鲁科版选修3-1第四章第一节闭合电路
欧姆定律
一、教材分析
课标分析:知道电源的电动势和内阻,理解闭合电路的欧姆定律
教材地位:闭合电路欧姆定律是恒定电流一章的核心内容,具有承前启后的作用。
既是本章知识的高度总结,又是本章拓展的重要基础;通过学习,既能使学生从部分电路的认知上升到全电路规律的掌握,又能从静态电路的计算提高到对含电源电路的动态分析及推演。
同时,闭合电路欧姆定律能够充分体现功和能的概念在物理学中的重要性,是功能关系学习的好素材。
二、学情分析
学生通过前面的学习,理解了静电力做功与电荷量、电势差的关系、了解了静电力做功与电能转化的知识,并处理了部分电路欧姆定律的相关电路问题,已经具备了通过功能关系分析建立闭合电路欧姆定律,并应用闭合电路欧姆定律分析问题的知识与技能。
三、教学目标
1.知道电路结构,理解电动势定义及物理意义;
2.知道电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压,等于内、外电路上电势降落之和;
3.理解闭合电路欧姆定律及其公式,会分析路端电压与外电阻的关系
四、教学方法
1、经历闭合电路欧姆定律及其公式的推导过程,体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用,培养学生推理能力。
2、通过路端电压与负载的关系实验,培养学生利用实验探究物理规律的科学思路和方法。
3、了解路端电压与电流的U-I图像,培养学生
利用图像方法分析电学问题的能力。
4、利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
五、教学重点、难点
推导闭合电路欧姆定律,应用定律进行相关讨论是本节的重点,帮助学生理解电路中的能量转化关系是基础和关键。
应用闭合电路欧姆定律讨论路端电压与负载关系是本节难点。
六、教学过程
教
学
程
序
教学内容学生活动设计意图
情景引入演示实验:
问题:依次接通S1、S2、S3、S4、后,灯
泡1有什么现象?
观察灯泡
1在S1闭合、
S2闭合时的亮
暗变化,积极
思考亮暗变化
的直接原因?
S1闭合时,灯泡1正常发
光,说明:灯泡1两端电压达
到或接近灯泡1的额定电压
S2闭合现象:灯泡1变暗
当S2、S3、S4闭合时,灯泡1
变暗,说明:灯泡1两端电压
小于灯泡1的额定电压
灯泡1始终接在电源两
端,为什么它两端的电压会发
生变化呢?
通过本节内容——闭合电路欧姆定律的学习,能很好解释这一现象。
学习目标1.知道电路结构,理解电动势定义及
物理意义;
2.知道电源电动势等于电源没有接
入电路时两极间的电压,等于内、
外电路上电势降落之和;
3.理解闭合电路欧姆定律及其公式,
会分析路端电压与外电阻的关系
根据目
标,预习本节
课内容,
目标导学,知道本节课需
要解决的问题,
新课教学认识闭合电路
1:最简单的闭合电路是由哪
几部分组成的?
2、内电路、外电路。
3、什么是电源?电源在电路中的
作用是什么?
4、展示生活中常见电源(电池)
观察课件
中“闭合电路”
图片,回答问
题
1、一个完整
的电路由电
源、用电器、
开关、导线等
部分组成,称
为“闭合电
路”。
2、内电路、外
电路。
闭合电路包括:内电路(内
电阻r)和外电路(外电阻R)。
强化认识电路和电源
让学生知道学习物理的乐
趣,物理就在身边。
增强学习
物理兴趣。
引出电动势
新
课
学
习
一、电动势
电源:是把其他形式的能转化为电
能的装置。
电动势:
1、电源的电动势在数值上等于不接
用电器时电源正负两极间的电压。
2、符号与单位:符号:E 单位:
伏特(V)
3、物理意义:反映电源把其他形式
的能转化为电能本领的物理量。
利用抽水机模型类比电动势从能量
角度分析,其他形式的能转化为电
能。
独立思考,
求解问题
代表交流
自己的问题答
案,对某些部
分详细讲解,
并对异议部分
与同学讨论
通过类比方法让同学们快
速掌握电势能的变化。
二、闭合电路欧姆定律
讨论:电流的大小与那些因素有关
自主推导
原电池实验验证得到的结
果:
内
外
U
U
E+
=
在电路中两点间的电压等
于两点间电势差的大小。
对于纯电阻电路有,
(1)内容:闭合电路中的
新课学习
推导
内
外
U
U
E+
=
IR
U=
外
Ir
U=
内
Ir
IR
E+
=
r
R
E
I
+
=
依据上面得到的结果,推导出闭合
电路中的电流I与电动势E、内电阻
r、外电阻R的关系式?
根据部分电路欧姆定律,总结
闭合电路欧姆定律的内容、表达式,
并思考闭合电路欧姆定律的适用条
件?
闭合电路中的
电流I与电动
势E、内电阻
r、外电阻R
的关系式
总结归纳,交
流评价,记录
笔记
交流讨论、思
考回答
电流跟电源的电动势成正比,
跟内、外电路的电阻之和成反
比,这个结论叫做闭合电路的
欧姆定律。
(2)公式:
r
R
E
I
+
=
(3)适用条件:外电路是
纯电阻的电路
(1)式描述:非静电力做
的功等于内外电路静电力做功
之和;
(2)式表明:电动势等于
内外电路电势降落之和;
(3)式主要表达因消耗其
他形式的能而产生的电势升高
E,通过外电路R和内电路r
而降落:
(4)式主要描述闭合电路
中的电流与哪些因素有关;
总之,无论何种形式本质
上都体现了电路中能的转化和
守恒
三、路端电压与负载的关系
1、对给定的电源,E、r均为定
值,外电阻R变化时,电路中的电
流I如何变化?
2、若外电阻R减小,路端电压
U路会有怎样的变化?
演示实验:
分析实验数据,得出:当外电
阻减小时,电流和路端电压如何变
化?并尝试用闭合电路欧姆定律解
释。
分析情景引入中演示实验的现
象产生的原因?
根据所学推导
回答
积极猜想
看“演示
实验”电路图,
派代表协助教
师实验
观察实验
现象,记录实
验数据
当外电阻R减小时,数据记录
1 2 3 4 5
I/A
U路/V
R增大时,I减小,U增大
由
r
R
E
I
+
=可知:
Ir
IR
E+
=
Ir
E
U-
=
路
当S逐渐闭合时,总的外
电阻变小,电流增大,路端电
压减小。
此时,灯泡1两端电
压小于灯泡1的额定电压,故
灯泡1变暗。
外电路断开时,对应U-I
图像的纵轴截距,此时路端电
压等于电源电动势。
可根据这
个道理测量电源的电动势。
新课学习
外电路短路时,对应U-I 图像的横轴截距,此时,电流
为短路电流
短
I,短路电流很
大。
电流过大,会烧坏电源,甚至引起火灾。
因此,绝对不允许将电源两端用导线直接连接在一起。
电动势E越大,图像的纵轴截距越大
由
短
I
E
r ,r越大,U-I 图像的倾斜程度越大
学以致用
让我们回到课堂的开始演示实
验,为什么合上开关小灯泡会逐渐
变暗?
思考与讨论会分析课前演示实验开关
逐渐闭合,小灯变暗的原因?
课堂总结
问题:想想本节你都学到了哪
些知识?请自己总结一下。
总结1、闭合电路欧姆定律的内
容、公式的理解;
2、路端电压U与负载R(或
干路电流I)的关系
①R增大时,I 减小,U增大;
R减小时,I增大,U减小
②现象解释:以及U=E-Ir
③U—I图线的理解及其应用
得出断路、短路两种特殊情况
回顾本节
所学,自己总
结
理论推导了闭合电路欧姆
定律,实验探究了路端电压与
负载的关系,研究了闭合电路
的U-I图像,用定律讨论了测
电源电动势和内阻的问题。
板
书
设
计
本节课旨在以“问题引领”形式,启发学生思维、发动集体力量,克服学习困难。
在实际操作中需要注意以下几个方面:
1.问题提出的必要性,提出的问题应该是学生学习中普遍存在的
困惑,能激发学生更深入地思考或理解,为解决下一问题做好铺垫,而不是学生已有知识的简单反应。
2.问题设定的指向性,设定的问题应该有明确的指向,并能够被学生理解,以便学生在思考或讨论中有明确的目的。
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