閉合電路歐姆定律物理教案
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【教學(xué)目標(biāo)】
1．知識(shí)目標(biāo)。
（2）理解端壓跟外電路的電阻的關(guān)系，理解斷路和短路時(shí)的端壓和電流；
（3）理解端壓發(fā)生變化的根本原因。
2．能力和方法目標(biāo)
（l）培養(yǎng)學(xué)生“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出假設(shè)，實(shí)驗(yàn)研究，得出結(jié)論”的探究物理規(guī)律的科學(xué)思路和方法；
（2）通過(guò)學(xué)習(xí)，使學(xué)生會(huì)用閉合電路歐姆定律解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題。
【教學(xué)方法】
在教師指導(dǎo)下，師生共同探討的啟發(fā)式教學(xué)。
【教學(xué)器材】
電壓表、電阻箱、電鍵、電池組、J1203型蓄電池、導(dǎo)線等各24組。新電池兩節(jié)，內(nèi)阻較大的電池一組（電動(dòng)勢(shì)為9V以上），燈泡若干，演示用電壓表，保險(xiǎn)絲，導(dǎo)線若干，單刀雙擲開(kāi)關(guān)，投影儀等。
【教學(xué)過(guò)程】
1．引入新課
師：如圖1電路，將電壓表接在電源兩端，從電壓表上讀出的是什么？
生：電源電動(dòng)勢(shì)。
演示實(shí)驗(yàn)：測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)并觀察燈泡亮度。
師：出示圖1裝置示教板，簡(jiǎn)介實(shí)驗(yàn)裝置，分別開(kāi)關(guān)打向1和2，讓學(xué)生通過(guò)電壓表的實(shí)物投影讀電源和的電動(dòng)勢(shì)。
生：，。
師：（將電壓表?yè)Q接成小燈泡，開(kāi)關(guān)接1時(shí)。小燈泡很亮，幾乎發(fā)白光）問(wèn)：開(kāi)關(guān)接2時(shí)，會(huì)發(fā)生什么情況？
生：（猜測(cè)）：①燒毀，②更亮。
師：（開(kāi)關(guān)接通2，小燈泡還不如接1時(shí)亮。）
生：（嘩然，形成強(qiáng)烈反差）
師：學(xué)習(xí)了閉合電路歐姆定律后，我們就能解釋這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象了。
2．新課教學(xué)
2．l閉合電路歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式（在教師的啟發(fā)下，引導(dǎo)學(xué)生完成）
師：什么樣的電路叫閉合電路呢？
生：由電源和用電器組成的完整電路。
師：電源有哪些重要的參量？
生：電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。
師：（出示圖2的動(dòng)畫(huà)電路）閉合電路中，流過(guò)內(nèi)電路和外電路的電流有什么關(guān)系？
生：相等。
師：電源的電動(dòng)勢(shì)與端壓（外電壓）、內(nèi)電壓之間的關(guān)系是怎樣的？
生：E=U=U′。
師：現(xiàn)設(shè)通過(guò)電路的電流強(qiáng)度為I，外電路的電阻為R電源電阻為r，根據(jù)歐姆定律，可以把上式進(jìn)一步寫(xiě)成怎樣的形式？
生：根據(jù)歐姆定律，外電壓U′=IR，內(nèi)電壓U′=Ir，代入E=U+U′，可以得出：E=IR+Ir。。
師：如果我們要探討電路里的電流強(qiáng)度I跟哪些因素有關(guān)，有什么關(guān)系，還需要把公式改變成怎樣的形式？
生：可以改寫(xiě)成：。
師：好，這就是閉合電路歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。它表示：閉合電路中的電流，跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟整個(gè)電路的電阻成反比。在公式中，R的含義是什么？
生：外電路的總電阻。
師：對(duì)給定的電源，E、r均為定值，外電阻變化時(shí)，會(huì)引起電路電流的變化，I隨R會(huì)發(fā)生怎樣的變化？
生：由公式知，R變大則I減少，R變小則I增大。
師：根據(jù)U=IR，R變大時(shí)端壓（外電壓）會(huì)隨之發(fā)生怎樣的變化呢？
生：（猜測(cè)。有人說(shuō)變大，有人說(shuō)變?。?/p>
師：請(qǐng)兩個(gè)學(xué)生介紹判斷的過(guò)程和依據(jù)。（暫時(shí)不做評(píng)價(jià)，由“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)”過(guò)渡到學(xué)生實(shí)驗(yàn)上來(lái)。）
2．2探討U隨R變化的規(guī)律
學(xué)生實(shí)驗(yàn)：探討U隨R變化的規(guī)律
師：如果給你一個(gè)電源，一個(gè)電鍵，一個(gè)電壓表，一個(gè)電阻箱，讓你來(lái)探討外電壓U隨外電阻R變化的規(guī)律，你該怎樣設(shè)計(jì)電路？請(qǐng)畫(huà)出電路圖。
生：（畫(huà)電路圖）
師：（講評(píng)學(xué)生所畫(huà)電路，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）
生：（出示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄，得出結(jié)論）端壓隨外電阻的增大而增大，隨外電阻的減少而減少。二者變化的趨勢(shì)相同。
師：能否根據(jù)閉合電路歐姆定律從理論上分析為什么會(huì)發(fā)生這樣的變化？
生：（討論，在教師誘導(dǎo)下得出）
師：剛才我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論探討了端壓隨外電阻變化的規(guī)律，得出了上述結(jié)論。請(qǐng)大家再思考，當(dāng)外電阻很小時(shí)，會(huì)發(fā)生什么情況呢？
生：外電阻減少到零時(shí)，會(huì)發(fā)生短路現(xiàn)象。
師：短路時(shí)的電流有多大呢？
生：（可能會(huì)說(shuō)無(wú)窮大教師從電路電阻出發(fā)引導(dǎo)，使學(xué)生得出）短路時(shí)：R=0，I=E／r，U′=E，U=0。
師：短路時(shí)的電流取決于E，r。一般情況下，電源內(nèi)阻很小，像蓄電池的內(nèi)阻只有0．005Ω－0．1Ω，所以短路時(shí)電流會(huì)很大，很大的電流會(huì)造成什么后果呢？
演示實(shí)驗(yàn)：保險(xiǎn)絲熔斷現(xiàn)象。
師：（出示示教板，簡(jiǎn)單向?qū)W生介紹電路的元件，先讓電燈開(kāi)始正常工作）大家說(shuō)說(shuō)，怎樣的外電路才算短路呢？
生：將電鍵合上，使外電路的電阻R=0。
師：（演示：合上電鍵，保險(xiǎn)絲燒斷起煙，小燈泡熄滅）保險(xiǎn)絲燒斷，說(shuō)明短路時(shí)的電流的確很大。如果沒(méi)有保險(xiǎn)絲，短路時(shí)很大的電流長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)電路，就可能損壞電源，甚至釀成火災(zāi)。所以在實(shí)驗(yàn)操作中和日常生活、生產(chǎn)中要注意避免短路，也不能圖方便用銅絲替代保險(xiǎn)絲。那么，怎樣使電路恢復(fù)正常呢？
生：（教師引導(dǎo)）先排除故障，再換保險(xiǎn)絲。
師：當(dāng)外電阻很大時(shí)，又會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象呢？
生：（引導(dǎo)學(xué)生類(lèi)比得出）斷路。
斷路時(shí)：R→∞，I=0，U′=0，U=E。
師：電壓表測(cè)電動(dòng)勢(shì)就是利用了這一道理．通過(guò)前面的討論，我們對(duì)U隨R變化的規(guī)律有了了解，但在討論中都是以電源的E、r不變作為前提的。如果有兩個(gè)電源，它們的內(nèi)阻不同，端電壓隨外電阻的變化有什么區(qū)別呢？
2．3U隨R變化的根本原因
學(xué)生實(shí)驗(yàn)：探究?jī)?nèi)阻不同時(shí)U隨R變化的特點(diǎn)（電路如圖3）。
師：現(xiàn)有四節(jié)干電池組，電動(dòng)勢(shì)約6V，內(nèi)阻阻值大約在0．5Ω－2Ω之間；有一個(gè)蓄電池組，電動(dòng)勢(shì)約6V，內(nèi)阻大約在0．005Ω－0．1Ω之間。請(qǐng)大家再做實(shí)驗(yàn)，比較這兩個(gè)電源U隨R變化的特點(diǎn)。
生：（實(shí)驗(yàn)操作，教師巡回指導(dǎo)）
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：內(nèi)電阻很小的電源，端電壓隨外電阻的變化不明顯。
師：大家推測(cè)一下，當(dāng)電源內(nèi)電阻為零時(shí)，外電壓還隨外電阻的變化而變化嗎？
生：不隨。
師：能否理論推導(dǎo)一下？
生：r=0，無(wú)論I如何變化，U′=Ir=0，故U=E－U′=E不變。
師：內(nèi)電阻等于零的電源叫理想電源，它的端壓是不定值，不隨外電阻的變化而變化，初中討論的都是這樣的電源?？墒牵瑢?shí)際的電源都有內(nèi)阻。正是由于r≠0，才導(dǎo)致U隨R的變化?？梢?jiàn)，U隨R變化的根本原因是……
生：r≠0。
3．規(guī)律應(yīng)用演示實(shí)驗(yàn)：（裝置見(jiàn)圖5）
師：（簡(jiǎn)單介紹實(shí)驗(yàn)裝置，電源為6V干電池組）逐個(gè)合上電鍵，燈泡的亮度會(huì)不會(huì)發(fā)生變化？
生：（討論，看法不一）
師：（實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)接入電路中的小燈泡亮度逐漸變暗。）怎樣解釋看到的現(xiàn)象？
生：隨著燈泡逐漸接入，外電路的總電阻逐漸減小，外電路的端壓逐漸減小，由知，燈泡消耗的實(shí)際功率逐漸變小，燈泡亮度變暗。
師：（改用蓄電池作電源，再做上述實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)燈泡亮度幾乎不變）
生：蓄電池內(nèi)阻很小，外電路電阻變化時(shí)，端壓變化非常小，燈泡消耗的實(shí)際功率變化很小，因而亮度幾乎不變。
師：這一現(xiàn)象再次說(shuō)明了……
生：內(nèi)電阻不為零是端壓變化的根本原因。
師：請(qǐng)大家思考，開(kāi)始上課時(shí)做的演示實(shí)驗(yàn)為什么會(huì)出現(xiàn)那樣一個(gè)結(jié)果？
生：（討論后得出）電源的內(nèi)阻很大，比燈泡的電阻還要大，因此內(nèi)阻分壓也大，第二次加在燈泡兩端的外電壓沒(méi)有第一次的大。
師：你們的推理是否正確，實(shí)際測(cè)量一下就知道了。
演示實(shí)驗(yàn)：
師：（測(cè)圖1燈泡兩端在電鍵按1和2兩種情況下的端壓。結(jié)果表明，第二次的端壓小于第一次）
生：（露出滿意的笑容）
師：通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們解決了上一節(jié)課學(xué)習(xí)電動(dòng)勢(shì)時(shí)產(chǎn)生的“端壓為什么會(huì)隨外電阻的變化而變”的疑問(wèn)，得到了閉合電路的歐姆定律，搞清了端壓變化的根本原因。在本節(jié)課的學(xué)習(xí)中，有沒(méi)有新的問(wèn)題？
生：實(shí)驗(yàn)測(cè)量中發(fā)現(xiàn)，隨著外電阻的增大，端壓并不是一直增大的，這是為什么？
師：（表?yè)P(yáng)提問(wèn)題的學(xué)生，引導(dǎo)大家討論，然后解釋?zhuān)┊?dāng)外電阻大到一定程度時(shí)，由閉合電路歐姆定律知，總電流極小，內(nèi)電阻止的分壓趨近于零，端壓趨近于電源的電動(dòng)勢(shì)，接近于發(fā)生了斷路現(xiàn)象。
生：老師，你是怎樣知道干電池和蓄電池的內(nèi)阻的？
師：這個(gè)問(wèn)題提的好。我們是在干電池組內(nèi)阻大于蓄電池組內(nèi)阻的前提下得出端壓變化的根本原因的，如果事實(shí)不是這樣，則結(jié)論也就不成立了，這個(gè)問(wèn)題留做課后思考，下節(jié)課我們將通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。實(shí)際上今天的課已經(jīng)告訴了你一種測(cè)量方法了……大家還有問(wèn)題嗎？
生：……
4．小結(jié)
4．l閉合電路歐姆定律是高中電學(xué)中的重要規(guī)律之一，要掌握其內(nèi)容并會(huì)運(yùn)用它分析電流強(qiáng)度、端壓隨外電阻的變化規(guī)律。以及端壓跟電流強(qiáng)度的關(guān)系。根據(jù)I=E′（R+r）、U′=Ir、U=E-Ir可知：
R↑→I↑→U′↑→U↓
R=0，I=E/r，U′=E，U=0（短路）
R↑→I↓→U′↓→U↑
R→∞，I=0，U′=0，U=E（斷路）
4．2在初中討論電路問(wèn)題時(shí)，不考慮電源內(nèi)阻。到了高中，有些問(wèn)題常要考慮電源內(nèi)阻。路端電壓隨外電阻變化而變化，其根本原因是因?yàn)殡娫从袃?nèi)阻。我們關(guān)心路端電壓的變化情況，是關(guān)系到用電器能否正常工作的問(wèn)題，這在實(shí)際應(yīng)用中有現(xiàn)實(shí)意義。
5．布置作業(yè)（略）。
【教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明】
1．閉合電路的歐姆定律在高中“恒定電流”一章中占有重要地位，這是一節(jié)承上啟下的課。在設(shè)計(jì)本節(jié)課時(shí)，我十分注意對(duì)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。在教學(xué)中實(shí)施素質(zhì)教育的核心是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。對(duì)于中學(xué)生來(lái)說(shuō)，創(chuàng)新精神主要體現(xiàn)在學(xué)生應(yīng)具有創(chuàng)新的意識(shí)，其直接的表現(xiàn)就是善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，善于提出問(wèn)題。因此在課堂上應(yīng)把主要精力放在引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并尋找解決問(wèn)題的途徑上。根據(jù)上一節(jié)課中學(xué)生對(duì)端壓會(huì)發(fā)生變化所產(chǎn)生的疑問(wèn)，我設(shè)計(jì)了本節(jié)課的教學(xué)流程，旨在通過(guò)學(xué)生的親身實(shí)踐，得到掌握知識(shí)、培養(yǎng)能力、形成習(xí)慣的最終目的。在這節(jié)課的最后，還留給學(xué)生一段時(shí)間，讓他們自己來(lái)提問(wèn)題，并討論、解答，這也是出于培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)的需要。
2．利用實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)規(guī)律，利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)論是貫穿整個(gè)課堂教學(xué)的一條主旋律。本節(jié)課一開(kāi)始，就利用學(xué)生的日常生活經(jīng)驗(yàn)與演示實(shí)驗(yàn)的矛盾巧設(shè)“懸念”，使他們的心理經(jīng)歷了一次前科學(xué)意識(shí)與物理規(guī)律的強(qiáng)烈碰撞，求知欲望之火被迅速點(diǎn)燃，從而興致勃勃地進(jìn)入了主動(dòng)學(xué)習(xí)的“角色”。在教學(xué)活動(dòng)中，一個(gè)個(gè)演示、學(xué)生實(shí)驗(yàn)不斷地開(kāi)后學(xué)生思維的“閥門(mén)”，他們時(shí)而全神貫注，時(shí)而心領(lǐng)神會(huì)，在一系列“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出假設(shè)，實(shí)驗(yàn)研究，得出結(jié)論”的過(guò)程中，錯(cuò)誤的前概念逐步被糾正，科學(xué)的物理規(guī)律在腦海里扎下了很。物理教學(xué)活動(dòng)的科學(xué)性和藝術(shù)性得到了有機(jī)的統(tǒng)一，科學(xué)美的教育也滲透在其中了。
3．探究U隨R變化的根本原因——內(nèi)電阻不等于零是本節(jié)課教學(xué)過(guò)程中的一個(gè)難點(diǎn)，教材上雖沒(méi)有對(duì)此做出明確要求，但其重要性是不言而喻的。為了突破難點(diǎn)，在教學(xué)中設(shè)計(jì)了一個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，比較蓄電池和干電池端壓隨外電阻變化的特點(diǎn)，并注意啟發(fā)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行合理的外推，得出了r=0時(shí)，U不隨R變化的結(jié)論．降低了教學(xué)難度，使學(xué)生易于接受。
教學(xué)后記
