻学生对比几个比例关系式,思考:RL出电阻率。中论得出率S的比例系数的物理意义是什么?如何获得比例系数?教师引导学生利用实验数据去作RL的图像,利用图像斜率去分析的物S理意义。由于学生实验中第一组和第二同学用的是康铜丝材料,第三组和第四组用的是镍铬合金丝种材料,所以第一组和第二同学得出的比例系数是相同的,第三组和第四组得出的比例系数是也是相同的。但是两组同学所得出的比例系数却是不同的,这说明,比例系数是由导体的材料决定的一个物理量,它反映了材料的导电性能,在物理学中我们把这个物理量叫作导体的电阻率。电阻率的教师引导学生分析表格数据,回答相关问题,学生观察表格让学生感学习并且进行演示实验,让学生感受电阻率与温度中的数据,回答知电阻率的关系。问题,观看实验的影响因现象,总结电阻素。率与温度的关让学生通过课本上常见材料在20℃的电阻系。率的表格了解常见材料的电阻率,提出以下两个问题:(1)通常用什么材料做导线?为什么不选择其环节8他材料?电阻率(2)表格上方说常见材料在20℃的电阻率,这里暗示我们电阻率与什么因素有关?学习学生思考讨论后分组回答:(1)通常选用铜做导线,一方面电阻率小,另外相对来说铜矿含量多;(2)电阻率除了与材料有关之外还与温度有关。教师通过下图实验,演示温度对导体的电阻率的影响。教师给钨丝加热,发现原来正常发光的小灯泡亮度变暗了,说明温度升高,钨丝的电阻增大了,而钨丝的长度和横截面积没有明显的变化,所以,是温度影响了导体的电阻率。等待钨丝冷却,灯泡回复原来亮度,反过来想,降低温度会让导体的电阻率减小,温度不断降低,电阻率不断减小,导体的电阻不断减小,当温度低到一定程度时,导体的电阻消失,这个时候导体对电流将无阻碍作用,我们把这种现象叫做超导现象。播放超导视频,激发学生的兴趣。简单介绍我国科学家在超导体方面取得的成就。(1)1987年赵忠贤院士研制出钇钡铜氧系超导体。(2)2022年中国科大,笼目结构超导体取得巨大进展。知识点提炼:(1)一般金属材料的电阻率随温度升高而增大,应用:金属温度计;(2)一般半导体材料的电阻率随温度的升高而减小,(3)有些材料的电阻率几乎不受温度的影响,应用:标准电阻(4)超导现象:一些金属在温度降低到特别低的程度时电阻减小为0的现象。课堂小结用思维导图的方式帮助学生总结本节课主要内学生在脑海中让学生学和布置作容,通过智慧课堂布置课下作业。构建相关知识习的知识业。的思维导图。更加成体系。1、自学“拓展学习伏安特性曲线”环节92、查阅资料,了解导体的电阻在各行业上的用途;3、完成智学网上的作业。六、板书设计11.2 导体的电阻一、电阻1、定义:导体两端的电压与通过导体的电流的比值。2、定义式:R UI3、单位:欧姆,4、物理意义:描述导体对电流阻碍作用大小的物理量。二、影响导体电阻的因素1、实验:控制变量法12、实验结果:R l,R S1、电阻定律:同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比;导体的电阻还与构成它的材料有关。2、表达式:R lS3、电阻率: 由材料和温度决定。七、教学反思电学实验对学生动手能力要求较高,所以课堂实验会占据大量课堂时间,这一点需要老师有所掌控,课堂中教师可以多指导学生实验,帮助学生来完成实验,注意引导学生对实验结果的分析,以提升学生的科学思维能力。11.3《实验:导体电阻率的测量》教学设计一、设计思想《实验:导体电阻率的测量》是《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》必修课程必修3模块中“电路及其应用”主题下的内容。课程标准要求为:会测量金属丝的电阻率。在实验过程中,让学生了解游标卡尺和螺旋测微器的工作原理,在测量导体直径的实验中,学会正确使用螺旋测微器,培养学生在科学实验中严谨的科学态度。本节包括两个学生分组实验,首先要求学生掌握游标卡尺和螺旋测微器的原理、使用与读数方法,为测量金属丝直径做准备。教学中要求学生理解长度测量工具的原理,在掌握原理基l础上掌握读数方法。测量金属电阻率的理论基础是电阻定律R=ρS,根据表达式分析需要测量的物理量和每个物理量的测量方法。用伏安法测电阻涉及电流表内接和外接,由于金属丝电阻与电流表内阻在同一数量级,选择电流表外接测量误差较小。学生在第2节学习了金属导体电阻的决定式,从电阻定律推理得到电阻率的测量表达式,学生能理解测量电阻率的原理、分析需要测量的物理量。学生初中已经学习了电压表和电流表的连接方法,但对电表读数规则不熟悉,可以举例帮助学生理解电流表和电压表读数方法。二、学习目标一、物理观念学生体会科学探究与逻辑思维相结合的物理观念,体验逻辑思维的力量。二、科学思维培养学生控制变量,利用实验抽象概括出物理规律的能力三、科学探究用控制变量法,探究导体电阻的决定因素四、科学态度与责任通过电阻温度计的教学,培养学生理论联系实际、学以致用的思维品质三、课前准备课件,自制教具,展示电路电学仪器,胶片等四、重点难点重点:测量金属电阻率原理难点:游标卡尺和螺旋测微器得工作原理、连接实物电路图五、教学过程【教学活动过程设计】环节 教师活动 学生活动 设计意图播放饮用水被污染的新闻视频。学生观看视利用身边的饮用水频,知道纯为例,引净水水质指入问题。学生有相标之一“电应的生活导率”。经验,更容易开展知道电导率教学。同和电阻率之时也能激导图1间是倒数关发学生的实践激入引入电导率是检验水质合格的标准之一,电导率是电阻率的系。情。新倒数,我们能不能自制简易检测水质的仪器?课讲授实验思路:如何测量金属丝的电阻率?学生相互讨问题1:新课问题1:原理是什么?论,以小组是从电阻原理:电阻率ρ=RS为单位,回定律变形l物理量的测量:电阻丝的有效长的的测量l、电阻丝直径的测量S、答问题1、2、得到的。电阻R3。问题2、问问题2:金属丝的横截面积S可以直接测量得到吗?题3:均若不能,需要测量哪些量?是从原理如何计算横截面积S?10分度和出发设计的问题。导体截面积S不能直接测量,可测出金属丝直径d,截面积20分度的游在问题中πd2RS=π(d)2.可得电阻率的计算表达式,ρ=标卡尺,观涉及仪器4l2两种测量仪器的使用:游标卡尺和螺旋测微器看“利用橡的选择和——游标卡尺:(1)结构(图2)皮筋显示等使用。采比例缩小”,用引导和展示错位放启发式的大的原理。教学方拓展到50式,发展学生的逻内测量爪紧固螺钉深度尺分度也是同辑思样的道理,维能力。主尺并说明50问题4是游标尺分度的有标让学生的外测量爪尺的表示细理论知识微变化。和实际操图2作之间产生矛盾,(2)原理——错位放大原理激发学生学习的兴趣,培养学生的批图3判思维。设计学生竞也是为后答环节,练面的实验习使用,并误差分析调动气氛。做好铺垫。图4问题(3)使用5:由于电测量笔筒的内径、外径、深度阻率的影(4)读数响因素之规格10分度20分度50分度一“温度”,在实精确度0.1mm0.05mm0.02mm验中一定同上表1要尽量做利用GGB软件,练习读数到即测即——螺旋测微器:断,同时还应让电(1)结构(图5)5(2)原理——放大原理(3)使用测量金属丝的直径(4)读数示数=主尺读数+可动刻度(需要估读)×0.01mm利用GGB练习读数问题3:如何测量金属丝的电阻?常用的是伏安法测电阻。问题4:设置电流表的接法?由于电压表和电流表均不是理想电表,需要考虑系统误差,所以该部分采用试触法决定电流表的内外接。试触法:6图7内接法
学生动手操作,在实践中观察电流表的两种接法,在实践中分析先择电流表外接。问题5:研究影响电阻率的影响因素。如何尽量减小电流的热效应对金属丝电阻率的影响。
阻丝的电压、电流尽量小,减小电流热效应。发展学生的高阶思维。也是为后面的实验误差分析做好铺垫。利用GGB软件,动态演示分压式和限流式电路,激发学生的求知欲。研究电阻丝两端电压或者流经电流的大小变化,锻炼学生的逻辑思维能力。图8外接法理论分析:由于实验中使用的铜丝,镍铬合金丝,导线的长度为50cm左右,粗细为0.500mm左右,所以金属丝的阻值为几欧姆,一般实验中电压表的变化比较明显,所以采用电流表外接法。问题5:满足大范围内测量,怎么连接滑动变阻器?给学生提滑动变阻器选择分压式接法,电阻两端的电压可以从“0”开供动手操作的机始调节,而且电压的调节范围较广,可以实现测量多组数据。会,在实综上所述:际操作从整体的角中,培养度,设计规学生的动划实验电手实践能图9限流电路路。力,提高学生的安全意识。10分压电路由以上分析可得,控制电路如下图:图11实验原理图图12实物图实验小组安排:实验中根据学生人数,分成四组。在实验中提供了两种粗细的镍铬合金丝,两种粗细的康铜丝,长度均不受限制。第一组:研究0.2mm粗细,长度分别为25cm和50cm康铜丝0.2mm康铜丝25c U/VI/A50cU/VI/A横坐标表2第二组:研究0.4mm粗细,长度分别为25cm和50cm康铜丝0.4mm康铜丝25c U/VI/A
通过对数据的处根据各自小理,培养组配备的实学生严谨验器材,理的科学态清实验操作度,追求的思路。实事求是,能在测量接入电实践中培路的有效长养学生核度和金属丝心素养。直径。按照电路图连接实物,正确连接,正确操作。小组合作对数据进行处理。比对实验结果和参考数据之间的差异,并能进行正确的误差分析。横坐标m50c U/VI/A横坐标3第三组:研究0.2mm粗细,长度为25cm和50cm镍铬合金丝0.2mm镍铬合金丝25c U/VI/A50cU/VI/A横坐标4第四组:研究0.4mm粗细,长度为25cm和50cm镍铬合金丝0.4mm镍铬合金丝25c U/VI/A横坐标50c U/VI/A横坐标5数据处理:图13结论:不同的金属的电阻率跟材料有关参考数据:镍铬合金的电阻率为1.0×10−6Ω·m康铜丝的电阻率为1.7×10−8Ω·m误差分析:系统误差1、电阻测量时,因为电表均不是理想电表2、因为电流的热效应。偶然误差3、测量接入电路中的长度和电阻丝直径4、电表的读数。实验总结:如何测量电阻率课堂1、根据电阻定律,变形找到电阻率测量的原理。小结2、根据原理,测量相应的物理量学生总结3、根据实际情况,设计实验电路,正确连接电路4、实验的数据分析、误差分析板书六、教学反思教学内容的安排上,量大,梯度明显。学生理解两个测量仪器原理有难度,若能有直观的物品展示,效果会更好。学生在连接实物电路、操作实验、数据处理方面还有进步空间。根据学生的学习情况,安排适量的教学内容,选择可视的教学手段增强学生的感性认识,激发学习兴趣。在数据处理方面还需要强化数理结合的观念,提高学生处理数据的能力。11.4《串联电路和并联电路》教学设计一、教材分析本节课所采用的教材是人教版高中物理必修3第11章第4节的内容,本节教材内容主要的知识线索:根据“恒定电流电路内电荷的稳定分布”分析得出串、并联电路的电流关系;根据电势和电势差的概念,通过理论分析得到串、并联电路的电压关系;在此基础上,得到串、并联电路的电阻关系。然后,从应用角度出发,通过对电表量程的改装、电流表和电压表电路模型的建立等内容使知识得以拓展。教学中要通过分析,让学生体会到高中与初中的区别,提高理论分析能力,与初中相比,本节教材内容注重串、并联电路有关规律的理论推导和实际应用。注重学生逻辑思维能力的提高。二、学情分析本节课是在初中已有串并联电路知识的基础上,进一步归纳总结出串联电路和并联电路的电流特点、电压特点,并进一步推出串联电路和并联电路中电阻的计算方法.学生已经有了一定的基础,但高中知识的综合性、难度都加大了,要求学生认真对待,而不是还沉浸在对初中串、并联电路规律的应用上。三、学习目标一、物理观念通过对电表量程的改装构建电流表和电压表电路模型。二、科学思维通过推导电流,电压关系和串、并联电路的电阻关系,培养提高学生的逻辑思维能力。三、科学探究通过对电表改装的分析,提高学生综合运用物理规律来分析解决问题的能力。四、科学态度与责任通过本节课的教学活动,要培养学生的应用意识,引导学生关心实际问题,有志于把所学物理知识应用到实际中去。四、重点难点重点:熟练掌握串并联电路的特点以及电阻的串并联的计算。难点:表头G改装成大量程电压表V和电流表A的原理,并会计算分压电阻和分流电阻。五、课前准备多媒体课件、数字化实验仪器、自制教具等。六、教学过程教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图回顾前面所学内容:一个导体的电阻和影响导体电阻的因素。学生回忆初中温故而知新通过提出问题:电路中可能不止一个电阻,它们可串、并联电路思考电阻R1、R2能串联或者并联在一起同时使用。例如把两个电阻知识,思考如串联或并联引起R1、R2串联或并联后看成一个电阻R,这个电阻R果把两个电阻学生学习的兴跟R1、R2应该是怎样的关系呢?R1、R2串联趣。R1R2导入新课或并联后看成一个电阻R,它们应该是怎样的关系?R1R2今天我们用高中物理知识做进一步分析。一、串、并联电路中的电流讲授新课1.串联电路中的电流(1)提问:串联电路中的电流处处相等,怎思考问题给出学生通过实验感一、串、并么证明?为什么呢?方案受串并联电路规联电路中利用DIS演示实验,直观说明串联电路并联电观察实验现象律的电流路电流关系。我们能不能从物理原理得到这个规律呢?恒定电流电路中各处电荷的分布是稳定的,即电路中各处的电荷分布保持不变,所以相同时间内通过0、1、2、3各点的电荷量必然相等。q0q1q2q3q0=q1=q2=q3I0=I1=I2=I3tttt串联电路中的电流处处相等。2.并联电路中的电流(1)提问:并联电路的总电流等于各支路的电流之和,为1什么呢?40253 6(2)恒定电流电路中各处电荷的分布是稳定的,即电路中各处的电荷分布保持不变,所以相同时间内通过流过干路0点的电荷量等于进入各支路1、2、3各点的电荷量之和。q0q1q2q3q0=q1+q2+q3I0=I1+I2+I3tttt并联电路的总电流等于各支路电流之和。二、串、并联电路中的电压
学生推导出串 锻炼学生逻辑思联电路和并联 维能力。让学生电路的电流规 体会到高中与初律。 中的区别,提高理论分析能力。二、串、并联电路中的电压
1.串联电路中的电压提问:串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和。为什么呢?0 2 3φ0 φ1 φ2 φ3如图各点的电势与各点之间的φ电势差之间的关 系 : U01 0 1,U12 1 2,U23 2 3因此:U01 U12 U23 0 3 U03串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。2.并联电路中的电压并联电路的总电压与各支路电压相等,为什么呢?思考:如图不考虑导线的电阻,0、1、2、3各点之间的电势关系?4、5、6点的电势关系呢?0142536Uφ0=φ1=φ2=φ3 φ4=φ5=φ6因此,并联电路的总电压与各支路电压相等
根据电势和电势差的概念,通过理论分析得到串、并联电路的电压关系。三、串、并联电路中的电阻
U1U2U3三、串、并联电路中的电阻1.串联电路中的电阻如图两个电阻R1、R2串联起来接到电路里,作为一个整体,它相当于一个电阻R,这个电阻的大小与原来两个电阻的大小有什么关系?IR1R2U1U2U由于R1与R2是串联的,它们两端的总电压U等于两个电阻两端电压U1、U2之和,即U=U1+U2由R UI,通过这两个电阻的电流I是一样的,上式两边都除以电流I,即UIUI1UI2可得R=R1+R2如果n个电阻串联,那么R=R1+R2+…+Rn即串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和。I1 R12.并联电路中的电阻I2R2
根据欧姆定律推导串并联电路电阻。
帮助学生进一步理解串并联电路的电阻关系。U如图所示,在并联电路中,I=I1+I2由R UI,两个电阻上的电压U是相同的,把上式两边都除以U,得UIUI1UI2可得:R1=R11+R12如果n个电阻并联,那么111RR1R2Rn即并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。思考讨论:①n个相同的电阻并联,总电阻为一个电阻的—————————;②若不同的电阻并联,总电阻———————其中最小的电阻;③若某一支路的电阻增大,则总电阻——————————;④若并联的支路增多时,总电阻将——————;⑤当一个大电阻与一个小电阻并联时,总电阻接近——————。
学生思考讨论问题并填空
教师设置思考题,引导学生做更进一步思考,学生运用学到的思考:在家庭电路中,为什么用电高峰时灯泡知识分析总结电发暗,使用大功率的电炉、电热器时灯泡也发暗,路参量变化特断开后灯泡马上又亮起来?点,为后面深入研究做准备。分析生活现象,学以致用某同学想描绘标有“2.5V,0.3A”的小灯泡伏安特性曲线,可是只有如下器材,同学们可以帮他完成任务吗?四、电压表和电流表的电路结构小量程电流表(表头)(1)工作原理:通电后,线圈在磁场力的作用下带动指针偏转,电流越大,指针偏角越大。(2)从电路的角度看,表头就是一个电阻,遵从欧姆定律。通过表头的电流是可以从刻度盘上读出来的。(3)表头的三个特征量①内阻Rg:表头的电阻Rg叫作电流表的内阻。②满偏电流Ig:指针偏转到最大刻度时的电流Ig叫作满偏电流。③满偏电压Ug:表头通过满偏电流时,加在它四、电压表两端的电压Ug叫作满偏电压。和电流表的电路结构阅读课文了解小量程电流表学生体会表头就是一个电阻。由欧姆定律可知:Ug=IgRg表头的满偏电压Ug和满偏电流Ig一般都比较小。
电流表内阻是2.表头G改装成大量程的电压表U2500Ω,在刻任务一:如何用小量程的电流表测大电压? 度盘上标出相任务二:串联电阻R=2500Ω,改装电表的 应的电压数据。量程是多大?任务三:串联多大电阻,改装后电表量程是3V?它们完全遵从电任务四:改装后电压表的内阻是多大?阻的串、并联规U律.认识电表的IgRgUR这一电阻模型可IgRgR为灵活解决电路问题奠定很好的V基础。URUIgRgURg(U1)RgIgIgUgURV Ig R Rg3.表头G改装成大量程的电流表任务一:如何用小量程的电流表测大电流?任务二:并联电阻R=2500Ω,改装电表的量程是多大?任务三:并联多大电阻,改装后电表量程是0.6A?任务四:改装后电流表的内阻是多大?IgRg学生讨论如何I Ig RgIR RIIgRg(IIg)RRIgRgIIgRA提出问题:理论需要实践检验,怎么证明我们改装的是否正确?利用Notebook介绍电路连接方式。请同学们把桌上Ig=300uA、Rg=2500Ω的电流计改装成0〜3V的电压表和0〜0.6A的电流表!
解决问题,提出方案,分组实验,把桌上Ig=300uA、Rg=2500Ω的电流计改装成3V的电压表! 通过阶梯式任务设置,培养学生运用已有知识解决问题的能力。在教师的引导下分析解决问题教师指导学生实验。分析比对改装表和标准表实验数据,说明改装
学生讨论如何解决问题,提出方案,分组实验。成功。综上,我们可以看出电表是一个可以显示两端电压或通过它电流的电阻。4.理想电表和实际电表提问:实际电表视为理想电表的条件是什么?当与电压表并联的电阻远小于电压表内阻,或对实验精度要求不高时,可以把电压表看做理想表。需要标准的电当与电流表串联的电阻远大于电流表内阻,或压表和电流表对实验精度要求不高时,可以忽略电流表的内阻,进行比对。看做理想表。培养学生实事求是的科学态度。学生体会理想电表和实际学生体会理想化电表的差异。模型的意义1.串联电路I=I1=I2=…=InU=U1+U2+…+UnR=R1+R2+…+Rn2.并联电路I=I1+I2+…+InU=U1=U2=…=Un梳理自己本节根据学生表述,1111所学知识进行查漏补缺,并有RRRR12n交流。针对性地进行讲3.表头在电路中就是一个电阻,是一个小量程解补充,明确本的电流表节课重难点知课堂小结4.表头改装成大量程的电压表串联一个大的分识。压电阻5.表头改装成大量程的电流表并联一个小的分流电阻作业课本71页第4题第5题巩固所学知识板书一、串、并联电路中的电流1.串联电路中的电流处处相等I=I1=I2=…=In2.并联电路的总电流等于各支路电流之和I=I1+I2+I3+…二、串、并联电路中的电压1.串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和:U=U1+U2+U32.并联电路的总电压与各支路电压相等:U=U1=U2=U3。三、串、并联电路中的电阻R=R1+R2+…+Rn111RR1R2Rn四、电压表和电流表的电路结构1.表头在电路中就是一个电阻,是一个小量程的电流表2.表头改装成大量程的电压表串联一个大的分压电阻3.表头改装成大量程的电流表并联一个小的分流电阻七、教学反思对于串、并联电路的电流、电压和电阻规律,采用问题链方式,引导学生逐个解决问题,最终推导出物理规律,让学生将本节内容与前面学习的恒定电场、电势知识等联系起来,而不能让学生机械记忆这些规律。电流表改装采用探究式教学方法,提出问题激发学生兴趣,让学生通过讨论提出解决方案,通过实验进行验证,培养学生解决实际问题的能力,同时也获得学习的成就感。学生动手动脑切实理解分压电阻和分流电阻的含义,时间有点紧探究不够深入。11.5实验:练习使用多用电表一、教材分析本节是学生分组实验课,教科书先介绍多用电表的表盘和功能区域,然后介绍如何正确使用多用电表进行测量,包括调零、选挡、连接、使用后复位,最后介绍数字式多用电表的特点。教学的重点是认识和使用多用电表,而不是多用电表的原理,特别是欧姆挡的原理,要在下一章讲完闭合电路的欧姆定律才能讲清楚。本节的难点不是思维上的跨度,而是如何引导学生进行正确、规范的操作,养成良好的实验习惯。二、核心素养目标1.物理观念:通过操作实验,让学生形成严谨科学态度的观念。2.科学思维:通过应用多用电表测量电阻和电压,培养学生的动手实践能力和严谨的逻辑思维能力。3.科学探究:通过操作多用表测电流、电压、电阻,感受使用多用表的过程。4.科学态度与责任:通过分组实验活动,激发合作意识,养成严谨科学态度,增强理论联系实际的自觉性。三、教学重难点重点:多用电表测电阻以及多用电表正确使用的方法和读数。难点:使用多用电表测电阻的的操作规范。四、教具准备指针式多用电表,数字式多用电表,电源,开关,滑动变阻器,电压表、电流表、小灯泡,定值电阻,二极管,导线等。五、教学方法演示、实验、讲授、讨论、对比六、课时安排课时七、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图展示伏安法测小灯泡电阻实验学生认真观察,读回顾旧知,检的实物连接图,电压表并联在小灯泡出电压表、电流表查学生对电压两端,电流表串联在电路中,闭合开示数,激发起学习表、电流表读导入新课关,调节滑动变阻器,小灯泡发光,本课的兴趣。数掌握的情请学生读出此时电压表和电流表的况,激发学生示数。根据部分电路欧姆定律,算出学习本课的兴灯泡的电阻。趣,以及培养在这个实验中,我们分别用到了学生的观察能电压表,电流表来测量电压,电流,力。进而得出电阻值,为了测量更加方便,今天我们带来了一种多功能仪表,它既能测直流电压,直流电流,又能测交变电压,交变电流以及电阻,这就是多用电表。一、认识多用电表首先让学生认真观察多用电表的外形图。【活动】展示缺少部分标识的多用电表的外形图展板,引导学生填补展板上遗漏的参数和元件符号。新课教学师生互动,共同认识多用电表的表盘和功能区域,了解基本使用方法:1.使用前应该调整指针定位螺丝,使指针指到零刻度。2.使用时,应先将选择开关旋转到与被测物理量对应的位置上并选择合适的量程。3.不使用的时候应该把选择开关旋转到OFF位置或交流电压最高挡,拔出表笔。如果长期不用,将电池取出。认识了多用电表的表盘和功能区域,了解了基本使用方法,首先请学生练习使用多用电表测量刚才闭
学生观察多用电表的外形图,认识多用电表的外部结构,测量功能及基本使用方法。
培养学生认真
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