《閉合電路歐姆定律》教學(xué)設(shè)計(jì).doc
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閉合電路歐姆定律教學(xué)設(shè)計(jì) 榆中一中物理組 黃延?jì)? 一、教材分析 課標(biāo)分析:知道電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,理解閉合電路的歐姆定律 教材地位:閉合電路歐姆定律是恒定電流一章的核心內(nèi)容,具有承前啟后的作用。既是本章知識(shí)的高度總結(jié),又是本章拓展的重要基礎(chǔ);通過學(xué)習(xí),既能使學(xué)生從部分電路的認(rèn)知上升到全電路規(guī)律的掌握,又能從靜態(tài)電路的計(jì)算提高到對(duì)含電源電路的動(dòng)態(tài)分析及推演。同時(shí),閉合電路歐姆定律能夠充分體現(xiàn)功和能的概念在物理學(xué)中的重要性,是功能關(guān)系學(xué)習(xí)的好素材。 二、學(xué)情分析 學(xué)生通過前面的學(xué)習(xí),理解了靜電力做功與電荷量、電勢(shì)差的關(guān)系、了解了靜電力做功與電能轉(zhuǎn)化的知識(shí),認(rèn)識(shí)了如何從非靜電力做功的角度描述電動(dòng)勢(shì),并處理了部分電路歐姆定律的相關(guān)電路問題,已經(jīng)具備了通過功能關(guān)系分析建立閉合電路歐姆定律,并應(yīng)用閉合電路歐姆定律分析問題的知識(shí)與技能。 三、教學(xué)目標(biāo) (一)知識(shí)與技能 1、通過探究推導(dǎo)出閉合電路歐姆定律及其公式,知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和。 2、理解路端電壓與負(fù)載的關(guān)系,知道這種關(guān)系的公式表達(dá),并能用來分析有關(guān)問題。 3、掌握電源斷路和短路兩種特殊情況下的特點(diǎn)。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。 4、了解路端電壓與電流的U-I圖像,認(rèn)識(shí)E和r對(duì)U-I圖像的影響。 5、熟練應(yīng)用閉合電路歐姆定律進(jìn)行相關(guān)的電路分析和計(jì)算 (二)過程與方法 1、經(jīng)歷閉合電路歐姆定律及其公式的推導(dǎo)過程,體驗(yàn)?zāi)芰哭D(zhuǎn)化和守恒定律在電路中的具體應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生推理能力。 2、通過路端電壓與負(fù)載的關(guān)系實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)探究物理規(guī)律的科學(xué)思路和方法。 3、了解路端電壓與電流的U-I圖像,培養(yǎng)學(xué)生利用圖像方法分析電學(xué)問題的能力。 4、利用閉合電路歐姆定律解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問題,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。 (三)情感態(tài)度價(jià)值觀 1、通過探究物理規(guī)律培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。 2、通過實(shí)驗(yàn)探究,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。 3、通過實(shí)際問題分析,拉近物理與生活的距離,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。 四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 推導(dǎo)閉合電路歐姆定律,應(yīng)用定律進(jìn)行相關(guān)討論是本節(jié)的重點(diǎn),幫助學(xué)生理解電路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是基礎(chǔ)和關(guān)鍵。應(yīng)用閉合電路歐姆定律討論路端電壓與負(fù)載關(guān)系是本節(jié)難點(diǎn)。 五、教學(xué)過程 教學(xué)程序 教學(xué)內(nèi)容 學(xué)生活動(dòng) 思維對(duì)話 知 識(shí) 回 顧 問題1:回顧:“靜電力做的功W與電荷量q及兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U的關(guān)系”? 問題2:回顧:“電動(dòng)勢(shì)的物理意義及定義”? 問題3:回顧:“部分電路電路歐姆定律的內(nèi)容、表達(dá)式及適用范圍”? 查看課本21頁、43至44頁及46頁下部,回顧所學(xué) 1. 2. 電動(dòng)勢(shì)表征電源通過非靜電力做功把其他形式能量轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量 即 3.內(nèi)容: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。 表達(dá)式: 適用范圍:純電阻電路 情 景 引 入 演示實(shí)驗(yàn): 問題:開關(guān)斷開,閉合的過程中電壓表示數(shù)如何變化? 用初中知識(shí)分析開端斷開,閉合過程中電壓表示數(shù)的變化,并觀察實(shí)驗(yàn) 理論分析:根據(jù)初中的知識(shí),電壓表接在電源兩端測(cè)量電源電壓,電源電壓確定,故開關(guān)斷開,閉合的過程中,電壓表示數(shù)不發(fā)生變化 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:電壓表示數(shù)減小,有微小變化。 通過本節(jié)內(nèi)容——閉合電路歐姆定律的學(xué)習(xí),能很好解釋這一現(xiàn)象。 情景 引 入 新 課 學(xué) 習(xí) 新 課 學(xué) 習(xí) 新 課 學(xué) 習(xí) 1.認(rèn)識(shí)閉合電路 問題1:最簡(jiǎn)單的閉合電路是由哪幾部分組成的? 問題2:在外電路中,沿電流方向,電勢(shì)如何變化?為什么?在內(nèi)電路中,沿電流方向,電勢(shì)如何變化?為什么? 提示:電源內(nèi)阻上有沒有電勢(shì)降落 觀察課件中“閉合電路”圖片,回答問題 閱讀課本60頁第2、3、4段,并討論交流 閉合電路包括:內(nèi)電路(內(nèi)電阻r)和外電路(外電阻R)。 展示課本60頁圖2.7-2,強(qiáng)化認(rèn)識(shí) 正電荷的移動(dòng)方向就是電流方向,在外電路中,正電荷受靜電力作用,從高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng)?;瘜W(xué)反應(yīng)層中,沿電流方向電勢(shì)升高。在正負(fù)極之間,電源的內(nèi)阻中也有電流,沿電流方向電勢(shì)降低。 2.閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化 問題:如圖,若外電路兩端的電勢(shì)降落,即,即電勢(shì)差為U外;內(nèi)電路中的電勢(shì)降落,即電勢(shì)差為U內(nèi);電源電動(dòng)勢(shì)為E;當(dāng)電鍵閉合后,電路中的電流為I,通電時(shí)間為t。試回答下列問題: U外 U內(nèi) 內(nèi)電路E、r 外電路 I (1)在t時(shí)間內(nèi),外電路中靜電力做的功W外為多少? (2)在t時(shí)間內(nèi),內(nèi)電路中靜電力做的功W內(nèi)為多少? (3)電池化學(xué)反應(yīng)層在t時(shí)間內(nèi),非靜電力做的功W非為多少? (4)靜電力做的功等于消耗的電能,非靜電力做的功等于轉(zhuǎn)化的電能,根據(jù)能量守恒你能得到什么? 獨(dú)立思考,求解問題 代表交流自己的問題答案,對(duì)某些部分詳細(xì)講解,并對(duì)異議部分與同學(xué)討論 用原電池實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 電路中兩點(diǎn)之間的電壓大小等于兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大小。 故U外又表示外電壓,俗稱路端電壓;U內(nèi)又表示內(nèi)電壓 原電池實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得到的結(jié)果: 3.閉合電路歐姆定律 問題1:若外電路是純電阻電路(如下圖所示),依據(jù)上面得到的結(jié)果,推導(dǎo)出閉合電路中的電流I與電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)電阻r、外電阻R的關(guān)系式? 問題2:根據(jù)部分電路歐姆定律,總結(jié)閉合電路歐姆定律的內(nèi)容、表達(dá)式,并思考閉合電路歐姆定律的適用條件? 問題3:以下四個(gè)公式,其適用范圍是什么?所描述的側(cè)重點(diǎn)各有什么不同? (1) (2) (3) (4) 自主推導(dǎo)閉合電路中的電流I與電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)電阻r、外電阻R的關(guān)系式 總結(jié)歸納,交流評(píng)價(jià),記錄筆記 交流討論、思考回答 在電路中兩點(diǎn)間的電壓等于兩點(diǎn)間電勢(shì)差的大小。 對(duì)于純電阻電路有, (1)內(nèi)容: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,這個(gè)結(jié)論叫做閉合電路的歐姆定律。 (2)公式: (3)適用條件:外電路是純電阻的電路 (1)(2)適用于一切閉合電路;(3)(4)只適用于外電路是純電阻的情況, (1)式描述:非靜電力做的功等于內(nèi)外電路靜電力做功之和;(2)式表明:電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)外電路電勢(shì)降落之和;(3)式主要表達(dá)因消耗其他形式的能而產(chǎn)生的電勢(shì)升高E,通過外電路R和內(nèi)電路r而降落:(4)式主要描述閉合電路中的電流與哪些因素有關(guān); 總之,無論何種形式本質(zhì)上都體現(xiàn)了電路中能的轉(zhuǎn)化和守恒 4.路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 問題1:對(duì)給定的電源,E、r均為定值,外電阻R變化時(shí),電路中的電流I如何變化? 問題2:若外電阻R減小,路端電壓U路會(huì)有怎樣的變化? A R S0 S R0 V 演示實(shí)驗(yàn):如圖課本61頁 由大到小改變外電阻,記錄電流表、電壓表的示數(shù)變化情況,并填在相應(yīng)的表格中。 問題3:分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出:當(dāng)外電阻減小時(shí),電流和路端電壓如何變化?并嘗試用閉合電路歐姆定律解釋。 問題4:分析情景引入中演示實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象產(chǎn)生的原因? 5.閉合電路的U-I圖像 問題:依據(jù)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù),以路端電壓U為縱坐標(biāo),電流I為橫坐標(biāo),采用描點(diǎn)、擬合圖像的方法,作出U與I的圖像分析: (1)外電路斷開的狀態(tài)對(duì)應(yīng)于圖中的哪個(gè)點(diǎn)?此時(shí),路段電壓對(duì)應(yīng)圖像的什么長(zhǎng)度?路端電壓與電源的電動(dòng)勢(shì)有什么關(guān)系? (2)電源短路的狀態(tài)對(duì)應(yīng)于圖中的哪個(gè)點(diǎn)?此時(shí),電流大小對(duì)應(yīng)圖像的什么長(zhǎng)度? (3)電動(dòng)勢(shì)E的大小對(duì)圖像有什么影響? (4)r的大小對(duì)圖像有什么影響? 根據(jù)所學(xué)推導(dǎo)回答 積極猜想 看課本61頁“演示實(shí)驗(yàn)”電路圖,派代表協(xié)助教師實(shí)驗(yàn) 觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 分析數(shù)據(jù),交流討論 依據(jù)數(shù)據(jù),描點(diǎn)作圖,分析問題,交流討論 據(jù)可知,R增大時(shí)I減??;R減小時(shí)I增大。 有人說變大,有人說變小。 當(dāng)外電阻R減小時(shí),數(shù)據(jù)記錄 1 2 3 4 5 I/A U路/V R增大時(shí),I減小,U增大 由可知: 當(dāng)S2閉合時(shí),總的外電阻變小,電流增大,路端電壓減小。此時(shí),燈泡1兩端電壓小于燈泡1的額定電壓,故燈泡1變暗。 外電路斷開時(shí),對(duì)應(yīng)U-I圖像的縱軸截距,此時(shí)路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)??筛鶕?jù)這個(gè)道理測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)。 外電路短路時(shí),對(duì)應(yīng)U-I圖像的橫軸截距,此時(shí),電流為短路電流,短路電流很大。電流過大,會(huì)燒壞電源,甚至引起火災(zāi)。因此,絕對(duì)不允許將電源兩端用導(dǎo)線直接連接在一起。 電動(dòng)勢(shì)E越大,圖像的縱軸截距越大 由,r越大,U-I圖像的傾斜程度越大 典 型 例 題 問題:(課本62頁例題1)在如下圖中,,,當(dāng)開關(guān)處于位置1時(shí),電流表讀數(shù);當(dāng)開關(guān)處于位置2時(shí),電流表讀數(shù)。求電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r。 A S R1 R2 E r 1 2 自主思考,求解問題,交流評(píng)價(jià) 解析: 根據(jù)閉合電路歐姆定律,題中的兩種情況可列一下兩個(gè)方程 消去E,解出r,得 代入數(shù)值,得 將及、的值代入中,得 小結(jié):本例題提供了測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻的方法。 課 堂 總 結(jié) 問題:想想本節(jié)你都學(xué)到了哪些知識(shí)?請(qǐng)自己總結(jié)一下。 回顧本節(jié)所學(xué),自己總結(jié) 理論推導(dǎo)了閉合電路歐姆定律,實(shí)驗(yàn)探究了路端電壓與負(fù)載的關(guān)系,研究了閉合電路的U-I圖像,用定律討論了測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的問題。 六、課后作業(yè) 必做: 1.課本63頁“問題與練習(xí)”第1題 設(shè)計(jì)目的:進(jìn)一步熟悉和掌握,應(yīng)用閉合電路歐姆定律“測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的基本思路。 2.課本63頁“問題與練習(xí)”第2題 設(shè)計(jì)目的:聯(lián)系生活,通過對(duì)袖珍小電筒所用干電池內(nèi)阻的推算,進(jìn)一步鞏固對(duì)閉合電路歐姆定律的應(yīng)用和理解。 選做: 從電勢(shì)角度分析、推導(dǎo)閉合電路歐姆定律。 設(shè)計(jì)目的:使學(xué)生利用已有知識(shí),多角度推導(dǎo)閉合電路歐姆定律,更加深刻地理解閉合電路歐姆定律。 七、板書設(shè)計(jì) 2-7閉合電路歐姆定律 1.認(rèn)識(shí)閉合電路 外電路 R 沿電流方向電勢(shì)降落 內(nèi)電路 r 沿電流方向電勢(shì)“升中有降” 2.閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化 3.閉合電路歐姆定律 (1)內(nèi)容: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。 (2)公式: (3)適用條件:純電阻電路 4.路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 R增大時(shí),I減小,U路增大 R減小時(shí),I增大,U路減小 當(dāng)外電阻R減小時(shí),數(shù)據(jù)記錄 1 2 3 4 5 I/A U路/V 5.U-I圖像 (1)外電路斷開 U路=E(測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)) (2)外電路短路 (易燒壞電源) (3)E影響圖像的縱軸截距 (4)r影響圖像的斜率大小 6.例題 一種測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法 八、課后反思 本節(jié)課在“和諧高效、思維對(duì)話”的理念下展開,旨在以“問題引領(lǐng)”形式,啟發(fā)學(xué)生思維、發(fā)動(dòng)集體力量,克服學(xué)習(xí)困難。在實(shí)際操作中需要注意以下幾個(gè)方面: 1.問題提出的必要性 提出的問題應(yīng)該是學(xué)生學(xué)習(xí)中普遍存在的困惑,能激發(fā)學(xué)生更深入地思考或理解,為解決下一問題做好鋪墊,而不是學(xué)生已有知識(shí)的簡(jiǎn)單反應(yīng)。 2.問題設(shè)定的指向性 設(shè)定的問題應(yīng)該有明確的指向,并能夠被學(xué)生理解,以便學(xué)生在思考或討論中有明確的目的。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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