物理闭合电路欧姆定律教学设计+-2024-2025学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册

《第一节闭合电路欧姆定律》第1课时教案学科高中物理年级册别必修课共1课时教材鲁科版授课类型新授课第1课时教材分析教材分析本节课是高中物理必修课程中的重要章节，主要介绍了闭合电路欧姆定律及其应用。教材通过实验、理论推导和实际问题的解决，帮助学生理解电源电动势、内阻、外电阻以及它们之间的关系。教材首先介绍了电动势的概念，解释了电源如何将其他形式的能量转化为电能，并通过实验测量不同电源的电压值，引导学生认识电动势的本质。接着，教材详细讲解了闭合电路欧姆定律的推导过程，结合人工瀑布的能量转化类比，形象地展示了非静电力和静电力在电路中的作用。最后，教材通过实验探究电源的内阻，分析了路端电压与外电阻的关系，帮助学生掌握闭合电路中电流、电压的变化规律。教材还提供了例题和习题，帮助学生巩固所学知识，培养解决实际问题的能力。学情分析高一学生已经具备了一定的物理基础，尤其是在初中阶段学习了部分电路欧姆定律，对电流、电压、电阻等基本概念有一定的了解。然而，对于闭合电路中的复杂情况，如电源内阻、电动势等概念，学生的理解可能还不够深入。此外，学生在实验操作和数据分析方面的能力还有待提高，特别是在处理多个变量的情况下，容易出现思维混乱。因此，在教学过程中，教师应注重从学生已有的知识经验出发，通过实验和类比的方式，帮助学生逐步建立对闭合电路欧姆定律的理解。同时，教师应关注学生的思维发展特点，设计多样化的学习活动，鼓励学生自主探究，培养他们的科学思维和解决问题的能力。对于学习困难的学生，教师可以提供更多的指导和帮助，确保每个学生都能跟上教学进度。课时教学目标物理观念1.理解电动势的概念，知道电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，能够解释电动势与电压的区别。

2.掌握闭合电路欧姆定律，能够用公式E=IR+Ir描述闭合电路中电流、电压和电阻的关系。

科学思维1.通过实验探究电源的内阻，培养学生观察、分析和归纳的能力，能够根据实验数据得出结论。

2.通过类比人工瀑布的能量转化过程，帮助学生理解非静电力和静电力在闭合电路中的作用，培养学生的抽象思维能力。

科学探究1.设计并完成探究电源内阻的实验，能够正确使用电压表、电流表等仪器进行测量，记录并分析实验数据。

2.通过讨论和交流，能够提出改进实验方案的方法，培养学生的合作意识和创新能力。

科学态度与责任1.在实验过程中，培养学生严谨的科学态度，注重实验操作的规范性和数据的准确性。

2.通过分析短路的危害，增强学生的安全意识，培养学生爱护公共财产的责任感。教学重点、难点重点1.电动势的概念及其物理意义。

2.闭合电路欧姆定律的推导及应用。

3.路端电压与外电阻的关系。

难点1.区分电动势与电压的区别，理解电动势的本质。

2.探究电源内阻的实验设计及数据分析。

3.理解非静电力和静电力在闭合电路中的作用机制。教学方法与准备教学方法讲授法、实验探究法、类比法

教具准备干电池、蓄电池、电压表、电流表、小灯泡、导线、开关、多媒体课件教学环节教师活动学生活动导入新课创设情境(1)展示生活中常见的电源设备（如手机充电器、汽车电池等），提问学生这些设备是如何为电路提供持续电压的？

(2)引出本节课的主题——闭合电路欧姆定律，介绍本节课的学习目标。

(3)通过展示课本图4-1闭合电路示意图，引导学生回顾初中所学的部分电路欧姆定律，引出闭合电路的概念。

(4)提问学生：为什么不同类型的电源（如干电池、蓄电池）提供的电压不同？这背后的原因是什么？

(5)介绍电动势的概念，解释电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量。

(6)通过类比人工瀑布的能量转化过程，帮助学生理解非静电力和静电力在闭合电路中的作用。

(7)展示课本图4-4人工瀑布的能量转化模拟图，进一步解释电源内部非静电力的作用机制。

(8)引导学生思考：如果电源内部没有非静电力，电路中的电流会如何变化？

引入实验(1)介绍即将进行的实验——探究电源的内阻，说明实验的目的和步骤。

(2)准备实验器材：干电池、蓄电池、电压表、电流表、小灯泡、导线、开关。

(3)指导学生连接电路，确保电路连接正确无误。

(4)提醒学生注意实验安全，避免短路现象的发生。

(5)让学生分别测量不同电源两极间的电压值，记录数据。

(6)引导学生比较不同型号干电池和蓄电池的电压值，分析其差异。

(7)提问学生：为什么同类型的电源电压相同，而不同类型电源电压不同？

(8)总结实验结果，得出电动势的定义：电源未接入外电路时两极间的电压称为电动势。1.观察教师展示的电源设备，思考并回答问题。

2.回顾初中所学的部分电路欧姆定律，理解闭合电路的概念。

3.通过类比人工瀑布的能量转化过程，初步理解非静电力的作用。

4.参与实验，按照教师指导连接电路，测量并记录数据。

5.分析实验结果，讨论不同电源电压差异的原因。评价任务1.电动势理解：☆☆☆

2.实验操作：☆☆☆

3.数据记录：☆☆☆设计意图通过创设生活化的情境，激发学生的学习兴趣，帮助学生从已有知识出发，逐步理解电动势的概念。实验探究环节的设计旨在培养学生的动手能力和科学思维，让学生通过亲身体验，加深对电动势和电源内阻的理解。讲授新知活动一：电动势与电压的区别讲解电动势的概念(1)通过课本图4-2测量电源两极间的电压，再次强调电动势的定义：电源未接入外电路时两极间的电压称为电动势。

(2)解释电动势与电压的区别：电动势是电源自身的特性，反映了电源将其他形式的能量转化为电能的本领；而电压则是电路中两点之间的电势差。

(3)通过实例分析，帮助学生理解电动势与电压的区别。例如，干电池的电动势为1.5V，但当它接入电路后，实际测得的电压可能会小于1.5V，这是因为电源内部存在内阻，导致部分电压降落在内阻上。

(4)提问学生：为什么电动势和电压会有差异？引导学生思考电源内阻的影响。

(5)通过课本图4-6内外电路电势降落示意图，解释内电压和外电压的概念，帮助学生理解闭合电路中电势的变化规律。

(6)引导学生思考：如果电源内阻为零，电路中的电流和电压会如何变化？

(7)通过例题分析，帮助学生掌握电动势和电压的计算方法。例如，给定一个电源的电动势和内阻，计算外电路两端的电压。

(8)总结电动势与电压的区别，强调电动势是电源自身的特性，而电压是电路中两点之间的电势差。

讲解闭合电路欧姆定律(1)通过课本图4-3内外电路中能量转化示意图，解释闭合电路中能量的转化过程。在外电路中，电场力对电荷做正功，将电荷减少的电势能转化为其他形式的能；而在电源内部，非静电力对电荷做功，将电荷的电势能增加，电源将其他能转化为电能。

(2)引导学生思考：闭合电路中的电流大小与哪些因素有关？

(3)通过课本图4-6内外电路电势降落示意图，解释闭合电路欧姆定律的推导过程。在外电路中，电流由高电势点流向低电势点，电势差为外电压；在内电路中，电流由负极流向正极，电势差为内电压。根据能量守恒定律，电源内部电势的升高等于内外电路电势的降落之和，即E=U内+U外

(4)通过部分电路欧姆定律U外=IR和U内=Ir，推导出闭合电路欧姆定律的表达式E=IR+Ir。

(5)通过例题分析，帮助学生掌握闭合电路欧姆定律的应用。例如，给定一个电源的电动势、内阻和外电阻，计算电路中的电流。

(6)引导学生思考：如果外电阻增大或减小，电路中的电流和电压会如何变化？

(7)通过图4-8观察路端电压随外电阻变化的现象，解释路端电压与外电阻的关系。当外电阻增大时，电路中的电流减小，路端电压增大；当外电阻减小时，电路中的电流增大，路端电压减小。

(8)总结闭合电路欧姆定律的应用，强调该定律在分析复杂电路中的重要性。1.通过教师讲解，理解电动势与电压的区别，掌握电动势的定义。

2.通过例题分析，掌握电动势和电压的计算方法。

3.通过教师讲解，理解闭合电路欧姆定律的推导过程，掌握其应用。评价任务1.概念理解：☆☆☆

2.公式应用：☆☆☆

3.问题思考：☆☆☆设计意图通过详细的讲解和实例分析，帮助学生区分电动势与电压的概念，掌握闭合电路欧姆定律的推导过程和应用。例题分析和问题思考环节的设计旨在培养学生的逻辑思维能力和解决问题的能力。实验探究活动二：探究电源的内阻实验设计(1)介绍实验目的：探究电源的内阻对闭合电路中电流和电压的影响。

(2)通过课本图4-5所示的实验电路图，解释实验装置的组成和工作原理。A组电源为四节干电池，B组电源为三节蓄电池，两组电源的电动势均为6V。将它们与额定电压为6V的小灯泡、电压表、电流表、开关按图示电路连接。

(3)提醒学生注意实验安全，避免短路现象的发生。

(4)指导学生分别闭合开关S1和S2，观察小灯泡的亮度和电流表、电压表的示数。

(5)引导学生思考：为什么两组电源的电动势相同，但电流和电压的测量结果却不同？

(6)通过实验数据，分析电源内阻对闭合电路中电流和电压的影响。解释内阻的存在会导致部分电压降落在内阻上，从而影响外电路两端的电压。

(7)提问学生：如果电源内阻为零，电路中的电流和电压会如何变化？

(8)总结实验结果，得出结论：电源内阻会影响闭合电路中电流的大小，内阻越大，电流越小，外电路两端的电压也越小。

实验拓展(1)介绍另一种测量电源电动势和内阻的方法：通过改变外电阻的大小，测量不同外电阻下的电流和电压，利用闭合电路欧姆定律列方程求解。

(2)通过课本图4-7所示的电路图，解释实验装置的组成和工作原理。给定两个不同外电阻R1和R2，分别测量两种状态下的电压和电流。

(3)引导学生根据实验数据，列出两种状态下的闭合电路欧姆定律方程，联立求解电源的电动势和内阻。

(4)通过例题分析，帮助学生掌握该方法的应用。例如，给定R1=9Ω,R2=5Ω，电压表读数分别为2.7V和2.5V，求电源的电动势E和内阻r。

(5)引导学生思考：如果考虑电压表的内阻，测量结果会受到怎样的影响？

(6)总结实验拓展内容，强调该方法在实际应用中的重要性。

(7)通过讨论，帮助学生理解实验误差的来源及如何减小误差。

(8)引导学生思考：如何设计更精确的实验来测量电源的电动势和内阻？1.按照教师指导，连接实验电路，测量并记录数据。

2.分析实验数据，讨论电源内阻对电流和电压的影响。

3.通过教师讲解，理解测量电源电动势和内阻的方法。

4.参与讨论，提出改进实验方案的建议。评价任务1.实验操作：☆☆☆

2.数据分析：☆☆☆

3.结论总结：☆☆☆设计意图通过实验探究环节，培养学生的动手能力和科学思维，帮助学生理解电源内阻对闭合电路中电流和电压的影响。实验拓展内容的设计旨在引导学生思考更精确的测量方法，培养学生的创新意识和解决问题的能力。课堂总结回顾知识点(1)回顾电动势的概念及其物理意义，强调电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量。

(2)回顾闭合电路欧姆定律的推导过程及应用，强调该定律在分析复杂电路中的重要性。

(3)回顾电源内阻对闭合电路中电流和电压的影响，解释内阻的存在会导致部分电压降落在内阻上，从而影响外电路两端的电压。

(4)回顾路端电压与外电阻的关系，解释当外电阻增大时，电路中的电流减小，路端电压增大；当外电阻减小时，电路中的电流增大，路端电压减小。

(5)引导学生思考：如何利用闭合电路欧姆定律解决实际问题？

(6)通过例题分析，帮助学生掌握闭合电路欧姆定律的应用。

(7)引导学生思考：如果考虑电压表的内阻，测量结果会受到怎样的影响？

(8)总结本节课的重点内容，强调电动势、闭合电路欧姆定律、电源内阻和路端电压与外电阻的关系。

布置作业(1)完成课后习题，巩固所学知识。

(2)预习下一节课的内容，思考如何利用闭合电路欧姆定律解决实际问题。

(3)尝试设计一个实验，测量家中常用电源的电动势和内阻。

(4)写一篇小论文，探讨电源内阻对电路性能的影响。1.回顾本节课的重点内容，总结所学知识。

2.完成课后习题，巩固所学知识。

3.预习下一节课的内容，思考相关问题。

4.尝试设计实验，测量家中常用电源的电动势和内阻。评价任务1.知识回顾：☆☆☆

2.作业完成：☆☆☆

3.问题思考：☆☆☆设计意图通过课堂总结，帮助学生回顾本节课的重点内容，巩固所学知识。布置作业旨在检验学生的学习效果，培养学生的自主学习能力和实践能力。问题思考环节的设计旨在引导学生深入思考，培养他们的创新意识和解决问题的能力。作业设计基础练习1.选择题：

(1)关于电动势，下列说法正确的是（）。

A.电动势就是电压，二者没有区别。

B.电动势是电源自身的一种特性，反映了电源将其他形式的能量转化为电能的本领。

C.电动势的大小取决于外电路的电阻。

D.电动势的单位不是伏特。

(2)闭合电路中，当外电阻增大时，路端电压将（）。

A.增大B.减小C.不变D.无法确定

(3)闭合电路欧姆定律的表达式为（）。

A.E=I(R+r)B.E=IR-IrC.E=IR+IrD.E=IR+Ir

综合应用1.有一电源，电动势为12V，内阻为2Ω。若外电路的电阻为8Ω，求电路中的电流和外电路两端的电压。

2.有一电源，电动势为6V，内阻为1Ω。若外电路有两个并联电阻，电阻分别为5Ω和10Ω，求电路中的干路电流和外电路两端的电压。

拓展提升1.设计一个实验，测量家中常用电源（如手机充电器、手电筒电池等）的电动势和内阻。写出实验步骤，并分析实验误差的来源。

2.写一篇小论文，探讨电源内阻对电路性能的影响，结合实际生活中的例子，分析电源内阻过大或过小带来的问题。

3.有一电源，电动势为E，内阻为r。若外电路的电阻为R，求路端电压U与外电阻R的关系，并画出路端电压随外电阻变化的图像。板书设计1.电动势的概念：

-电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量。

-电动势的单位是伏特（V），符号为E。

-电动势的数值等于电源未接入外电路时两极间的电压。

-电动势与电压的区别：电动势是电源自身的特性，电压是电路中两点之间的电势差。

2.闭合电路欧姆定律：

-闭合电路欧姆定律的表达式为E=IR+Ir。

-电源内部电势的升高等于内外电路电势的降落之和，E=U内+U外

3.电源内阻对电路的影响：

-电源内阻的存在会导致部分电压降落在内阻上，从而影响外电路两端的电压。

-当外电阻增大时，电路中的电流减小，路端电压增大；当外电阻减小时，电路中的电流增大，路端电压减小。

4.路端电压与外电阻的关系：

-路端电压$U=E-Ir。

-当外电阻R增大时，电路中的电流I减小，路端电压U增大；当外电阻R减小时，电路中的电流I增大，路端电压U减小。

5.实验探究：

-实验目的：探究电源的内阻对闭合电路中电流和电压