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2019-2020年高中物理 2.7 閉合電路歐姆定律教案 教科版選修3-1 　　一、素質(zhì)教育目標(biāo) 　　（一）知識(shí)教學(xué)點(diǎn) 　　1.初步了解電動(dòng)勢(shì)的物理意義． 　　2.了解電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)外電壓的關(guān)系． 　　3.理解閉合電路歐姆定律及其公式，并能熟練地用來(lái)解決有關(guān)的電路問(wèn)題． 　　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(lái)分析、計(jì)算有關(guān)問(wèn)題． 　　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． 　?。ǘ┠芰τ?xùn)練點(diǎn) 　　通過(guò)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(wèn)題的能力． 　?。ㄈ┑掠凉B透點(diǎn) 　　1.通過(guò)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)． 　　2.通過(guò)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． 　　二、重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)及解決辦法 　　1.重點(diǎn) 　?、僬_理解電動(dòng)勢(shì)的物理意義． 　?、趯?duì)閉合電路歐姆定律的理解和應(yīng)用． 　　2.難點(diǎn) 　　路端電壓、電流隨外電阻變化規(guī)律． 　　3.疑點(diǎn) 　　路端電壓變化的原因（內(nèi)因、外因）． 　　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)． 　　三、課時(shí)安排 　　1課時(shí) 　　四、教具學(xué)具準(zhǔn)備 　　小電珠（2.5V）、若干節(jié)不同型號(hào)電池、蓄電池、電壓表 　　五、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(wèn)題． 　　六、教學(xué)步驟 　?。ㄒ唬┟鞔_目標(biāo) 　?。裕? 　?。ǘ┱w感知 　　本節(jié)課是在學(xué)習(xí)部分電路知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，是部分電路歐姆定律的延伸，是以后對(duì)復(fù)雜電路分析的基礎(chǔ)，也是本章的教學(xué)重點(diǎn)． 　?。ㄈ┲攸c(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過(guò)程 　　1.提問(wèn)，引入新課 　　導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的條件是什么？ 　　導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差． 　　電源就是能提供電能并能維持一定的電勢(shì)差（電壓）的裝置，各種電源兩端電壓是否相同？ 　　2.新課教學(xué) 　?。?）電源電動(dòng)勢(shì) 　　演示1　展示1#、2#、5#、7#電池，并請(qǐng)幾位同學(xué)觀察電池上的規(guī)格（均為1.5V）． 　　用電壓表分別測(cè)出兩端電壓，讀數(shù)均為1.5V 　　演示2　用電壓表測(cè)蓄電池電壓，讀數(shù)為2.0V 　　可見，電源兩端間電壓是由電源本身性質(zhì)決定的，同種電源兩極間電壓相等，不同種電源兩極間電壓不同，為了表示電源的這種特性，物理學(xué)中引入電動(dòng)勢(shì)概念． 　　電源電動(dòng)勢(shì)等于電源沒(méi)有接人電路時(shí)兩極間的電壓，用符號(hào)E表示． 　　怎樣測(cè)量電動(dòng)勢(shì)？ 　　用電壓表直接測(cè)量電源兩極． 　　各種型號(hào)的干電池電動(dòng)勢(shì)為多少？ 　　1.5V 　　可見電池所標(biāo)的值，實(shí)際上就是電池的電動(dòng)勢(shì)． 　?。?）閉合電路歐姆定律 　　閉合電路由電源外部的電路（外電路）和電源內(nèi)部的電路（內(nèi)電路）組成． 　　理論分析表明，在閉合電路中，電源內(nèi)部電勢(shì)升高的數(shù)值等于電路中外電阻上的電勢(shì)降落與內(nèi)電阻上電勢(shì)降落之和，即 　　E＝U外＋U內(nèi)　　　?、? 　　設(shè)閉合電路中的電流為I，外電阻為R，內(nèi)阻為r，由歐姆定律可知 　　U外＝IR　U內(nèi)＝Ir代入①式得E＝IR＋I(xiàn)r 　　　　?、? 　?、谑奖硎荆洪]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)論叫做閉合電路歐姆定律． 　?。?）路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系 　　提問(wèn)：當(dāng)外電阻R（負(fù)載）改變時(shí)，路端電壓U如何變化，變化規(guī)律如何？ 　?、傺菔荆喊磮D1讓同學(xué)接線，注意電表的正負(fù)極性，改變Ｒ的大小，發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律： 圖1 　　當(dāng)R增大，電流I減小，U增大；當(dāng)R減小，I增大，U減?。? 　?、谡?qǐng)同學(xué)運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí)分析推導(dǎo)： 　　∵U＝E－U內(nèi)＝E－Ir　　　① 　　　　?、? 　　由上二式可知： 　　R↑→I↓→U內(nèi)↑→U↑ 　　R→∞　I＝0　U內(nèi)＝0　U＝E　這就是用電壓表直接測(cè)量開路時(shí)兩端電壓即為電動(dòng)勢(shì)值的原因． 　　當(dāng)R↓→I↑→U內(nèi)↑→U↓ 　　R→0　I＝E／r　U內(nèi)＝E　U＝0（短路）　由于短路電流很大，電源易燒壞，還可能引起火災(zāi)，因此要千萬(wàn)避免短路． 　　同學(xué)推導(dǎo)出的結(jié)論和演示結(jié)果完全一致． 　　③路端電壓隨電流變化的圖像（U－I圖） 　　引導(dǎo)學(xué)生作出U－I圖線，如圖2所示： 圖2 　　圖線中的橫軸截距、縱軸截距和斜率的物理意義是什么？ 　　斜線與縱軸交點(diǎn)表示電動(dòng)勢(shì)值，與橫軸交點(diǎn)表示短路電流，斜率絕對(duì)值表示內(nèi)阻r． 　?、苈范穗妷喊l(fā)生變化的原因 　　引導(dǎo)學(xué)生分析： 　　由U＝E－Ir可知，r＝0時(shí)，U＝E與外電路無(wú)關(guān)，可見r≠0是U隨R變化的內(nèi)因，R發(fā)生變化是U變化的外因． 　?。?）閉合電路中的功率 　　E＝U外＋U內(nèi) 　　上式兩邊都乘以I，得到 　　EI＝U外I＋U內(nèi)I 　　此公式的物理意義是什么？請(qǐng)同學(xué)分小組討論后，選代表回答． 　　上式中U外I和U內(nèi)I分別表示外電路和內(nèi)電路上消耗的電功率，EI表示電源提供的電功率． 　?、偕鲜降奈锢硪饬x在于，電源提供的電能一部分消耗在外電路上，轉(zhuǎn)化為其他形式的能，另一部分消耗在內(nèi)電路上，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，體現(xiàn)了能量守恒規(guī)律． 　?、谑街斜砻?，電動(dòng)勢(shì)E越大，電源提供的電功率越大，可見，電動(dòng)勢(shì)是反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量，反映了電源的供電能力． 　　（四）總結(jié)、擴(kuò)展 　　電動(dòng)勢(shì)是描述電源將其他形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量，數(shù)值上等于閉合電路內(nèi)外電壓之和，外電路斷路時(shí)，等于電源兩端電壓． 　　閉合電路歐姆定律：閉合電路總電流跟電源電動(dòng)勢(shì)成正比，跟電路總電阻成反比． 　　路端電壓隨外電阻的增大而增大． 　　測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，有多種方法，各需要哪些器材，請(qǐng)同學(xué)畫出電路示意圖． 　　七、作業(yè)與思考 　　（一）作業(yè)題 　　課本P165練習(xí)四（1）一（5） 　?。ǘ┧伎碱} 　　1.下列關(guān)于電源的說(shuō)法正確的是　（　?。? 　　A．電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 　　B．電源電動(dòng)勢(shì)與電路中的電源有關(guān) 　　C．電動(dòng)勢(shì)為1.5V的干電池，表明干電池可以使1C的電量具有1.5J的電能 　　D．電動(dòng)勢(shì)為1.5V的干電池，表明干電池每秒鐘能將1.5J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 　　2.對(duì)于一確定電源，下列說(shuō)法正確的是?。ā　。? 　　A．電源短路時(shí)，其放電電流無(wú)窮大 　　B．電源的負(fù)載增加，輸出功率一定增大 　　C．電源的負(fù)載電阻增加，路端電壓不－定增大 　　D．當(dāng)外電路斷路時(shí)，其路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì) 　　3.如圖3所示電路中，當(dāng)滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，各表讀數(shù)的變化情況是?。ā　。? 　　A．V1變小　　B．V1變大 　　C．V2變大　　D．A變小 圖3 　　4.將分別標(biāo)有“6V4W”和"3V3W”的兩只燈泡串聯(lián)接到一電源兩端，如果電源內(nèi)阻不計(jì)，要使兩燈泡得到的電壓都不超過(guò)額定電壓，則電源電動(dòng)勢(shì)的最大值是　（　?。? 　　A．6V　　B．8V 　　C．9V　　D．12V 　　5.如圖4中，R1＝R2＝R3＝1Ω，伏特表內(nèi)阻很大，當(dāng)K斷開時(shí)，伏特表讀數(shù)為0.8V；當(dāng)K閉合時(shí)，伏特表讀數(shù)為1V，求電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻． 圖4 　　6.一個(gè)電源斷路時(shí)路端電壓是10V，短路時(shí)通過(guò)電源的電流是4A，該電源與阻值是2Ω的電阻相連時(shí)，通過(guò)電阻的電流是_____A，電源的路端電壓是______V． 　　（思考題答案：1.AC　2.D　3.ACD　4.B　5.2V、0.5Ω　6.2.22、4.44） 　　八、板書設(shè)計(jì) 四　　閉合電路歐姆定律 　　一、電源電動(dòng)勢(shì)：等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓 　　二、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． 　　三、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． 　　四、閉合電路中的功率 　　電源提供的電能一部分消耗在外電路上，轉(zhuǎn)化為其他形式的能，一部分消耗在內(nèi)電阻上，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．