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2019-2020年新課標(biāo)人教版2-1選修二1.4《閉合電路的歐姆定律》WORD教案4 【教學(xué)目標(biāo)】 （一） 知識(shí)目標(biāo) 　1、鞏固產(chǎn)生恒定電流的條件。 2、了解化學(xué)電池的內(nèi)部構(gòu)造，并自己制作化學(xué)電池。 3、知道電動(dòng)勢(shì)的概念,并且知道電源電動(dòng)勢(shì)由電源本身的性質(zhì)決定，其大小等于開(kāi)路時(shí)電壓。 4、 通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究閉合電路中內(nèi)外電壓間的關(guān)系。并能認(rèn)識(shí)到電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和。 5、 理解閉合電路歐姆定律的內(nèi)容，理解各物理量及公式的物理意義。 （二）能力目標(biāo) 1、培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。　　 2、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探究物理規(guī)律的方法。 （三）情感目標(biāo) 　1、通過(guò)學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生樹立物理科學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為依據(jù)的科學(xué)精神。 　2、在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)探究物理知識(shí)的興趣?！? 【重點(diǎn)難點(diǎn)】 重點(diǎn)：探究閉合電路內(nèi)外電壓與電源電動(dòng)勢(shì)之間的關(guān)系。 難點(diǎn)： 電動(dòng)勢(shì)的概念。 【教學(xué)過(guò)程】 新課引入： 上節(jié)課，同學(xué)們研究了部分電路中I,U, R三者的關(guān)系，若構(gòu)成一個(gè)完整的電路還必須有電源，那么，包括電源在內(nèi)的整個(gè)閉合回路又遵守什么規(guī)律呢？本節(jié)課同學(xué)們將要通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究這一問(wèn)題。（引出課題） 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。） 演示實(shí)驗(yàn)1：用示教板演示，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？ 提供瞬間電流（電容器） 提供持續(xù)電流（電源） 分析：如上圖所示，當(dāng)電容器充完電后，其上下兩極板分別帶上正負(fù)電荷，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(guò)導(dǎo)線產(chǎn)生定向移動(dòng)而形成電流，但這只是一瞬間的電流。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)的電流，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(lái)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。 一．電源： 1． 電源能夠提供恒定的電壓。 2． 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：不同的電源，兩極間的電壓相同嗎？ 演示實(shí)驗(yàn)2：展示干電池（1號(hào)、5號(hào)、7號(hào)）和蓄電池，紐扣電池，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）。我們把電壓表直接接在不同的電源兩端進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)結(jié)果是不同的。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。 二、電源電動(dòng)勢(shì) 1．物理意義：描述不同的電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)強(qiáng)弱的物理量。 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。 2。大小：電源的電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)其兩極間的電壓． 3．特點(diǎn)：由電源本身性質(zhì)決定,與電源兩端是否接導(dǎo)體或其它用電器無(wú)關(guān). 教師：化學(xué)電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。下面我們就利用化學(xué)電池來(lái)研究包括電源在內(nèi)的整個(gè)閉合電路所遵循的規(guī)律。 介紹實(shí)驗(yàn)裝置：200ml的大燒杯中裝有老師配置好的硫酸銅溶液，將該溶液倒在兩個(gè)小燒杯中，分別將鋅片和銅片放在兩個(gè)燒杯中，用棉條搭在兩個(gè)燒杯之間，這樣我們就制成了一個(gè)化學(xué)電池。它真能提供電能嗎？ 好，我們來(lái)試一試。 演示實(shí)驗(yàn)3：用兩個(gè)做好的化學(xué)電池，給一個(gè)發(fā)光二極管供電。 探究1：制作化學(xué)電池并測(cè)量該電池的電動(dòng)勢(shì)。 按照剛才老師制作電池的方式，你也制作一個(gè)電池。（注意：將大燒杯中粗細(xì)兩個(gè)紗布并列搭在兩個(gè)小燒杯之間，紗布的兩端要沒(méi)入硫酸銅溶液中） 提問(wèn)： 怎樣測(cè)量這樣一個(gè)化學(xué)電池的電動(dòng)勢(shì)呢？ 同學(xué)們會(huì)說(shuō)：直接用電壓表測(cè)量。 提問(wèn)：那個(gè)金屬板為電池的正極？（采用電觸的方法） 教師： 同學(xué)們現(xiàn)在自己制做這樣的化學(xué)電池，并測(cè)量這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)，將數(shù)據(jù)填入表中。 特別提醒同學(xué)們要注意：酸性溶液比較危險(xiǎn)，同學(xué)們一定要注意安全，千萬(wàn)不要將溶液弄在眼睛上，皮膚和衣服上。做有一定危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要做到膽大心細(xì)。 電源的電動(dòng)勢(shì)：------------------------------- 探究2：電源接入外電路后，其兩端電壓的變化情況。 同學(xué)們滑動(dòng)變阻器接一上一下兩個(gè)接線柱，并將其接在剛才的電壓表兩端。電路圖如圖所示。(重點(diǎn)說(shuō)明①連接電路的過(guò)程中，電鍵斷開(kāi)。②滑動(dòng)變阻器的阻值最大。) 提問(wèn)：閉合開(kāi)關(guān)后，將滑動(dòng)變阻器的滑片位于中間附近，觀察電壓表的示數(shù)會(huì)怎樣？ 結(jié)論：未接入外電路時(shí)，電壓表示數(shù)是0.9V，接入外電路并開(kāi)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(kāi)關(guān)閉合后，電源兩極間的電壓降低了，那么減少的電壓哪去了呢？用大屏幕展示實(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。電源外電路兩端的電壓表測(cè)得的電壓叫外電壓。由于電源有內(nèi)阻，則電源內(nèi)部也有電壓降落，此電壓即為內(nèi)電壓。我們現(xiàn)在就通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究閉合電路中內(nèi)、外電壓之間的關(guān)系。 探究3：閉合回路外電壓和內(nèi)電壓之間的關(guān)系： 教師：剛才電壓表所測(cè)量的就是電源的外電壓，也叫路端電壓。那么，電源的內(nèi)電壓又怎樣測(cè)量呢？可以用另一個(gè)電壓表的探針A、B伸入電源內(nèi)部電極附近，測(cè)得的電壓即為電源內(nèi)電壓。（向?qū)W生介紹電路連接方法。重點(diǎn)介紹內(nèi)電壓的測(cè)量。） 實(shí)驗(yàn)中接通電鍵，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使其阻值減小，由兩個(gè)電壓表讀出若干組內(nèi)、外電壓。分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律呢？ 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入下表：（至少三組，自己也可多測(cè)幾組） 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 測(cè)量項(xiàng)目 外電壓V1 內(nèi)電壓V2 1 2 3 結(jié)論：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)。即：E=U外+U內(nèi) 探究4：外電壓隨外電阻的變化關(guān)系: 當(dāng)外電阻增大時(shí)，外電壓如何變化？ 內(nèi)電壓如何變化？ 教師：我們知道，電源提供的電動(dòng)勢(shì)是保持不變的，當(dāng)外電阻增加時(shí)，整個(gè)電路的電阻增大，在整個(gè)閉合回路中，相當(dāng)于內(nèi)外電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓關(guān)系，外電阻增大，所以外電壓也要隨之增大。 探究5：內(nèi)電壓隨電源內(nèi)電阻的變化關(guān)系: 學(xué)生探究：將兩燒杯間粗細(xì)兩個(gè)紗布中較粗的那根拿出，觀察電壓表的示數(shù)會(huì)怎樣？ 內(nèi)電壓表示數(shù)變大，外電壓表示數(shù)變小。 分析原因：由于電源內(nèi)部電流的通路——紗布變細(xì)，相當(dāng)于導(dǎo)體的橫截面積減小，阻值增大，會(huì)使得其分壓變大，內(nèi)電壓示數(shù)變大，外電壓示數(shù)變小。 演示實(shí)驗(yàn)4：教師在同學(xué)所連接的電路中接入一個(gè)電流表，改變內(nèi)、外電阻的阻值，觀察路端電壓及電流表示數(shù)如何變化？（通過(guò)攝像頭投影到大屏幕上） 結(jié)論：對(duì)于同一電源，其電動(dòng)勢(shì)E保持不變，無(wú)論外電阻或內(nèi)電阻變化，都會(huì)引起整個(gè)回路的電流改變。 板書：三、閉合電路的歐姆定律 根據(jù)實(shí)驗(yàn)中得到的規(guī)律，E=U外+U內(nèi) 推導(dǎo)閉合電路的歐姆定律數(shù)學(xué)表達(dá)式：∵ E = IR + Ir ∴ 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：外電路為純電阻電路 在整個(gè)閉合回路中，內(nèi)外電路電壓的兩次降低的同時(shí)，在電源的內(nèi)部，也要有電勢(shì)升高的過(guò)程，如右圖。 小結(jié)：這節(jié)課，同學(xué)們通過(guò)自己制作化學(xué)電池，了解了電池的原理，進(jìn)一步理解了電源的電動(dòng)勢(shì)，并研究了閉合電路內(nèi)外電壓間的關(guān)系，從而得出了閉合電路的歐姆定律。下節(jié)課，我們會(huì)從能量的角度對(duì)整個(gè)閉合回路做進(jìn)一步的研究。