1、1“闭合电路的欧姆定律”教学设计芦台四中 王义军一：教材分析1闭合电路欧姆定律是恒定电流一章的重点知识，高中电流知识与初中电流知识的最大区别就在这一节。由于本节内容较多，分 2 课时来上，第 1 课时主要讲闭合电路中能量的转化、电动势与内外电压关系、闭合电路欧姆定律、路端电压与电流（负载）关系。第 2 课时主要是闭合电路欧姆定律的运用。2本课时对闭合电路欧姆定律的推导过程及其理解是重点；电动势与内外电压关系的理解和路端电压与电流（负载）的关系是难点。二：学生分析：学生知道了电源的作用和电源电动势的定义；学生已经有了能量守恒的思想；学生知道了焦耳定律及纯电阻电路的能量转化；学生掌握了知道滑动变阻
2、器的作用和电压表、电流表的用法；三：教学目标的确定：（一）知识目标1经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程。体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用，理解内外电路的能量转化。2理解内、外电路的电势降落，知道电动势等于内、外电路电势降落之和，能从分压角度理解内、外电压的关系。3理解闭合电路欧姆定律，在分析闭合电路的问题时，能考虑到电源的内阻。4初步体会路端电压随电流（负载）发生变化。（二）能力目标1培养运用所学物理知识解决实际问题的能力。2培养学生的实验观察能力。3培养学生自主参与、主动获取、建构物理知识的能力。（三）情感目标培养学生热爱科学的，探究物理的兴趣四：教学器材新干电池两节、内阻较大的旧干
3、电池 6 节，小灯泡（3.8V） ，单刀单掷开关，单刀双掷开关，滑动变阻器，定值电阻、电流表，电压表，导线若干，实物投影仪，示教板等。五：教育技术的选择。教育技术的使用是为了更好的为实现课堂教学目标服务，是一种手段而非目的。本节所采用的教育技术主要有：实验器材，将演示实验作成示教板，这样不必放在水平桌面上演示，便于学生的观察；使用实物投影是为了增强演示实验的可见性；多媒体的使用可以节约时间，提高效率。六：教学过程（一） 教学模式的选择本节作为一堂物理规律课的教学，重点是规律的建立与理解。为了使学生能从感性认识真正上2升到理性认识，就必须使学生主动参与科学的抽象过程。本课采用了学生为主体的启发式
4、教学模式，通过抓住知识的产生过程和演示实验，启发和帮助学生通过发现问题、解决问题来获取新的知识。（二）教学程序（总体思路）1教师设计第一个演示实验（两个相同的小灯泡接入电动势不同的电源两端，结果接到电动势大的电源两端的小灯泡反而暗）打破学生原有认知结构的平衡（认为电动势越大，小灯泡越亮） ，激发学生求知欲。2教师引导学生从能量转化和守恒定律角度推导闭合电路欧姆定律。 （三种理解）3教师设计第二个演示实验，让学生体会路端电压会随电流（负载）而变化，再次打破学生原有认知结构的平衡（认为电源两端电压不变） ，为建立新的认知结构的平衡作好铺垫。4学生根据闭合电路欧姆定律分析外路端电压与电流、外电阻的关
5、系。5课堂练习反馈。（三） 教学主要环节1新课引入： 演示实验 1：教师拿出示教板进行，并用多媒体将电路图显示到到大屏幕上，便于学生理解。师：将电键切换到 1 位置，接 E1，灯泡（2 节干电池）很亮。师：接 E2（四节干电池）时小灯泡会出现什么结果？（先让学生猜测，再演示）结果比较暗，与预期的结果出入很大（学生形成强烈的反差，打破原有的认知结果平衡，提升学生的求知欲。 ）师：为什么会出现这种现象呢？本节将重点来学习用以解释这种现象的规律闭合电路欧姆定律。2闭合电路欧姆定律的教学。（1）师：请再看大屏幕（利用多媒体显示右图的电路图）首先介绍一下闭合电路中的几个基本常识：（闭合电路、外电路、外电
6、阻、内电路、内阻）闭合电路可分为内、外电路两部分，电源内部是内电路，电源外部的用电器、导线组成外电路。（2）师：下面我们将重点研究闭合电路欧姆定律，请看大屏幕，思考并回答以下问题：合上开关，电路中有电流，同时由于电流做功，会伴随能量的转化，在 t 时间内，整个电路中电能转化成什么能？各是多少？若电源为干电池，电路中的电能又是从何而来的？在电源内部是如何实现这一能量转化的？在 t 时间内，有多少化学能转化为电能？如何计算？师：指导同学完成以下框图：（虚框已知，实框需填）R外电路内电路E r化学能 电能 内能RtIQ2外 rtI2内电流做功非静电力做功W=Eq=EIt3（3）师：我们可以把上面的框
7、图简化如下，结合能量守恒定律，加以推导，我们可以得到哪些结论？师：（写出 1、2 两式）问此 2 式反映了闭合电路中的什么规律？生：闭合电路中能量转化和守恒定律。师：（写出 3、4 两式）问此 2 式反映了闭合电路中的什么规律？生：初步发表意见。师：小结并结合下图分析（比喻小孩的滑梯）：外电路，沿电流方向 ab，静电力做正功，电势降低，ab 两点产生电势差，即外电压 ，因是电源两端电压，又称其为路端电压。外U内电路，正极 a 和负极 b 附近的化学反应层中由于非静电力做功，电势“跃升” ，产生 E。沿电流方向 cd 也有电势降落，产生电势差，即内电压 ，可见内电路中电势“升中有降” ，升为主，
8、降为次 内。师：我们如何能求出电路中的电流呢？（提示学生从内、外电路分别考虑得到 ）rURI内外 师：此式，还能反映出内、外电压的什么关系？生：内、外电路分压与其电阻成正比。师：我们也可以从分压角度来理解内、外电压与电动势的关系。师：（写出 5 式）问 5 式是怎样得到的？反映了闭合电路中什么规律？R 是什么？生：由 3 式变形得到，反映了闭合电路中，电流与 E、R、r 的关系。师：很好，此式反映了闭合电路中的电流与电源电动势有关，还与电源的内阻有关，这是恒定电流部分高中与初中的最大区别，这就是闭合电路欧姆定律（强调 E 和 r） ，上式是部分电路定律。我们研究电路时要将闭合电路与部分电路综合
9、考虑。 （给学生回味、思考的时间）就某一电源来讲，一般认为电动势 E 和内阻 r 是一定的。 （再强调 E 和 r）师：闭合电路欧姆定律的适用条件，适用所有电源，外电路是纯电阻的电路。3路端电压与负载关系教学（1）演示实验 2师：请再看大屏幕：（教师将实验用路图用多媒体显示在大屏幕上） RKA R0W=Eq=EItRtIQ2外 tIr2内 1 内外 QW2 rtIREIt234 内外 U5 rREI能量守恒 电动势等于内、外电压之和闭合电路欧姆定律I= 内外 内外电路分压与电阻成正比部分电路欧姆定律4介绍：R 0 为保护电阻，此时我们假设电压表和电流表都是理想电表。电压表测路端电压（R 与 R
10、0 的总电压） ，电流表测干路电流。外U大家思考一下，当滑片向又移动时，路端电压和干路电流会不会发生变化呢？（目的是克服初中所学的认为电源两端电压不变的思维定势，打破原有的认知结构的平衡）师：（拿出示教板）大家比较一下电路图和实物是否相符。生：缺少电压表和电流表。师：很好。 （串入电流表，并上电压表） 。大家注意观察两电表的读数变化。实验演示： 让学生协助进行实验操作，滑动变阻器滑片向右移动。现象：电流表读数变大，电压表读数变小。师：请大家试着用闭合电路欧姆定律解释上面的现象。 （强调动笔推导）教师巡查，帮助学生解决问题。几分钟后请同学解释刚才的实验现象。师：小结，可见，闭合电路中，路端电压不
11、是固定不变的，它会随 R 发生变化。电路中，消耗电能的原件常常称为负载，以后我们会将 R 称为负载变。 （板书）路端电压随电流（负载 R）变化， =E-Ir外U4课堂反馈训练训练 1：电源的电动势 E= 4.5V，外电阻 R=4.0，路端电压为 4.0V。电源的内阻多大？若外电路再串联一个 4.5 的电阻，此时路端电压多大？训练 2：师：大家还记得实验 1 中现象吗？思考一下，谁能定性解释现象产生的原因？生：阐述自己的观点。师：分析并总结。第一，我们在分析闭合电路问题，必须考虑内阻的影响（说明电池用久了内阻会明显增大，这与我们前面所讲的，一般认为电动势 E 和内阻 r 为定值，是相矛盾的，希望大家能够辨证地理解。 ） ；第二，从分压角度理解，内阻越大， 越大，相应地 越小。内U外5课堂小结：（见板书）6作业布置：七：板书设计W=Eq=EItRtIQ2外 tIr2内 1 内外 QW2 rtIREIt23 4 内外 U5 rREI能量守恒电动势等于内、外电压之和 闭合电路欧姆定律 IrE外 路端电压随电流（负载）变化I= r内外 内外电路分压与电阻成正比部分电路欧姆定律注：1.对某一电源，一般认为 E 和 r 为定值2.适用于任何电源，外电路为纯电阻电路
