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2019-2020年高中物理《閉合電路歐姆定律》教案2 新人教版選修3-1 一：學(xué)習(xí)任務(wù)分析 1：認(rèn)知目標(biāo)要求分析：了解電動(dòng)勢(shì)的概念；掌握閉合電路歐姆定律；理解路端電壓與負(fù)載關(guān)系；會(huì)分析閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化。 2：學(xué)習(xí)能力目標(biāo)分析：培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?；培養(yǎng)學(xué)生的分析、總結(jié)能力；培養(yǎng)學(xué)生的探究能力；培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力；培養(yǎng)學(xué)生用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能力。 3：情感態(tài)度目標(biāo)求分析：培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、學(xué)習(xí)科學(xué)的志趣、勇于探索未知世界的精神和團(tuán)結(jié)協(xié)作的意識(shí)。 二：教材內(nèi)容分析 1．教學(xué)大綱要求：電動(dòng)勢(shì)（A）、閉合電路歐姆定律（B）、路端電壓與負(fù)載關(guān)系（B）、閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化（A）。 2．教材的地位與作用：本節(jié)內(nèi)容是恒定電流的這一章的重點(diǎn)，高中電流知識(shí)與初中電流知識(shí)的最大區(qū)別就在這一節(jié)，在整個(gè)電流知識(shí)體系中起著承上啟下的作用。學(xué)好本節(jié)知識(shí)是學(xué)好高中電流知識(shí)基礎(chǔ)。 3．教材的重點(diǎn)與難點(diǎn)：對(duì)閉合電路歐姆定律的理解與運(yùn)用是本節(jié)的重點(diǎn)；而電動(dòng)勢(shì)的概念和路端電壓與電流（外電阻）的關(guān)系是本節(jié)的難點(diǎn) 4．教材處理：由于本節(jié)內(nèi)容較多，本節(jié)內(nèi)容分兩節(jié)來(lái)上，這節(jié)課主要講電動(dòng)勢(shì)、閉合電路歐姆定律、路端電壓與負(fù)載關(guān)系。第二節(jié)課主要講解電路中的能量的轉(zhuǎn)化問(wèn)題與閉合電路歐姆定律的運(yùn)用。 三：學(xué)生特征分析： 1、知識(shí)基礎(chǔ)分析：①掌握了用電壓表測(cè)電壓的方法； ②知道滑動(dòng)變阻器的作用； ③掌握了部分電路歐姆定律； ④初步掌握了用圖象處理數(shù)據(jù)的方法。 2、學(xué)習(xí)能力分析：①學(xué)生的觀察水平不斷的提高，能夠初步地、獨(dú)立發(fā)現(xiàn)事物的本質(zhì)及各個(gè)主要細(xì)節(jié)，發(fā)現(xiàn)事物的因果關(guān)系。 ②具有初步的歸納重點(diǎn)，抓住問(wèn)題本質(zhì)的能力。 ③已經(jīng)初步具備了基本地實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)觀察能力。 四：教學(xué)目標(biāo)的確定： （一）知識(shí)目標(biāo) 1．知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓 2．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 3．理解閉合電路歐姆定律的公式，知道各公式中各物理量的物理意義。 4．會(huì)分析路端電壓與電流（負(fù)載）的關(guān)系，并會(huì)用U—I圖象表示。 5．知道短路與斷路時(shí)的路端電壓與電流 （二）能力目標(biāo) 1：會(huì)用閉合電路歐姆定律解決實(shí)際問(wèn)題。 2：提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察和操作能力。 3：會(huì)用數(shù)學(xué)圖象方法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) （三）情感目標(biāo) 1、培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)的，探究物理的興趣 2、培養(yǎng)學(xué)生自主參與、自動(dòng)獲取物理知識(shí)的能力 3、通過(guò)學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作意識(shí)與團(tuán)隊(duì)精神。 4：培養(yǎng)學(xué)生“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出假設(shè)，并用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證”的探究物理規(guī)律的科學(xué)方法與思路 五：教學(xué)器材 電壓表、電流表，干電池組，電鍵、滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)線、電阻箱等各25組。新干電池兩節(jié)（3V），內(nèi)阻較大的舊干電池4節(jié)（4V左右）、小燈泡（2.5V，3個(gè)）、演示用電壓表，單刀雙擲開(kāi)關(guān)，實(shí)物投影儀，示教板，坐標(biāo)紙等。 六：教學(xué)過(guò)程 <一> 教學(xué)模式的選擇 本節(jié)作為一堂物理規(guī)律課的教學(xué)，重點(diǎn)是對(duì)概念和規(guī)律的建立與理解。為了使學(xué) 生的感性認(rèn)識(shí)真正上升到理性認(rèn)識(shí)，必須使學(xué)生參與科學(xué)的抽象過(guò)程，使他們?cè)谶@個(gè)過(guò) 程中區(qū)別和辨別本質(zhì)的東西與非本質(zhì)的東西，在此基礎(chǔ)上讓他們?cè)囎鞲爬?，并由他們? 己得出結(jié)論。為此本課采用教師的演示實(shí)驗(yàn)與學(xué)生的分組隨堂實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，學(xué)生在老師 的啟發(fā)和幫助下通過(guò)自己實(shí)驗(yàn)操作來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題來(lái)獲取新的知識(shí)，利用實(shí)驗(yàn)來(lái) 驗(yàn)證結(jié)論的探究發(fā)展的課堂教學(xué)模式。在教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)抓住知識(shí)的產(chǎn)生過(guò)程，積極 引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究，突出學(xué)生的課堂教學(xué)的主體地位。 <二> 教學(xué)程序（總體思路） 1：電動(dòng)勢(shì)概念的教學(xué) 2：教師設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)比演示實(shí)驗(yàn)（兩個(gè)相同的小燈泡接入電動(dòng)勢(shì)不同的電源兩端，結(jié)果接到電動(dòng)勢(shì)大的電源兩端的小燈泡反而暗）打破學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的平衡（認(rèn)為電動(dòng)勢(shì)越大，小燈泡越亮）。 3：設(shè)計(jì)一個(gè)學(xué)生分組隨堂實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過(guò)自己的實(shí)驗(yàn)體會(huì)（路端電壓會(huì)隨外電路的改變而改變）為建立新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的平衡作好鋪墊。 4：在教師的適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)下，讓學(xué)生從電勢(shì)降落的角度分析路端電壓會(huì)隨外電路的改變而改變的可能原因。教師通過(guò)測(cè)量演示用可調(diào)內(nèi)阻的化學(xué)電池內(nèi)外電阻與電動(dòng)勢(shì)揭示它們之間的關(guān)系，引出閉合電路歐姆定律。 5：根據(jù)閉合電路歐姆定律分析外電阻R與電流、路端電壓的關(guān)系，并讓讓學(xué)生通過(guò)實(shí) 驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證分析結(jié)果。 6：課堂練習(xí)反饋 <三> 教學(xué)主要環(huán)節(jié) (一) 電動(dòng)勢(shì)的教學(xué)（6分鐘左右） 1、引入：（采用實(shí)驗(yàn)演示引入） 演示實(shí)驗(yàn)1： 將小燈泡、電鍵、與干電池連成回路，燈泡發(fā)光 演示實(shí)驗(yàn)2：將小燈泡、電鍵、與手搖發(fā)電機(jī)連成回路，搖動(dòng)發(fā)電機(jī)使燈泡發(fā)光，且搖的越快，燈泡越亮。 2、結(jié)論： ①干電池、手搖發(fā)電機(jī)等是一種能將其他能轉(zhuǎn)化成電能的裝置——電源 ②干電池、手搖發(fā)電機(jī)工作時(shí)燈泡亮度不同，說(shuō)明在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的電能的多少不同，我們將這種具有不同的“將其他能轉(zhuǎn)化成電能的本領(lǐng)”叫做電動(dòng)勢(shì)。 3、電動(dòng)勢(shì)的大小：電動(dòng)勢(shì)的大小等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)（開(kāi)路）的兩極間的電壓。 說(shuō)明：可以用內(nèi)阻較大的電壓表進(jìn)行粗略測(cè)量。 (二) 閉合電路歐姆定律的教學(xué) 引入：?jiǎn)枌W(xué)生是不是接入電路的電源的電動(dòng)勢(shì)越大，電路中的電流就越大？（叫學(xué)生回答，羅列出不同的觀點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生來(lái)證實(shí)） 實(shí)驗(yàn)演示：教師用圖示的2個(gè)電路示教板進(jìn)行演示，并用多媒體將實(shí)驗(yàn)中的電路圖顯示到到大屏幕上，便于學(xué)生觀察。 2 1 E2 2 1 E1 演示實(shí)驗(yàn)3：（演示如何測(cè)電動(dòng)勢(shì)）將電鍵切換 到1位置，用電壓表接在電源的兩端可 以測(cè)出電源電動(dòng)勢(shì)（電壓表可以看成斷 路）。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出E1=3V，E2=4V。 演示實(shí)驗(yàn)4：（比較兩燈泡的亮度）將電鍵切換到1位置，接接E1時(shí)燈泡（3V）很亮 問(wèn)接E2時(shí)小燈泡會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果？（先讓學(xué)生猜測(cè)，再演示）結(jié)果幾乎不亮， 與預(yù)期的結(jié)果出入很大（學(xué)生形成強(qiáng)烈的反差，打破原有的認(rèn)知結(jié)果平衡，提 升學(xué)生的求知欲，將學(xué)生納入教師設(shè)計(jì)的自動(dòng)求知軌道） 提出教學(xué)目標(biāo)：本節(jié)的重點(diǎn)就是講一講解釋這種現(xiàn)象的定律------閉合電路歐姆定律 閉合電路歐姆定律的新課教學(xué) 1：利用多媒體顯示右圖的電路圖，并解釋閉合電路中的幾個(gè)基本常識(shí)（外電路、外 K R 外電路 內(nèi)電路 電阻、路端電壓、內(nèi)電路、內(nèi)電阻、） 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，即外電阻上電勢(shì)的降落。 2：學(xué)生分組隨堂實(shí)驗(yàn)一 教師問(wèn)：路端電壓是否始終等于電源電動(dòng)勢(shì)，會(huì)隨外電路的改變而改變嗎？請(qǐng)大家用 實(shí)驗(yàn)來(lái)做一做，到底怎么變？（目的是克服初中所學(xué)的認(rèn)為電源兩端電壓不 變的思維定勢(shì)，打破原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的平衡。） R K 學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作：教師將實(shí)驗(yàn)用路圖用多媒體顯示在大屏幕上， 讓學(xué)生自己在桌子上進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)操作（用舊的干 電池，內(nèi)阻較大），教師巡查，幫助學(xué)生解決問(wèn)題 （5分鐘左右）。大約7分鐘后請(qǐng)3位同學(xué)回答剛才 的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象 回答小結(jié)：1：路端電壓隨外電路的該變而改變 2：路端電壓小于電源電動(dòng)勢(shì) 表1 表2 學(xué)生分組探討：出現(xiàn)這一情況的原因（教師引導(dǎo)幫助學(xué)生從沿電流方向在電阻有電勢(shì)的降落角度來(lái)分析解決這一情況）。 3：演示實(shí)驗(yàn)5：（演示內(nèi)外電壓的變化關(guān)系，教師操作 學(xué)生觀察的同時(shí)讀出兩個(gè)電表的讀數(shù)） 現(xiàn)象1：測(cè)外電壓的表2讀數(shù)變大時(shí)，測(cè) 外電壓的表1讀數(shù)會(huì)變小。 現(xiàn)象2：兩表的讀數(shù)之和不變，等于電鍵 斷開(kāi)時(shí)表2的讀數(shù)即：E= U外+ U內(nèi)用多媒體顯示下圖，并講解電勢(shì)的變化） 外電路 內(nèi)電 路 I E r R E U內(nèi) U外 4：閉合電路歐姆定律的內(nèi)容與數(shù)學(xué)表達(dá)式 由于 U外=IR，U內(nèi)=Ir， 有 E= U外+ U內(nèi)= IR +Ir=I（R+r） 閉合電路歐姆定律數(shù)學(xué)表達(dá)式： 閉合電路歐姆定律內(nèi)容：閉合電路中的電流與電源電動(dòng)勢(shì)成正比，與內(nèi)外電路中的電阻之和成反比 其他表達(dá)形式：E= U外+ U內(nèi)= U外+Ir 5：知識(shí)的運(yùn)用 回過(guò)頭來(lái)叫學(xué)生用閉合電路歐姆定律來(lái)解釋演示實(shí)驗(yàn)4現(xiàn)象產(chǎn)生的原因（讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)體會(huì)成功的體驗(yàn)，理解新、舊電池的使用問(wèn)題） 6：學(xué)生分組隨堂實(shí)驗(yàn)二：（路端電壓與負(fù)載的關(guān)系） 教師提出新的問(wèn)題：你認(rèn)為外電阻R越大，電路中的電流將怎么變，路端電壓將變？（同學(xué)們發(fā)表自己的見(jiàn)解）請(qǐng)大家用實(shí)驗(yàn)來(lái)做一做，到底是不是這樣？ R K 學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作：教師將實(shí)驗(yàn)用的電路圖顯示在屏幕上， 讓學(xué)生自己在桌子上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作（外電阻較 大），測(cè)出5組數(shù)據(jù)，教師巡查，幫助學(xué)生解決 問(wèn)題（5分鐘左右）。大約7分鐘后請(qǐng)3位同學(xué) 們回答剛才的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題。 回答小結(jié)：電流越大路端電壓反而越小 學(xué)生分析探討：不能用U外=IR來(lái)討論，因?yàn)镮的改變是由于電阻R的改變引起的?？梢杂肊= U外+ U內(nèi)= U外+Ir來(lái)討論，由于r不變，當(dāng)R變小時(shí)，根據(jù) 電流I就增大，U外=E-Ir反而減小。 7： U---I的關(guān)系（叫學(xué)生看一看這些數(shù)據(jù)之間有什么關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生用圖象法來(lái)研究實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出U---I圖象） O E/r E I U 教師事先將坐標(biāo)紙發(fā)給每個(gè)學(xué)生，教師巡查， 幫助學(xué)生作圖，挑出一個(gè)用實(shí)物投影儀顯示在 屏幕上，從圖上可知這些點(diǎn)基本上分布在同一 條直線的附近，與用公式E=U外+Ir分析的結(jié)果 基本相同。從圖中還可以得到電源電動(dòng)勢(shì)得大小 和內(nèi)電阻的大小。 注意： （1）當(dāng)R ∞時(shí)（斷路），I=0，U外=E （可以用內(nèi)阻較大的 K 電壓表進(jìn)行粗略測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)） （2）當(dāng)R=0時(shí)（短路），U外=0，I=E/r （比較危險(xiǎn)，易著火。） 實(shí)驗(yàn)演示（短路著火實(shí)驗(yàn)，用兩節(jié)1.5伏新的干電池， 將一根長(zhǎng)10cm，阻值為20歐姆左右的電阻絲繞在火 柴頭上，閉合電鍵后幾秒鐘火柴就會(huì)被點(diǎn)燃） 7：課堂反饋訓(xùn)練 （1）課本上第2題例題 （2）小結(jié)本題并布置任務(wù)：從本例題出發(fā)想一想我們可以用哪些方法測(cè)出電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻 8：課堂回顧 （1）電動(dòng)勢(shì)：反映電源將其他能轉(zhuǎn)化成電能本領(lǐng)大小的物理量，大小等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)（開(kāi)路）的兩極間的電壓 （2）閉合電路歐姆定律：閉合電路中的電流與電源電動(dòng)勢(shì)成正比，與內(nèi)外電路中的電阻之和成反比。即 （3）路端電壓隨外電阻的增大而增大。 9：作業(yè)布置： 七：教學(xué)媒體的選擇： 教學(xué)媒體的使用是為了更好的為課堂教學(xué)目標(biāo)服務(wù)的，是一種手段而非目的。主要 的媒體是實(shí)驗(yàn)器材，教師可以將幾個(gè)演示實(shí)驗(yàn)作成示教板，這樣不必放在水平桌面 上演示，便于學(xué)生的觀察。多媒體的使用可以節(jié)約時(shí)間。 八：教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明 高中物理是普通高中科學(xué)學(xué)習(xí)領(lǐng)域的一門(mén)基礎(chǔ)課程，旨在進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素 養(yǎng)。高中物理課程有助于學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)基本的物理知識(shí)與技能；體驗(yàn)科學(xué)的探究過(guò)程，了解科學(xué)的研究方法；增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，發(fā)展探索自然，理解自然的興趣與熱情。就此對(duì)本課設(shè)計(jì)作如下說(shuō)明： 1：電動(dòng)勢(shì)的教學(xué)采用的是通過(guò)情景的展示，現(xiàn)象的對(duì)比，引出概念的學(xué)習(xí)過(guò)程，是一種 程序性知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程。學(xué)生不僅能從具體情景中知道為什么要引入電動(dòng)勢(shì)的概念， 而且從中進(jìn)一步理解電動(dòng)勢(shì)的內(nèi)涵。 2：演示實(shí)驗(yàn)3、4是為了引出閉合電路歐姆定律的教學(xué)，通過(guò)該實(shí)驗(yàn)學(xué)生不僅知道了如何 測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)，而且打破了原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的平衡，極大的吊取了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。 3：兩個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的操作讓學(xué)生通過(guò)自己的親身體會(huì)，知道路端電壓是會(huì)隨外電路的改變 而改變的。為建立新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的平衡打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 4：通過(guò)短路點(diǎn)火的演示實(shí)驗(yàn)，不僅調(diào)節(jié)了課堂緊張，疲勞的學(xué)習(xí)狀態(tài)，而且還讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)知道了短路的的危險(xiǎn)性。