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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器
2、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
3、较大的旧干电池 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
4、启发式教学模式,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 E 1,灯泡(2节干电池很亮。师:接 E 2(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、外电阻、内
6、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(3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
7、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 a b静,电力做正功,电势降低,ab 两点产生电势差,即外电压 外 U,因是电源两端电压,又称其为路端电压。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 c d也有电势降落,产生电势差,即内电压 内 U,可见内电路中电势“升中有降”,升为主,降为次。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rU RUI 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、
8、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
9、: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。电压表测路端电压外 U(R与 R 0的总电压,电流表测干路电流。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
10、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,外 U=E-Ir4.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,内 U 越大,相应地 外 U 越小。5.课堂小结:(见板书