時(shí)間:2023-01-01 09:49:49
序論:在您撰寫歐姆定律教案時(shí),參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
(1)能根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究得到的電流、電壓、電阻的關(guān)系得出歐姆定律。
(2)理解歐姆定律,記住歐姆定律的公式,并能利用歐姆定律進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。
(3)能根據(jù)串聯(lián)電路中電壓及電流的規(guī)律,利用歐姆定律得到串聯(lián)電路中電阻的規(guī)律。
2、過程和方法
(1)通過根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究得到歐姆定律,培養(yǎng)學(xué)生的分析和概括能力。
(2)通過利用歐姆定律的計(jì)算,學(xué)會(huì)解電學(xué)計(jì)算題的一般方法,培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力。
(3)通過歐姆定律的應(yīng)用,使學(xué)生學(xué)會(huì)由舊知識(shí)向新問題的轉(zhuǎn)化,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決問題的能力。
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過了解科學(xué)家發(fā)明和發(fā)現(xiàn)的過程,學(xué)習(xí)科學(xué)家探求真理的偉大精神和科學(xué)態(tài)度,激發(fā)學(xué)生努力學(xué)習(xí)的積極性和勇于為科學(xué)獻(xiàn)身的熱情。
4、教學(xué)重點(diǎn):歐姆定律及其應(yīng)用。
教學(xué)難點(diǎn):正確理解歐姆定律。
5、歐姆定律是指在同一電路中,通過某段導(dǎo)體的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。該定律是由德國(guó)物理學(xué)家喬治·西蒙·歐姆1826年4月發(fā)表的《金屬導(dǎo)電定律的測(cè)定》論文提出的。
本節(jié)內(nèi)容前承電路、電壓、電阻及電流表、電壓表的使用,是前面電學(xué)知識(shí)的聚焦;后啟電功、電功率,并為高中階段學(xué)習(xí)閉合電路的歐姆定律、電磁感應(yīng)定律、交流電等內(nèi)容做了鋪墊。甚至于對(duì)學(xué)生將來參加生產(chǎn)勞動(dòng)也有指導(dǎo)作用,即使在電工技術(shù)電子專業(yè)等學(xué)習(xí)中,歐姆定律同樣是必不可少的基礎(chǔ)知識(shí),其研究方法──控制變量法是學(xué)習(xí)關(guān)于電阻大小影響因素的研究方法的延續(xù),是物理問題研究思想的再次體現(xiàn)。
二、學(xué)習(xí)任務(wù)分析
本節(jié)重點(diǎn)是歐姆定律的內(nèi)容和公式。通過實(shí)驗(yàn)探究,歸納總結(jié)出歐姆定律,讓學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法,體驗(yàn)科學(xué)探究的樂趣,形成尊重事實(shí)、探究真理的科學(xué)態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的能力;理解歐姆定律中電流I、電壓U、電阻R的同一性是本節(jié)難點(diǎn),在探究過程中通過適時(shí)引導(dǎo)、恰當(dāng)點(diǎn)撥,利用實(shí)物電路使學(xué)生達(dá)到理解歐姆定律的目的。
三、學(xué)習(xí)者分析
學(xué)習(xí)了電路基礎(chǔ)知識(shí),學(xué)生產(chǎn)生了濃厚的興趣,多數(shù)學(xué)生能正確連接電路元件,正確使用電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器,對(duì)于控制變量的研究方法也有所了解。學(xué)生有較強(qiáng)的好奇心和求知欲,他們渴望自己動(dòng)手進(jìn)行科學(xué)探究,體驗(yàn)成功的樂趣,但對(duì)于U、I、R三者關(guān)系知之甚少,規(guī)律性知識(shí)的概括往往以偏概全。他們的思維方式逐步由形象思維向抽象思維過渡,教學(xué)中讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)研究問題的方案,是發(fā)展學(xué)生思維的有效途徑。
四、教學(xué)目標(biāo)
⑴知識(shí)與技能
會(huì)用實(shí)驗(yàn)的方法探究電流與電壓、電阻的關(guān)系;
理解歐姆定律的內(nèi)容、公式;
培養(yǎng)學(xué)生的觀察、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰头治龈爬芰Α?/p>
⑵過程與方法
通過實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)研究物理問題常用的方法──控制變量法。
⑶情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過探究過程,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度;認(rèn)真謹(jǐn)慎的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
重點(diǎn):歐姆定律的內(nèi)容和公式;
通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生知道導(dǎo)體中電流與電壓、電阻的關(guān)系。
難點(diǎn):理解歐姆定律的內(nèi)容;
弄清變形公式的含義。
五、教法設(shè)計(jì)
依據(jù)本節(jié)課的知識(shí)特點(diǎn)、教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生實(shí)際,確定本節(jié)主要采用實(shí)驗(yàn)探究法。把學(xué)生視為學(xué)習(xí)的主人,教師當(dāng)好學(xué)習(xí)的組織者和引導(dǎo)者。探究式學(xué)習(xí)可以激活學(xué)生已有的知識(shí),在探究新問題時(shí)使知識(shí)活化、重組,形成知識(shí)結(jié)構(gòu)并向能力轉(zhuǎn)化;讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的全過程,從中感悟科學(xué)思想和科學(xué)方法。
六、教學(xué)準(zhǔn)備
知識(shí)目標(biāo)
1.理解歐姆定律及其表達(dá)式.
2.能初步運(yùn)用歐姆定律計(jì)算有關(guān)問題.
能力目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)分析和解決問題的能力.
情感目標(biāo)
介紹歐姆的故事,對(duì)學(xué)生進(jìn)行熱愛科學(xué)、獻(xiàn)身科學(xué)的品格教育.
教學(xué)建議
教材分析
本節(jié)教學(xué)的課型屬于習(xí)題課,以計(jì)算為主.習(xí)題訓(xùn)練是歐姆定律的延續(xù)和具體化.它有助于學(xué)生進(jìn)一步理解歐姆定律的物理意義,并使學(xué)生初步明確理論和實(shí)際相結(jié)合的重要性.
教法建議
教學(xué)過程中要引導(dǎo)學(xué)生明確題設(shè)條件,正確地選擇物理公式,按照要求規(guī)范地解題,注意突破從算術(shù)法向公式法的過渡這個(gè)教學(xué)中的難點(diǎn).特別需強(qiáng)調(diào)歐姆定律公式中各物理量的同一性,即同一導(dǎo)體,同一時(shí)刻的I、U、R之間的數(shù)量關(guān)系.得出歐姆定律的公式后,要變形出另外兩個(gè)變換式,學(xué)生應(yīng)該是運(yùn)用自如的,需要注意的是,對(duì)另外兩個(gè)公式的物理含義要特別注意向?qū)W生解釋清楚,尤其是歐姆定律公式.
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
引入新課
1.找學(xué)生回答第一節(jié)實(shí)驗(yàn)得到的兩個(gè)結(jié)論.在導(dǎo)體電阻一定的情況下,導(dǎo)體中的電流
跟加在這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比;在加在導(dǎo)體兩端電壓保持不變的情況下,導(dǎo)體中的電
流跟導(dǎo)體的電阻成反比.
2.有一個(gè)電阻,在它兩端加上4V電壓時(shí),通過電阻的電流為2A,如果將電壓變?yōu)?0V,通過電阻的電流變?yōu)槎嗌??為什么?/p>
要求學(xué)生答出,通過電阻的電流為5A,因?yàn)殡娮枰欢〞r(shí)通過電阻的電流與加在電阻兩
端的電壓成正比.
3.在一個(gè)10的電阻兩端加上某一電壓U時(shí),通過它的電流為2A,如果把這個(gè)電壓加在20的電阻兩端,電流應(yīng)為多大?為什么?
要求學(xué)生答出,通過20電阻的電流為1A,因?yàn)樵陔妷阂欢〞r(shí),通過電阻的電流與
電阻大小成反比,我們已經(jīng)知道了導(dǎo)體中電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓關(guān)系,導(dǎo)體中電流跟這段導(dǎo)體電阻的關(guān)系,這兩個(gè)關(guān)系能否用一句話來概括呢?
啟發(fā)學(xué)生討論回答,教師復(fù)述,指出這個(gè)結(jié)論就叫歐姆定律.
(-)歐姆定律導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比.
1.此定律正是第一節(jié)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的綜合,電流、電壓、電阻的這種關(guān)系首先由德國(guó)
物理學(xué)家歐姆得出,所以叫做歐姆定,全國(guó)公務(wù)員共同天地律,它是電學(xué)中的一個(gè)基本定律.
2.介紹《歐姆堅(jiān)持不懈的精神》一文.
3.歐姆定律中的電流是通過導(dǎo)體的電流,電壓是指加在這段導(dǎo)體兩端的電壓,電
阻是指這段導(dǎo)體所具有的電阻值.
如果用字母U表示導(dǎo)體兩端的電壓,用字母R表示導(dǎo)體的電阻,字母I表示導(dǎo)體中的電流,那么歐姆定律能否用一個(gè)式子表示呢?
(二)歐姆定律公式
教師強(qiáng)調(diào)
(l)公式中的I、U、R必須針對(duì)同一段電路.
(2)單位要統(tǒng)一I的單位是安(A)U的單位是伏(V)R的單位是歐()
教師明確本節(jié)教學(xué)目標(biāo)
1.理解歐姆定律內(nèi)容及其表達(dá)式
2.能初步運(yùn)用歐姆定律計(jì)算有關(guān)電學(xué)問題.
3.培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)分析和解決問題的能力.
4.學(xué)習(xí)歐姆為科學(xué)獻(xiàn)身的精神
(三)運(yùn)用歐姆定律計(jì)算有關(guān)問題
【例1】一盞白熾電燈,其電阻為807,接在220V的電源上,求通過這盞電燈的電流.
教師啟發(fā)指導(dǎo)
(1)要求學(xué)生讀題.
(2)讓學(xué)生根據(jù)題意畫出簡(jiǎn)明電路圖,并在圖上標(biāo)明已知量的符號(hào)及數(shù)值和未知量的
符號(hào).
(3)找學(xué)生在黑板上板書電路圖.
(4)大家討論補(bǔ)充,最后的簡(jiǎn)明電路圖如下圖
(5)找學(xué)生回答根據(jù)的公式.
已知V,求I
解根據(jù)得
(板書)
鞏固練習(xí)
練習(xí)1有一種指示燈,其電阻為6.3,通過的電流為0.45A時(shí)才能正常發(fā)光,要使這種指示燈正常發(fā)光,應(yīng)加多大的電壓?
練習(xí)2用電壓表測(cè)導(dǎo)體兩端的電壓是7.2V,用電流表測(cè)通過導(dǎo)體的電流為0.4A,求這段導(dǎo)體的電阻,
通過練習(xí)2引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出測(cè)電阻的方法.由于用電流表測(cè)電流,用電壓表測(cè)電壓,
利用歐姆定律就可以求出電阻大?。詺W姆定律為我們提供了一種則定電阻的方法這種
方法,叫伏安法.
【例2】并聯(lián)在電源上的紅、綠兩盞電燈,它們兩端的電壓都是220V,電阻分別為
1210、484.
求通過各燈的電流.
教師啟發(fā)引導(dǎo)
(1)學(xué)生讀題后根據(jù)題意畫出電路圖.
(2)I、U、R必須對(duì)應(yīng)同一段電路,電路中有兩個(gè)電阻時(shí),要給“同一段電路”的I、U、R加上“同一腳標(biāo)”,如本題中的紅燈用來表示,綠燈用來表示.
(3)找一位學(xué)生在黑板上畫出簡(jiǎn)明電路圖.
(4)大家討論補(bǔ)充,最后的簡(jiǎn)明電路圖如下
學(xué)生答出根據(jù)的公式引導(dǎo)學(xué)生答出
通過紅燈的電流為
通過綠燈的電流為
解題步驟
已知求.
解根據(jù)得
通過紅燈的電流為
通過綠燈的電流為
答通過紅燈和綠燈的電流分別為0.18A和0.45A.
板書設(shè)計(jì)
2.歐姆定律
一、歐姆定律
導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比.
二、歐姆定律表達(dá)式
三、歐姆定律計(jì)算
1.已知V,求I
解根據(jù)得
答通過這盞電燈的電流是0.27A
2.已知求.
解根據(jù)得
通過的電流為
通過的電流為
答通過紅燈的電流是0.18A,通過綠燈的電流是0.45A
探究活動(dòng)
【課題】歐姆定律的發(fā)現(xiàn)過程
【組織形式】個(gè)人和學(xué)習(xí)小組
【活動(dòng)方式】
1.制定子課題.
(一)知識(shí)目標(biāo)
1、知道電動(dòng)勢(shì)的定義.
2、理解閉合電路歐姆定律的公式,理解各物理量及公式的物理意義,并能熟練地用來解決有關(guān)的電路問題.
3、知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓,電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和.
4、理解路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系,知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá),并能用來分析、計(jì)算有關(guān)問題.
5、理解閉合電路的功率表達(dá)式.
6、理解閉合電路中能量轉(zhuǎn)化的情況.
(二)能力目標(biāo)
1、培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題能力,會(huì)用閉合電路歐姆定律分析外電壓隨外電阻變化的規(guī)律
2、理解路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系,知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá),并能用來分析、計(jì)算有關(guān)問題.
3、通過用公式、圖像分析外電壓隨外電阻改變規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生用多種方式分析問題能力.
(三)情感目標(biāo)
1、通過外電阻改變引起電流、電壓的變化,樹立學(xué)生普遍聯(lián)系觀點(diǎn)
2、通過分析外電壓變化原因,了解內(nèi)因與外因關(guān)系
3、通過對(duì)閉合電路的分析計(jì)算,培養(yǎng)學(xué)生能量守恒思想
4、知道用能量的觀點(diǎn)說明電動(dòng)勢(shì)的意義
教學(xué)建議
1、電源電動(dòng)勢(shì)的概念在高中是個(gè)難點(diǎn),是掌握閉合電路歐姆定律的關(guān)鍵和基礎(chǔ),在處理電動(dòng)勢(shì)的概念時(shí),可以根據(jù)教材,采用不同的講法.從理論上分析電源中非靜電力做功從電源的負(fù)極將正電荷運(yùn)送到正極,克服電場(chǎng)力做功,非靜電力搬運(yùn)電荷在兩極之間產(chǎn)生電勢(shì)差的大小,反映了電源做功的本領(lǐng),由此引出電動(dòng)勢(shì)的概念;也可以按本書采取討論閉合電路中電勢(shì)升降的方法,給出電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和的結(jié)論.教學(xué)中不要求論證這個(gè)結(jié)論.教材中給出一個(gè)比喻(兒童滑梯),幫助學(xué)生接受這個(gè)結(jié)論.
需要強(qiáng)調(diào)的是電源的電動(dòng)勢(shì)反映的電源做功的能力,它與外電路無關(guān),是由電源本生的特性決定的.
電動(dòng)勢(shì)是標(biāo)量,沒有方向,這要給學(xué)生說明,如果學(xué)生程度較好,可以向?qū)W生說明,做為電源,由正負(fù)極之分,在電源內(nèi)部,電流從負(fù)極流向正極,為了說明問題方便,也給電動(dòng)勢(shì)一個(gè)方向,人們規(guī)定電源電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)閮?nèi)電路的電流方向,即從負(fù)極指向正極.
2、路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系,是一個(gè)難點(diǎn).希望作好演示實(shí)驗(yàn),使學(xué)生有明確的感性認(rèn)識(shí),然后用公式加以解釋.路端電壓與電流的關(guān)系圖線,可以直觀地表示出路端電壓與電流的關(guān)系,務(wù)必使學(xué)生熟悉這個(gè)圖線.
學(xué)生應(yīng)該知道,斷路時(shí)的路端電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì).因此,用電壓表測(cè)出斷路時(shí)的路端電壓就可以得到電源的電動(dòng)勢(shì).在考慮電壓表的內(nèi)阻時(shí),希望通過第五節(jié)的“思考與討論”,讓學(xué)生自己解決這個(gè)問題.
3、最后講述閉合電路中的功率,得出公式,.要從能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)說明,公式左方的表示單位時(shí)間內(nèi)電源提供的電能.理解了這一點(diǎn),就容易理解上式的意義:電源提供的電能,一部分消耗在內(nèi)阻上,其余部分輸出到外電路中.
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
閉合電路的歐姆定律
一、教學(xué)目標(biāo)
1、在物理知識(shí)方面的要求:
(1)鞏固產(chǎn)生恒定電流的條件;
(2)知道電動(dòng)勢(shì)是表征電源特性的物理量,它在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓.
(3)明確在閉合回路中電動(dòng)勢(shì)等于電路上內(nèi)、外電壓之和.
(4)掌握閉合電路的歐姆定律,理解各物理量及公式的物理意義
(5)掌握路端電壓、輸出功率、電源效率隨外電阻變化的規(guī)律.
2、在物理方法上的要求:
(1)通過電動(dòng)勢(shì)等于電路上內(nèi)、外電壓之和的教學(xué),使學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探索物理規(guī)律的方法.
(2)從能量和能量轉(zhuǎn)化的角度理解電動(dòng)勢(shì)的物理意義.
(3)通過對(duì)路端電壓、輸出功率、電源效率隨外電阻變化的規(guī)律的討論培養(yǎng)學(xué)生的推理能力.
(4)通過用公式、圖像分析外電壓隨外電阻改變規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生用多種方式分析
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1、重點(diǎn):
(1)電動(dòng)勢(shì)是表示電源特性的物理量
(2)閉合電路歐姆定律的內(nèi)容;
(3)應(yīng)用定律討論路端電壓、輸出功率、電源效率隨外電阻變化的規(guī)律.
2、難點(diǎn):
(1)閉合回路中電源電動(dòng)勢(shì)等于電路上內(nèi)、外電壓之和.
(2)短路、斷路特征
(3)應(yīng)用閉合電路歐姆定律討論電路中的路端電壓、電流強(qiáng)度隨外電阻變化的關(guān)系
三、教學(xué)過程設(shè)計(jì)
引入新課:
教師:同學(xué)們都知道,電荷的定向移動(dòng)形成電流.那么,導(dǎo)體中形成電流的條件是什么呢?(學(xué)生答:導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差.)
演示:將小燈泡接在充滿電的電容器兩端,會(huì)看到什么現(xiàn)象?(小燈泡閃亮一下就熄滅.)為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?
分析:當(dāng)電容器充完電后,其上下兩極板分別帶上正負(fù)電荷,如圖1所示,兩板間形成電勢(shì)差.當(dāng)用導(dǎo)線把小燈泡和電容器兩極板連通后,電子就在電場(chǎng)力的作用下通過導(dǎo)線產(chǎn)生定向移動(dòng)而形成電流,但這是一瞬間的電流.因?yàn)閮蓸O板上正負(fù)電荷逐漸中和而減少,兩極板間電勢(shì)差也逐漸減少為零,所以電流減小為零,因此只有電場(chǎng)力的作用是不能形成持續(xù)電流的.
教師:為了形成持續(xù)的電源,必須有一種本質(zhì)上完全不同于靜電性的力,能夠不斷地分離正負(fù)電荷來補(bǔ)充兩極板上減少的電荷.這才能使兩極板保持恒定的電勢(shì)差,從而在導(dǎo)線中維持恒定的電流,能夠提供這種非靜電力的裝置叫電源.電源在維持恒定電流時(shí),電源中的非靜電力將不斷做功,從而把已經(jīng)流到低電勢(shì)處的正電荷不斷地送回到高電勢(shì)處.使它的電勢(shì)能增加.
板書:1、電源:電源是一種能夠不斷地把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置.它并不創(chuàng)造能量,也不創(chuàng)造電荷.例如:干電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能、核能等轉(zhuǎn)化為電能的裝置.
教師:電源能夠不斷地把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,并且能夠提供恒定的電壓,那么不同的電源,兩極間的電壓相同嗎?展示各種干電池(1號(hào)、2號(hào)、5號(hào)、7號(hào)),請(qǐng)幾個(gè)同學(xué)觀察電池上面寫的規(guī)格,發(fā)現(xiàn)盡管電池的型號(hào)不同,但是都標(biāo)有“1.5V”字樣.我們把示教電壓表直接接在干電池的兩端進(jìn)行測(cè)量,發(fā)現(xiàn)結(jié)果確實(shí)是1.5V.講臺(tái)上還擺放有手搖發(fā)電機(jī)、蓄電池、紐扣電池,它們兩端的電壓是否也是1.5V呢?(學(xué)生回答:不是)那么如何知道它們兩端的電壓呢?(學(xué)生:用電壓表直接測(cè)量)·
結(jié)論:電源兩極間的電壓完全由電源本身的性質(zhì)(如材料、工作方式等)決定,同種電池用電壓表測(cè)量其兩極間的電壓是相同的,不同種類的電池用電壓表測(cè)量其兩極間的電壓是不同的.為了表示電源本身的這種特性,物理學(xué)中引入了電動(dòng)勢(shì)的概念.
板書:2、電源電動(dòng)勢(shì)
教師:從上面的演示和分析可知,電源的電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源未接入電路時(shí)兩極間的電壓.
板書:電源的電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí)其兩極間的電壓.
例如,各種型號(hào)的干電池的電動(dòng)勢(shì)都是1.5V.那么把一節(jié)1號(hào)電池接入電路中,它兩極間的電壓是否還是1.5V呢?用示教板演示
,電路如圖所示,結(jié)論:開關(guān)閉合前,電壓表示數(shù)是1.5V,開關(guān)閉合后,電壓表示數(shù)變?yōu)?.4V.實(shí)驗(yàn)表明,電路中有了電流后,電源兩極間的電壓減少了.
教師:上面的實(shí)驗(yàn)中,開關(guān)閉合后,電源兩極間的電壓降為1.4V,那么減少的電壓哪去了呢?用投影儀展示實(shí)驗(yàn)電路,介紹閉合電路可分為內(nèi)、外電路兩部分,電源內(nèi)部的叫內(nèi)電路,電源外部的叫外電路.接在電源外電路兩端的電壓表測(cè)得的電壓叫外電壓.在電源內(nèi)部電極附近的探針A、B上連接的電壓表測(cè)得的電壓叫內(nèi)電壓.我們現(xiàn)在就通過實(shí)驗(yàn)來研究閉合電路中電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)、外電壓之間的關(guān)系.
板書:3、內(nèi)電壓和外電壓
教師:向?qū)W生介紹實(shí)驗(yàn)裝置及電路連接方法,重點(diǎn)說明內(nèi)電壓的測(cè)量.實(shí)驗(yàn)中接通電鍵,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭使其阻值減小,由兩個(gè)電壓表讀出若干組內(nèi)、外電壓和的值.再斷開電鍵,由電壓表測(cè)出電動(dòng)勢(shì).分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律呢?
學(xué)生:在誤差許可的范圍內(nèi),內(nèi)、外電壓之和等于電源電動(dòng)勢(shì).
板書:在閉合電路中,電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電壓之和,即.
下面我們來分析在整個(gè)電路中電壓、電流、電阻之間的關(guān)系.
教師:我們來做一個(gè)實(shí)驗(yàn),電路圖如圖所示
觀察電鍵S先后接通1和2時(shí)小燈泡的亮度.
結(jié)論:把開關(guān)撥到2后,發(fā)現(xiàn)小燈泡的亮度比剛才接3V的電源時(shí)還稍暗些.怎么解釋這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呢?這就要用到我們將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容——閉合電路的歐姆定律.
板書:閉合電路的歐姆定律
教師:在圖1所示電路圖中,設(shè)電流為,根據(jù)歐姆定律,,,那么,電流強(qiáng)度,這就是閉合電路的歐姆定律.
板書:4、閉合電路的歐姆定律的內(nèi)容:閉合電路中的電流強(qiáng)度和電源電動(dòng)勢(shì)成正比,和電路的內(nèi)外電阻之和成反比.表達(dá)式為.
同學(xué)們從這個(gè)表達(dá)式可以看出,在電源恒定時(shí),電路中的電流強(qiáng)度隨電路的外電阻變化而變化;當(dāng)外電路中的電阻是定值電阻時(shí),電路中的電流強(qiáng)度和電源有關(guān).
教師:同學(xué)們能否用閉合電路的歐姆定律來解釋上一個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呢?
學(xué)生:9V的電源如果內(nèi)電阻很大,由閉合電路的歐姆定律可知,用它做電源,電路中的電流I可能較小;而電動(dòng)勢(shì)3V的電源內(nèi)阻如果很小,電路中的電流可能比大,用這兩個(gè)電源分別給相同的小燈泡供電,燈泡的亮度取決于,那么就出現(xiàn)了剛才的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象了.
教師:很好.一般電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻在短時(shí)間內(nèi)可以認(rèn)為是不變的.那么外電阻的變化,就會(huì)引起電路中電流的變化,繼而引起路端電壓、輸出功率、電源效率等的變化.
幾個(gè)重要推論
(1)路端電壓隨外電阻變化的規(guī)律
板書:5幾個(gè)重要推論
(l)路端電壓隨外電阻變化的規(guī)律演示實(shí)驗(yàn),圖3所示電路,
4節(jié)1號(hào)電池和1個(gè)10Ω的定值電阻串聯(lián)組成電源(因?yàn)橥ǔk娫磧?nèi)阻很小,的變化也很小,現(xiàn)象不明顯)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片,觀察電流表和電壓表的示數(shù)是如何隨變化?
教師:從實(shí)驗(yàn)出發(fā),隨著電阻的增大,電流逐漸減小,路端電壓逐漸增大.大家能用閉合電路的歐姆定律來解釋這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象嗎?
學(xué)生:因?yàn)樽兇?,閉合電路的總電阻增大,根據(jù)閉合電路的歐姆定律,,電路中的總電流減小,又因?yàn)?,則路端電壓增大.
教師:正確.我們得出結(jié)論,路端電壓隨外電阻增大而增大,隨外電阻減小而減小.一般認(rèn)為電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻在短時(shí)間內(nèi)是不變的,初中我們認(rèn)為電路兩端電壓是不變的,應(yīng)該是有條件的,當(dāng)無窮大時(shí),0,外電路可視為斷路,0,根據(jù),則,即當(dāng)外電路斷開時(shí),用電壓表直接測(cè)量電源兩極電壓,數(shù)值等于電源的電動(dòng)勢(shì);當(dāng)減小為0時(shí),電路可視為短路,為短路電流,路端電壓.
板書5:路端電壓隨外電阻增大而增大,隨外電阻減小而減小.斷路時(shí),∞,0,;短路時(shí),,.
電路的路端電壓與電流的關(guān)系可以用圖像表示如下
(2)電源的輸出功率隨外電阻變化的規(guī)律.
教師:在純電阻電路中,當(dāng)用一個(gè)固定的電源(設(shè)、r是定值)向變化的外電阻供電時(shí),輸出的功率,
又因?yàn)椋?/p>
所以,
當(dāng)時(shí),電源有最大的輸出功率.我們可以畫出輸出功率隨外電阻變化的圖線,如圖所示.
板書6:在純電阻電路中,當(dāng)用一個(gè)固定的電源(即、是定值)向變化的外電阻供電時(shí),輸出的功率有最大值.
教師:當(dāng)輸出功率最大時(shí),電源的效率是否也最大呢?
板書7:電源的效率隨外電阻變化的規(guī)律
教師:在電路中電源的總功率為,輸出的功率為,內(nèi)電路損耗的功率為,則電源的效率為,當(dāng)變大,也變大.而當(dāng)時(shí),即輸出功率最大時(shí),電源的效率=50%.
板書8:電源的效率隨外電阻的增大而增大.
四、講解例題
五、總結(jié)
探究活動(dòng)
1、調(diào)查各種不同電源的性能特點(diǎn)。
(包括電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻、能量轉(zhuǎn)化情況、工作原理、可否充電)
2、考察目前對(duì)廢舊電池的回收情況。
(1)化學(xué)電池的工作原理;
(2)廢舊電池對(duì)環(huán)境的污染主要表現(xiàn)在哪些方面;
(3)當(dāng)前社會(huì)對(duì)廢舊電池的重視程度;
(4)廢舊電池的回收由哪些主要的途徑和利用方式;
在學(xué)習(xí)了歐姆定律之后,利用歐姆定律解決問題就成了順理成章的事,本節(jié)課從電壓的高低、電阻的大小對(duì)用電安全的影響入手,讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用已學(xué)的電學(xué)知識(shí),解決有關(guān)的問題,既增強(qiáng)自我保護(hù)意識(shí),又提高在幫助他人時(shí)講安全、講規(guī)則、講科學(xué)的意識(shí)。
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能
會(huì)用歐姆定律理解安全用電的道理。
情感、態(tài)度與價(jià)值觀
使學(xué)生具有安全用電的意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。能自覺地執(zhí)行和宣傳安全用電。
通過了解避雷針的發(fā)明過程,培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的精神。
重點(diǎn)與難點(diǎn)
理解影響電流的因素,電壓和電阻對(duì)安全用電的影響;防雷的重要性。
板書設(shè)計(jì)
第六節(jié)歐姆定律與安全用電
一、歐姆定律
1.當(dāng)R一定時(shí),U越大,I越大
2.當(dāng)U一定時(shí),R越小,I越大
二、安全用電
1.高壓危險(xiǎn)
2.不能用濕手觸摸電器
三、雷電與防雷
教學(xué)過程
師:前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了有關(guān)電流、電壓、電阻等物理知識(shí),現(xiàn)在同學(xué)們想想,為什么高壓線要架在高大的鋼架上?為什么電吹風(fēng)不允許在浴室使用?下雨天為什么不可以站在大樹下呢?可能有同學(xué)有答案,我們先不研究答案是什么,帶著這些問題去學(xué)習(xí)這節(jié)課,之后大家便能解答了。
首先回答我的問題,歐姆定律的內(nèi)容是什么?
生:導(dǎo)體中的電流,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比。
師:很好,那么公式怎樣表達(dá)呢?
生:I=U/R。
師:沒錯(cuò)(板書:歐姆定律I=U/R),我們已經(jīng)知道,電流的大小跟電壓、電阻有關(guān),具體是怎樣決定呢?我們現(xiàn)在分析一下:既然電流由電壓、電阻決定,我們可以采用控制變量法,電阻不變,當(dāng)電壓變小的時(shí)候,電流會(huì)怎樣變化?
生:變小。
師:那電壓增大呢?
生:跟著變大。
師:也就是說,當(dāng)電阻不變時(shí),電壓越大,電流就越大,二者成正比關(guān)系。平常見到的變壓器上標(biāo)有“高壓危險(xiǎn),禁止攀登”的字樣,就是因?yàn)樽儔浩鞯碾妷汉芨?。如果人體不慎接觸到高壓,通過人體的電流就很大,超過人體能承受的限度,會(huì)造成生命危險(xiǎn),所以不要去攀爬變壓器、高壓線支架等,以免造成危險(xiǎn),因?yàn)閷?duì)人體安全的電壓是不高于36V的電壓,凡高于36V的電壓對(duì)人都有生命危險(xiǎn),因此必須小心用電。
剛才是用固定電阻來研究電壓對(duì)電流的決定關(guān)系,再看看當(dāng)電壓固定時(shí),電阻對(duì)電流又有什么決定關(guān)系,電阻變大時(shí),電流會(huì)怎樣?
生:會(huì)變小。
師:那么電阻變小呢?
生:電流會(huì)變大。
師:那應(yīng)該怎樣總結(jié)它們之間的關(guān)系呢?
生:當(dāng)電壓不變時(shí),電阻越小,電流反而越大。
師:原來干燥的木棒,不容易導(dǎo)電,可是當(dāng)用水把它淋濕后,木棒就容易導(dǎo)電了,是因?yàn)闈窳说哪景綦娮枳冃×?,使得通過的電流變大。同樣道理,對(duì)于人體來說,潮濕的皮膚比干燥的時(shí)候電阻要小,此時(shí)若有電壓存在電流會(huì)很大,很危險(xiǎn)。如果用濕手插拔插銷、開關(guān)電燈等,極易使水流入插銷和開關(guān)內(nèi),使人體和電源相連,造成危險(xiǎn),所以不要用濕手觸摸電器。那同學(xué)們現(xiàn)在能回答:為什么在浴室不能使用電吹風(fēng)了嗎?
生甲:因?yàn)樵谠∈抑腥梭w是濕的不安全。
生乙:浴室中水分多,電吹風(fēng)易進(jìn)水漏電。
師:方向?qū)α?。通常在浴室中使用電吹風(fēng)是為了使浴后的頭發(fā)快干,洗完澡后皮膚的電阻變小,若發(fā)生觸電事故,極其危險(xiǎn),另外,由于室內(nèi)水氣較大,易被電吹風(fēng)吸入筒內(nèi)使機(jī)件短路而發(fā)生危險(xiǎn)。故此,不應(yīng)在浴室內(nèi)使用電吹風(fēng)。
通過用控制變量法:我們清楚地認(rèn)識(shí)到電壓、電阻對(duì)電流的決定作用,那么平時(shí)就要注意用電安全了,那為什么下雨天不可以站在大樹下呢?跟洗澡有關(guān)系嗎?
生:沒有。
師:那跟什么有關(guān)呢?
生:雷電。
師:哦,原來是跟雷電有關(guān)系,那雷電是怎樣產(chǎn)生的呢?可能不是每個(gè)同學(xué)都知道,現(xiàn)在跟大家介紹一下,有關(guān)雷電的知識(shí)。云層能積聚大量正電荷,而地球是導(dǎo)體,本身積聚負(fù)電荷,從而使得云層與云層之間,云層與地面之間形成很高的電勢(shì)差,幾百萬伏到幾億伏,因而產(chǎn)生的電流就十分強(qiáng)大,達(dá)到幾萬安至十幾萬安,形成高熱和強(qiáng)光,會(huì)造成巨大破壞,能使人立即死亡。如果通過樹木、建筑物,巨大的熱量和空氣的振動(dòng)都會(huì)使它們受到嚴(yán)重的破壞。所以,為了避免這種破壞,科學(xué)家們努力尋求方法,發(fā)明了避雷針。(投影課本彩圖)在一些高大的建筑物的頂端,裝上針狀的金屬物,用導(dǎo)線把它與大地連接,就形成避雷針了,當(dāng)發(fā)生雷電的時(shí)候,避雷針把雷電引到大地,使建筑物避免雷擊。每一年我國(guó)都會(huì)因?yàn)槔纂姸馐軗p失,雷電的危害很大,大家閱讀有關(guān)的資料就知道了。另外,避雷針的發(fā)明過程大家可以通過資料來了解一下。
活動(dòng):學(xué)生閱讀印發(fā)的資料。
附:富蘭克林的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)與避雷針的發(fā)明
萊頓瓶放電時(shí)能夠擊死小鳥、老鼠等小動(dòng)物,雷電時(shí)可以擊死人、畜等。所以,有人推測(cè)放電電火花與天空中的閃電可能具有相同的性質(zhì)。富蘭克林對(duì)此作了深入的研究。在1749年11月7日的筆記中,他記下了放電與閃電的一致:“1.發(fā)光;2.光的顏色;3.彎曲的方向;4.快速運(yùn)動(dòng);5.被金屬傳導(dǎo);6.在爆發(fā)時(shí)發(fā)出霹靂聲或噪聲;7.在水中或冰里存在;8.劈裂所通過的物體;9.殺死動(dòng)物;10.熔化金屬;11.使易燃物著火;12.含硫磺氣味。”摩擦產(chǎn)生的電與雷電竟然有這么多的特性是相同的!他開始醞釀一個(gè)大膽的實(shí)驗(yàn),即制作一根長(zhǎng)20英尺~30英尺頂端削尖的鐵竿,把云中的電引下來。他認(rèn)為,這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)如能成功,那么采用相同的方法,就“可以給人類用于保護(hù)房屋、教堂、船舶等等免除閃電的轟擊。”但是,這個(gè)想法沒有得到英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的支持。后來,富蘭克林想,鐵竿的高度總是有限的,怎樣才能把鐵竿伸入到云層中去呢?他想起了兒童時(shí)代玩過的風(fēng)箏,于是,他用杉木搭成一個(gè)十字架,蒙上一塊絲綢手帕,做成了一個(gè)風(fēng)箏。它能夠經(jīng)受風(fēng)吹雨打而不撕裂,他還在風(fēng)箏上加了一根1英尺長(zhǎng)的尖細(xì)的金屬絲。在系風(fēng)箏的粗麻線靠近手的一端,加上了一條絲帶(非導(dǎo)體),接頭處系上一把鑰匙。1752年6月的一個(gè)雷雨天,他和兒子一起把這個(gè)負(fù)有特殊使命的風(fēng)箏放了出去。麻線被雨淋濕后,纖維挺立起來。當(dāng)他用手指節(jié)靠近鑰匙時(shí),打出了電火花,手感到發(fā)麻。而后,他又用這把鑰匙為萊頓瓶充了電。發(fā)現(xiàn)雷電與摩擦電具有相同的性質(zhì)。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)破除了雷電是“上帝之火”的神話。一系列的實(shí)驗(yàn)表明,大多數(shù)云層帶的是負(fù)電,所以雷擊時(shí)“絕大多數(shù)是大地的電穿進(jìn)云層,而不是云層的電落向大地”。到處都在重復(fù)雷電實(shí)驗(yàn),彼得堡科學(xué)院院士利赫曼(1711~1753)在得知富蘭克林的實(shí)驗(yàn)后也決心投入征服雷電的研究,他不放過每一次暴風(fēng)雨,1753年7月26日,他在彼得堡科學(xué)院會(huì)議上聽見一聲巨雷后連忙趕回家去,因未檢查接地設(shè)備是否有效,而獻(xiàn)出了生命。他的犧牲提醒電學(xué)家:人們不能再這樣死去。
風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)的直接結(jié)果是避雷針的出現(xiàn)。早在1749年和1750年,富蘭克林就提出過避雷針的設(shè)想,認(rèn)為尖導(dǎo)體既能釋放或吸收物體上的電,也能釋放或吸收云層中的電。他建議將上端尖銳的防銹鐵桿裝在房屋高處直通地里,或裝在船的桅桿頂再拋入水中,“在云層將要產(chǎn)生電擊的千鈞一發(fā)之際,靜悄悄地把電從云中吸走,因而使我們免受最突然、最駭人的悲劇?!?/p>
在風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)的那年夏天,他在鐵棒與建筑物之間用絕緣體隔開,并稱這種裝置為“避雷針”,試用良好。捷克牧師狄維斯(P.DiviSCh)在1745年首先設(shè)計(jì)出避雷針。費(fèi)城一些高大建筑物因裝上這種避雷針而安然無恙,在歐洲特別是法國(guó)也開始流行。
1 知識(shí)目標(biāo)
1.1 知道電動(dòng)勢(shì)的定義.
1.2 理解閉合電路歐姆定律的公式,理解各物理量及公式的物理意義,并能熟練地用來解決有關(guān)的電路問題。
1.3 知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓,電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和。
1.4 理解路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系,知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá),并能用來分析、計(jì)算有關(guān)問題。
1.5 理解閉合電路的功率表達(dá)式。
1.6 理解閉合電路中能量轉(zhuǎn)化的情況。
2 能力目標(biāo)
2.1 培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題能力,會(huì)用閉合電路歐姆定律分析外電壓隨外電阻變化的規(guī)律。
2.2 理解路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系,知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá),并能用來分析、計(jì)算有關(guān)問題。
2.3 通過用公式、圖像分析外電壓隨外電阻改變規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生用多種方式分析問題能力。
3 情感目標(biāo)
3.1 通過外電阻改變引起電流、電壓的變化,樹立學(xué)生普遍聯(lián)系觀點(diǎn)。
3.2 通過分析外電壓變化原因,了解內(nèi)因與外因關(guān)系。
3.3 通過對(duì)閉合電路的分析計(jì)算,培養(yǎng)學(xué)生能量守恒思想。
3.4 知道用能量的觀點(diǎn)說明電動(dòng)勢(shì)的意義。
教學(xué)建議
1 電源電動(dòng)勢(shì)的概念在高中是個(gè)難點(diǎn),是掌握閉合電路歐姆定律的關(guān)鍵和基礎(chǔ),在處理電動(dòng)勢(shì)的概念時(shí),可以根據(jù)教材,采用不同的講法.從理論上分析電源中非靜電力做功從電源的負(fù)極將正電荷運(yùn)送到正極,克服電場(chǎng)力做功,非靜電力搬運(yùn)電荷在兩極之間產(chǎn)生電勢(shì)差的大小,反映了電源做功的本領(lǐng),由此引出電動(dòng)勢(shì)的概念;也可以按本書采取討論閉合電路中電勢(shì)升降的方法,給出電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和的結(jié)論.教學(xué)中不要求論證這個(gè)結(jié)論.教材中給出一個(gè)比喻(兒童滑梯),幫助學(xué)生接受這個(gè)結(jié)論。
需要強(qiáng)調(diào)的是電源的電動(dòng)勢(shì)反映的電源做功的能力,它與外電路無關(guān),是由電源本生的特性決定的。 電動(dòng)勢(shì)是標(biāo)量,沒有方向,這要給學(xué)生說明,如果學(xué)生程度較好,可以向?qū)W生說明,做為電源,由正負(fù)極之分,在電源內(nèi)部,電流從負(fù)極流向正極,為了說明問題方便,也給電動(dòng)勢(shì)一個(gè)方向,人們規(guī)定電源電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)閮?nèi)電路的電流方向,即從負(fù)極指向正極。
2 路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系,是一個(gè)難點(diǎn).希望作好演示實(shí)驗(yàn),使學(xué)生有明確的感性認(rèn)識(shí),然后用公式加以解釋.路端電壓與電流的關(guān)系圖線,可以直觀地表示出路端電壓與電流的關(guān)系,務(wù)必使學(xué)生熟悉這個(gè)圖線。
學(xué)生應(yīng)該知道,斷路時(shí)的路端電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì).因此,用電壓表測(cè)出斷路時(shí)的路端電壓就可以得到電源的電動(dòng)勢(shì).在考慮電壓表的內(nèi)阻時(shí),希望通過第五節(jié)的“思考與討論”,讓學(xué)生自己解決這個(gè)問題。
3 最后講述閉合電路中的功率,得出公式 , .要從能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)說明,公式左方的 表示單位時(shí)間內(nèi)電源提供的電能.理解了這一點(diǎn),就容易理解上式的意義:電源提供的電能,一部分消耗在內(nèi)阻上,其余部分輸出到外電路中。
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
閉合電路的歐姆定律
1 教育目標(biāo)
1.1 知識(shí)教學(xué)點(diǎn)
1.1.1 初步了解電動(dòng)勢(shì)的物理意義。
1.1.2 了解電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)外電壓的關(guān)系。
1.1.3 理解閉合電路歐姆定律及其公式,并能熟練地用來解決有關(guān)的電路問題。
1.1.4 理解路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系,知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá),并能用來分析、計(jì)算有關(guān)問題。
1.1.5 理解閉合電路的功率表達(dá)式,理解閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化。
1.2 能力訓(xùn)練點(diǎn)
通過用公式、圖像分析外電壓隨外電阻變化而變化的規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生用多種方法分析問題的能力。
1.3 德育滲透點(diǎn)[來源:高考資源網(wǎng)]
1.3.1 通過外電阻的改變而引起I、U變化的深入分析,樹立事物之間存在普遍的相互聯(lián)系的觀點(diǎn)。
1.3.2 通過對(duì)閉合電路的分析計(jì)算,培養(yǎng)學(xué)生能量守恒的思想。
2 重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)及解決辦法
2.1 重點(diǎn)
①正確理解電動(dòng)勢(shì)的物理意義。[來源:高考資源網(wǎng)]
②對(duì)閉合電路歐姆定律的理解和應(yīng)用。
2.2 難點(diǎn)
路端電壓、電流隨外電阻變化規(guī)律。
2.3 疑點(diǎn)
路端電壓變化的原因(內(nèi)因、外因)。
2.4 解決辦法
制作多媒體課件,采用類比分析、動(dòng)態(tài)畫面、圖像等幫助同學(xué)增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí),逐步了解電動(dòng)勢(shì)的含義,推導(dǎo)閉合電路歐姆定律公式,分析各項(xiàng)的意義,使學(xué)生有初步整體感知,精選運(yùn)用閉合電路歐姆定律分析路端電壓隨外電阻改變而改變的規(guī)律的典型例題,結(jié)合圖像分析突破難點(diǎn)。
3 教學(xué)過程設(shè)計(jì)
引入新課:
教師:同學(xué)們都知道,電荷的定向移動(dòng)形成電流.那么,導(dǎo)體中形成電流的條件是什么呢?(學(xué)生答:導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差)
演示:將小燈泡接在充滿電的電容器兩端,會(huì)看到什么現(xiàn)象?(小燈泡閃亮一下就熄滅.)為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?
分析:當(dāng)電容器充完電后,其上下兩極板分別帶上正負(fù)電荷,如圖1所示,兩板間形成電勢(shì)差.當(dāng)用導(dǎo)線把小燈泡和電容器兩極板連通后,電子就在電場(chǎng)力的作用下通過導(dǎo)線產(chǎn)生定向移動(dòng)而形成電流,但這是一瞬間的電流.因?yàn)閮蓸O板上正負(fù)電荷逐漸中和而減少,兩極板間電勢(shì)差也逐漸減少為零,所以電流減小為零,因此只有電場(chǎng)力的作用是不能形成持續(xù)電流的。
教師:為了形成持續(xù)的電源,必須有一種本質(zhì)上完全不同于靜電性的力,能夠不斷地分離正負(fù)電荷來補(bǔ)充兩極板上減少的電荷.這才能使兩極板保持恒定的電勢(shì)差,從而在導(dǎo)線中維持恒定的電流,能夠提供這種非靜電力的裝置叫電源.電源在維持恒定電流時(shí),電源中的非靜電力將不斷做功,從而把已經(jīng)流到低電勢(shì)處的正電荷不斷地送回到高電勢(shì)處.使它的電勢(shì)能增加。
4 課時(shí)安排[來源:高考資源網(wǎng)][來源:高考資源網(wǎng)]
1課時(shí)
5 教具學(xué)具準(zhǔn)備
不同型號(hào)的干電池若干、小燈泡(3.8V)、電容器一個(gè)、紐扣電池若干、手搖發(fā)電機(jī)一臺(tái)、可調(diào)高內(nèi)阻蓄電池一個(gè)、電路示教板一塊、示教電壓表(0~2.5V)兩臺(tái)、10Ω定值電阻一個(gè)、滑線變阻器(0~50Ω)一只、開關(guān)、導(dǎo)線若干。
6 學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)
學(xué)生觀察、動(dòng)手測(cè)電源電動(dòng)勢(shì),并邊觀察邊思考,逐步推導(dǎo)閉合電路歐姆定律,在教師的啟發(fā)下逐漸理解公式含義,引導(dǎo)學(xué)生用公式法和圖像法去分析同一問題。
7 教學(xué)過程
教師:同學(xué)們都知道,電荷的定向移動(dòng)形成電流。那么,導(dǎo)體中形成電流的條件是什么呢?(學(xué)生答:導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差。)
演示:將小燈泡接在充電后的電容器兩端,會(huì)看到什么現(xiàn)象?(小燈泡閃亮一下就熄滅。)為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?
分析:當(dāng)電容器充完電后,其上下兩極板分別帶上正負(fù)電荷,如圖1所示,兩板間形成電勢(shì)差。當(dāng)用導(dǎo)線把小燈泡和電容器兩極板連通后,電子就在電場(chǎng)力作用下沿導(dǎo)線定向移動(dòng)形成電流,但這是一瞬間的電流。因?yàn)閮蓸O板上正負(fù)電荷逐漸中和而減少,兩極板間電勢(shì)差也逐漸減小為零,所以電流減小為零,因此要得到持續(xù)的電流,就必須有持續(xù)的電勢(shì)差。
教師:能夠產(chǎn)生持續(xù)電勢(shì)差的裝置就是電源。那么,如何描述電源的特性?電源接入電路,組成閉合電路,閉合電路中的電流有什么規(guī)律呢?這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)閉合電路歐姆定律。
8 板書設(shè)計(jì)
8.1 電源電動(dòng)勢(shì):等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓。
8.2 閉合電路歐姆定律。
閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。
8.3 路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系。
路端電壓隨外電阻增大而增大。
1.知識(shí)目標(biāo)。
(l)掌握閉合電路的歐姆定律;
(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,單刀雙擲開關(guān),投影儀等。
【教學(xué)過程】
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,分別開關(guān)打向1和2,讓學(xué)生通過電壓表的實(shí)物投影讀電源和的電動(dòng)勢(shì)。
生:,。
師:(將電壓表換接成小燈泡,開關(guān)接1時(shí)。小燈泡很亮,幾乎發(fā)白光)問:開關(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)畫電路)閉合電路中,流過內(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)。有人說變大,有人說變?。?/p>
師:請(qǐng)兩個(gè)學(xué)生介紹判斷的過程和依據(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)”過渡到學(xué)生實(shí)驗(yàn)上來。)
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)畫出電路圖。
生:(畫電路圖)
師:(講評(píng)學(xué)生所畫電路,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)說無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,先讓電燈開始正常工作)大家說說,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,說明短路時(shí)的電流的確很大。如果沒有保險(xiǎn)絲,短路時(shí)很大的電流長(zhǎng)時(shí)間通過電路,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?,實(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?,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,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,有沒有新的問題?
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:(表揚(yáng)提問題的學(xué)生,引導(dǎo)大家討論,然后解釋)當(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)問題留做課后思考,下節(jié)課我們將通過實(shí)驗(yàn)來測(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:
RIU′U
R=0,I=E/r,U′=E,U=0(短路)
RIU′U
R∞,I=0,U′=0,U=E(斷路)
4.2在初中討論電路問題時(shí),不考慮電源內(nèi)阻。到了高中,有些問題常要考慮電源內(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)生來說,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)問題,善于提出問題。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)問題并尋找解決問題的途徑上。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,我設(shè)計(jì)了本節(jié)課的教學(xué)流程,旨在通過學(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,讓他們自己來提問題,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)不斷地開后學(xué)生思維的“閥門”,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)問題,提出假設(shè),實(shí)驗(yàn)研究,得出結(jié)論”的過程中,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。