視頻標(biāo)簽：閉合電路,歐姆定律

所屬欄目：高中物理優(yōu)質(zhì)課視頻

視頻課題：高中物理魯科版選修3-1第四章第1節(jié)《閉合電路歐姆定律》海南省優(yōu)課

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《閉合電路歐姆定律》教學(xué)設(shè)計 
一、教學(xué)任務(wù)分析 
1.內(nèi)容分析：本節(jié)是恒定電流這一章的核心內(nèi)容，由電動勢、閉合電路歐姆定律、路端電壓與外電阻的關(guān)系三部分組成，在知識結(jié)構(gòu)上具有承前啟后的作用，是本章的重要基礎(chǔ)。 2.課標(biāo)分析：知道電源的電動勢和內(nèi)阻，理解閉合電路的歐姆定律。 
3.教材分析：本節(jié)由電動勢、閉合電路歐姆定律、路端電壓與外電阻的關(guān)系這三部分組成，通過本節(jié)學(xué)習(xí)，學(xué)生從部分電路的認知上升到對閉合電路規(guī)律的掌握，從靜態(tài)電路的計算提升到對閉合電路的動態(tài)分析及推演。本節(jié)充分體現(xiàn)了電路中的功能關(guān)系轉(zhuǎn)化，將功能關(guān)系從動力學(xué)滲透到電學(xué)。 二、教學(xué)對象分析 
通過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生了解了靜電力做功與電荷量、電勢差之間的關(guān)系，了解了靜電力做功與電能轉(zhuǎn)化的知識，認識了如何從非靜電力做功的角度描述電動勢，并能夠理解和解決部分電路的歐姆定律相關(guān)問題，已經(jīng)具備了通過功能關(guān)系的分析理解閉合電路歐姆定律、應(yīng)用閉合電路歐姆定律分析問題的知識與技能 三、教學(xué)目標(biāo) 
1.經(jīng)歷閉合電路的歐姆定律實驗探究過程，知道電源電動勢等于內(nèi)外電路電勢降落之和 2.掌握閉合電路的歐姆定律，并理解閉合電路中的功能關(guān)系 
3.理解路端電壓與外電阻的關(guān)系，掌握閉合電路歐姆定律的幾種表達形式及相應(yīng)的適用條件 4.通過分析電源短路和短路兩種特殊情況，知道電源電動勢在數(shù)值上等于沒有接入電路時兩極間的電壓 
5.了解電源的外特性曲線，能夠通過圖像進行電動勢、短路電流、內(nèi)阻等計算 
6.經(jīng)歷閉合電路歐姆定律的實驗探究即其公式推導(dǎo)過程，培養(yǎng)實驗操作、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)利用實驗探究物理規(guī)律的科學(xué)思維和方法 四、教學(xué)重點和難點 1.閉合電路歐姆定律 
2.閉合電路歐姆定律的應(yīng)用、電路動態(tài)分析 五、教學(xué)課時：3課時 
六、教學(xué)方法：實驗探究法、演示法和講授法 
七、教學(xué)器材：展示電路板2個；滑動變阻器、可調(diào)內(nèi)阻電池、電壓表、開關(guān)各11個；帶
 
                    
             
                    
                            鱷魚夾導(dǎo)線77根 八、教學(xué)過程 （一）引入新課 
師：這里有一個黑匣子，外邊有兩根金屬片，當(dāng)電壓表連在兩根金屬片時，注意觀察電壓表的現(xiàn)象？ 
生：電壓表發(fā)生了偏轉(zhuǎn) 
師：是偏一下恢復(fù)還是一直偏？由此你猜測，黑匣子中可能是什么？ 生：電源 
師：說一說你的猜測依據(jù)（抽問學(xué)生） 
生：電壓表發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說明兩根金屬片之間有電勢差，能夠維持電勢差的裝置是電源 師：說得非常好，我們就來打開看看（打開黑匣子，里面是一節(jié)干電池）。電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置，轉(zhuǎn)化的本領(lǐng)大小用——電動勢表示 （二）新課授課 
猜一猜：將電壓表分別連在2節(jié)電池組E1和4節(jié)電池組E2兩端，哪個示數(shù)會更大一些？ 生：4節(jié)的 
師：心動不如心動，動手操作看看，注意觀察電壓表示數(shù)（在電路板上連上電壓表，學(xué)生觀察讀數(shù)） 
師：果然不出同學(xué)們所料，與4節(jié)相連的電壓表示數(shù)大；能否粗略讀一下兩個電壓表的讀數(shù)？（學(xué)生讀數(shù)，教師在黑板上板書記錄） 
再猜一猜：燈泡L1、L2規(guī)格相同，將L1與2節(jié)電池E1構(gòu)成閉合回路，L2與4節(jié)電池組E2構(gòu)成閉合回路，哪個會更亮一些？ 生：L2更亮 
師：都一致覺得L2會更亮？那老師就選L1，心動不如行動，動手實驗看看是同學(xué)們贏還是老師贏？（展示電路板，介紹電路板電路圖） 
 
 
                    
             
                    
                            師：請一位同學(xué)上來操作，閉合各自的開關(guān)S0，將燈泡接入電路；其余同學(xué)注意觀察實驗現(xiàn)象，看看哪個燈更亮一些？（學(xué)生實驗操作，閉合開關(guān)S0） 師：你們觀察到的實驗現(xiàn)象是？ 生：L1更亮一些！ 
師：再注意觀察一下兩個電壓表的讀數(shù)，你又發(fā)現(xiàn)了什么呢？  生：U1＞U2 
師：此時兩個表的讀數(shù)又分別為多少呢？（血神讀數(shù)，教師在黑板上板書記錄） 
師：對于每一個電路而言，接入燈泡后，電壓表示數(shù)變小了，那么是誰“偷走”了電壓呢？ 生：燈泡 
師：為什么懷疑燈泡？哪位同學(xué)來說一下你的依據(jù)？ 生：因為是接入了燈泡之后，電壓表才變小了 
師：聽起來挺有道理，但老師要來為燈泡辯解一下了：雖然是接入了燈泡后，電壓表示數(shù)才發(fā)生了變化，但兩個電路接入的燈泡規(guī)格相同，但變化卻不相同，這“小偷”應(yīng)該另有其人。同學(xué)們注意觀察對比一下，兩個電路最大的不同之處是？ 生：電源 
師：看來電源的嫌疑是最大的，那我們就來“審一審”電源——“打開”電源說亮話。 
電池的結(jié)構(gòu)相信在化學(xué)課上已經(jīng)學(xué)過了，這是一個原電池，由正極A、負極B和電解液稀硫酸構(gòu)成。為了“審問”電池，我們還必須加入一些輔助工具——探極C、D。 
這是本次實驗電路圖：請同學(xué)們觀察電路，思考回答，兩個電壓表分別測的是哪里的電壓？ 
 
電壓表V1測AB間電壓也就是外電壓U1，電壓表V2測CD間電壓也就是內(nèi)電壓U2，通過改變滑動變阻器滑片位置，可獲得多組U1、U2值，記錄在表中 
實驗數(shù)據(jù)記錄表 （單位：V） 
 
 
                    
             
                    
                             
電路圖比較簡單，關(guān)鍵就是如何連實物圖，連實物圖的方法是——先串后并，一個回路一個回路地連，最后再連電壓表。（PPT展示實物連接圖步驟）請同學(xué)們現(xiàn)在開始連接器材，通過改變滑動變阻器測量多組的內(nèi)、外電壓值，記錄在表中。注意進行分工：一人負責(zé)連線，一人負責(zé)檢查，無誤后一人進行實驗操作，一人進行讀數(shù)和記錄。注意探極盡量靠近正負極，但不能接觸 
（學(xué)生分組實驗） 
 
師：請一組學(xué)生上來展示自己的實驗結(jié)果，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，你能找出U1、U2間的聯(lián)系嗎？ 生：隨著外電壓不斷減小，內(nèi)電壓在不斷增大 
師：一個變大一個減小，我們自然地猜想：二者之和會不會有什么聯(lián)系恩？動手計算一下，你得出了什么結(jié)論？ 生：內(nèi)外電壓之和是1.8V 
師：其他小組的結(jié)果也是1.8V嗎？ 生：不是 
師：我們希望結(jié)論要具有普遍性，而不是僅針對于某個實驗，所以我們的結(jié)論應(yīng)該怎樣說更好一些呢？ 生：U1+U2不變 
師：在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，我們可以認為內(nèi)外電壓之和等于一個常量，想一下內(nèi)外電壓是由誰提供的？ 生：電源 
師：這個常量其實就是電源的電動勢，于是，我們的實驗結(jié)論為：電源電動勢等于內(nèi)外電路
次數(shù) 1 2 3 4 5 外電壓U1      內(nèi)電壓U2      U1+U2  
 
 
 
 
U1 
U2 
 
                    
             
                    
                            電勢降落之和，用公式表示為E=U外+U內(nèi) 
電池內(nèi)部存在電阻，也就是內(nèi)阻，則U內(nèi)=Ir；故上式也可寫成，于是，以后在分析內(nèi)電路時，我們可以將電源看做一個理想電源加上一個電阻r（即內(nèi)阻） 
若為純電阻電路，則U外=IR，故可得到E=IR+Ir，變形可得到E
IRr

（可讓學(xué)生自行推導(dǎo)），這就是閉合電路的歐姆定律：閉合電路的電流I跟電源的電動勢E成正比，跟內(nèi)外電路的電阻之和R+r成反比。注意這個公式的適用條件是？ 生：純電阻電路 
師：現(xiàn)在回到開頭我們的問題：是誰“偷走”了電壓？ 生：內(nèi)阻 
師：現(xiàn)在我們再來揭秘：為什么L1比L2亮？ 
E1是2節(jié)新電池，新電池的內(nèi)阻小，內(nèi)阻“偷走”的內(nèi)電壓小，算一下△U1，外電壓大；E2是4節(jié)舊電池，舊電池內(nèi)阻大，內(nèi)阻“偷走”的內(nèi)電壓大，算一下△U2，外電壓小。所以L1比L2亮 （三）課堂小結(jié) 
師：這節(jié)課的內(nèi)容就上到這里，我們來小結(jié)一下，通過本次課，你學(xué)到了什么？（學(xué)生小結(jié)） 
一、閉合電路內(nèi)外電壓間的關(guān)系：E=U外+U內(nèi)，對于任何電路都適用 二、閉合電路的歐姆定律E
IRr

，僅適用于純電阻電路 練一練：如圖顯示電路，理想電流表的示數(shù)為I，理想電壓表示數(shù)為U，電動機的內(nèi)阻為R，電源電動勢為E，電源內(nèi)阻為r，下列說法正確的是（    ） 
A. E
IRr

  B. EUIr  C. UIR  
D. 若M斷路，則U=E   
九、作業(yè)布置 
課后思考：嘗試從能量轉(zhuǎn)化的角度理解E=U外+U內(nèi)   
  
 
M V A 
                    
             
                    
                            十、板書設(shè)計   
§4.1 閉合電路歐姆定律 
 
   
一、閉合電路內(nèi)、外電壓間的關(guān)系： E=U外+U內(nèi)    E=U
外 
+ Ir（任何電
路） 
     
U外=IR     U內(nèi)=Ir     E= IR+ Ir 
（純電阻電路） 
二、閉合電路的歐姆定律： 
(一) 、公式：E
IRr
  （純電阻電路） 
(二) 、內(nèi)容： 
閉合電路的電流I跟電源電動勢E
成正比，跟內(nèi)外電路電阻之和R+r成反比     
  
  
 
實驗結(jié)果：U1+U2=常量 
 
電源電動勢E 
          
    
未接燈泡：U1=__________；U2=_________ 接入燈泡：U’1=__________；U’2=_________ 接入燈泡后，電壓表示數(shù)變小了 小偷是   內(nèi)阻   ？ 
 
 
V1測外電壓U1 V2測內(nèi)電壓U2

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