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闭合电路欧姆定律教案(人教版选修3-1)

时间:2018-01-12 13:49:48作者:佚名教案来源:网络
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课 题 2.7闭合电路欧姆定律   课 型 新课改授课
概              述 1.本节是高中物理选修3-1第二章第七节的内容。是电学“恒定电流”中非常重要的一节课,具有承上启下的作用。在设计本节课时,我十分注重对学生科学素质的培养。在教学中实施素质教育的核心是培养学生的创新精神和探索能力。对于中学生来说,创新精神主要体现在学生应具有创新的意识,其直接的表现就是善于观察现象、发现问题,进行猜想、实验验证、得出结论、讨论交流、评估归纳。因此我在课堂上把主要精力放在引导学生发现问题并寻找解决问题的途径上。本节课的教学流程,旨在通过学生的亲身实践和体验,实现掌握知识、培养能力、体验成功的最终目标。
2.通过实验探究来发现和掌握规律,“观察现象、发现问题,进行猜想、实验验证、得出结论、讨论交流、评估归纳”教学思路是贯穿整个课堂的一条主线。本节课一开始,利用学生对日常生活的看法与手电筒的演示实验之间的矛盾巧设“悬念”,使他们的心理经历了一次主观意识与现实规律的强烈碰撞,迅速点燃求知欲望的火焰,自然而然地进入主动学习的“角色”。通过学生实验和演示不断地开启学生思维的“大门”,他们时而全神贯注,时而心领神会,在一系列“观察现象、发现问题,进行猜想、实验验证、得出结论、讨论交流、评估归纳”的过程中,整节课学生不停的产生问题,不停地想办法解决问题,最后从实验中得出结论,使科学的物理规律在脑海里扎下了深深的根。
3.本节课通过了实验探究和理论推导两种方法推出了闭合电路欧姆定律的表达式,使理论与实验达到了完美的结合,教学中特意设计了一个鱼缸式电源来调动学生的学习积极性,更加深刻的掌握结论,同时也提高了学生学习物理的兴趣。
学   情   分   析 初步具备了实验观察能力、形象思维、类比思维能力。设计演示实验,显示电池的两端的输出电压,让学生发现用旧知识去解决实际问题时产生矛盾,迫切需要一种新的探究理论和方法,从而激发学生的求知欲,以便达到最佳的教学效果。学生前几节已学习了电源、电动势、欧姆定律、焦耳定律等知识,这些知识都是学习和理解闭合电路欧姆定律的基础,尤其需要对电源、电动势有明晰、清楚的认识,在物理必修二中还学了能量守恒定律,具备从功能的角度探究闭合电路欧姆定律的知识条件。两种探究方法可以充分地培养学生多角度的研究问题的思路,以及多元化的思想。
教     学    目     标  (一)知识与技能
1、能够用实验探究和理论推导两种方法得出闭合电路欧姆定律及其公式,
2、知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和,理解闭合电路欧姆定律。
3、理解路端电压与负载的关系
4、熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题。
(二)过程与方法
1、通过自制手电筒自己动手发现问题,激发出解决问题的欲望、学习物理的兴趣。
2、通过自制鱼缸电源做演示实验,测出内电压和探究出闭合电路欧姆定律,培养学生利用“实验研究,得出结论”的探究物理规律的科学思路和方法。
3、通过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问题的能力。
(三)情感、态度与价值观
1.通过演示实验和探究实验,激发学生求知欲和学习兴趣,享受成功的乐趣,体会物理学科研究的科学性,展示物理学科的魅力。
2.通过学生之间的讨论、交流与协作探究,培养学生的创新精神和实践能力。培养团队合作精神,感受物理之美。
3、通过对如何回收旧电池的讨论,培养学生热爱环境、爱我家园的高尚品德。

教材内容分析
 1、教材的地位与作用
闭合电路欧姆定律是《恒定电流》一章的重点,是初中所学知识的充实和提高,是学好高中电流知识基础。
2、教材的重点与难点:
探究、推导闭合电路欧姆定律、理解闭合电路欧姆定律是这一节课的重点,这也是本节课的难点。

教  法  与  学  法                 教法与学法(教学构思)
本节课坚持以人为本、面向全体学生的理念,注重突出学生的主体地位,体现教师的主导作用,教师采用演示实验、创设情境,激发学生的学习兴趣,启发、引导学生观察实验、自主探究、大胆猜想、合作交流,帮助学生自己推导出定律,体会到“创新”的喜悦,了解科学的研究方法,培养学生观察、创新思维、抽象思维能力以及分析,解决问题的能力;,本课特意自制电源,有利于学生理解闭合电路欧姆定律,有利于培养学生创新意识。整个教学过程体现学生主体性,注重学生自主学习、自主探究、合作交流、自我发展,能够初步培养学生的创新精神和创造性思维品质。
教 学
工 具   自制鱼缸式电源、手电筒、电压表、电键、导线若干、干电池、投影仪、多媒体电脑   
                 教学活动
(一)引入新课
课前自动播放几幅优美的山水画面,同时播放音乐莫翰«我的故乡»。
教师:在上课前我们欣赏了几幅图片,山清水秀,景色非常优美,我告诉大家这就是我的家乡,可是在我童年时代,家中就缺少一样东西,大家可告诉我是什么吗?
学生:电。
教师:非常正确,因此,它当时就是我家中唯一的用电器,(拿出手电筒)也就成为了我最好的朋友,今天我们一起来研究一下我的这位最好的朋友。我打开手电筒开关,请同学们仔细它的发光情况。
学生:灯光比较暗。
教师:你们可以告诉我灯光比较暗的原因吗?
学生:没电了。
教师:我取出电池,大家可以看出没电了吗?(取出电池让学生判断)
学生:看不出来
教师:外观上还是比较新的,看不出来,怎样才能够判断出没电了呢?
学生:有电压表测量电源两端的电压,
教师:(拿出电压表测量电源两端电压,并让学生读数)
学生:——V(学生读数)
教师:取出手电筒中灯泡,让学生读数。
学生:3.8V
教师:灯泡的额定电压3.8V,电源两端电压大于3.8V,灯光应该非常亮才对呀,可是我们实际看到的是灯光比较暗,要想解决这个问题,必须学习第二章第七节闭合电路欧姆定律。
(二)进行新课
1、闭合电路的组成
教师:展示教材图2.7-1(如图所示)
 
教师:闭合电路是由哪几部分组成的?
学生:内电路和外电路。
【板书】1.闭合电路的组成
闭合电路由两部分组成,一部分是电源外部的电路,叫做外电路,包括用电器和导线等。另一部分是电源内部的电路,叫内电路,如发电机的线圈、电池的溶液等。
2、闭合电路欧姆定律
       (1)实验探究
教师:同学们看一看我们面前有哪些实验器材,可不可以用它们来设计一个手电筒电路,更好的揭开其中的奥秘。
(学生实验)下面请同学们以4人为一小组,设计一个手电筒电路。任务1测量小灯泡两端的电压。任务2拔掉灯泡测量电源两端的电压。
展示学生实验成果。提问2-3组。
教师:我们每一小组虽然得到不同的数据,但得到了相同的结论,电源两端的电压大于灯泡两端的电压。同学们想一想,电压是被谁“偷走了”呢?电源把一部分电压拿了出来,另外一部分电压自己留下了,装进了自己的口袋,现在问题又来了,它口袋里装了多少电压呀?如何知道呢?即如何测量内电压。
学生:走进电源内部,进去摸一摸电源的口袋。
教师:要想打开电源的这扇大门,必须要用我的这把特制的钥匙,(拿开自制电源上的布,展示给大家)这是什么呀?
学生:鱼缸
教师:这个鱼缸不是普通的鱼缸,里面装的是稀硫酸,这是世界上独一无二的电源,已经注册商标名为鱼缸式电源,介绍电源内部,实验电路图。
教师:向学生介绍实验装置及电路连接方法,重点说明内电压的测量。移动滑动变阻器的滑动头使其阻值减小,由两个电压表读出若干组内、外电压U内和U外的值。用计算机进行快速求和得出每一组数据的U内+U外的值。让学生观察实验数据存在什么规律?
学生:减小外电阻,外电压减小,内电压增加。在误差许可的范围内,内、外电压之和近似等于一定值。
教师:通过实验数,想一想丢失的电压哪去了,
学生:内阻分去了
教师:如果电源用久了,其内阻几十倍的增大,内电压增大,外电压减小,在手电筒电路中外电压减小到比灯泡的额定电压还小时,灯光就比较微弱。
教师:我们把二者之和所得到的定值就等于电源电动势,即E=U内+U外
【板书】在闭合电路中,电源的电动势等于内、外电压之和,即E=U内+U外
教师:内外电路串联,电流相等,U外=IR ,U内=Ir代入上式可得I=E/(R+r),我们把这个表达式称为闭合电路欧姆定律的表达式,该公式只适用于纯电路电路。文字表达:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟电路的电阻之和成反比。
(2)理论推导
    同学们结合课前预习和学案的提示,从能量转化和守恒的角度,推导出闭合电路欧姆定律的表达式,
学生:(1)Q外=I2Rt
         (2)Q内=I2rt
         (3)W=Eq=EIt
根据能量守恒定律,W= Q外+Q内 
即                   EIt =I2Rt+ I2rt
整理得:
E =IR+ Ir
或者
                               
可以推出路端电压与负载的关系U=E-Ir
电源一定时
1.当外电阻增大时,电流减小,路端电压增大。
2.当外电阻减小时,电流增大,路端电压减小。
三、课堂练习
课堂练习1、在如图所示的电路中,电源的电动势为1.5V,内阻为0.12Ω,外电路的电阻为1.38Ω,求电路中的电流和路端电压

 

 


四、课堂小结
1、电路的组成:内电路和外电路
2、闭合电路的欧姆定律的内容及公式。    E=U内+U外
3、路端电压与电流的关系式为U=E-Ir,路端电压随着外电阻的增大而增大,随着外电阻的减小而减小。
五、课后作业                                                        
1、 物理来自生活                                                     
为什么晚上10点钟左右的时候家里面的灯看起来很昏暗而夜深人静时又变亮了呢?
2、完成学案上的课后习题部分。
六、了解废旧电池对环境污染的严重性
    据有关资料显示:电池中含有大量的重金属,如锌、铅、镉、汞、锰等。据专家测试,一节一号电池烂在土地里,能使一平方米的土地失去利用价值。一粒纽扣电池能污染600立方米水,相当于一个人一生的饮水量。
七、板书设计
                 外电路
一、电路的组成
                 内电路
二、闭合电路欧姆定律
1、实验探究                   2、理论推导
                       EIt =I2Rt+ I2rt
                     整理得: E =IR+ Ir
                               即
八、教学反思
1、这一节课是本章的重要内容,探究、推导定律是培养学生创新思维的绝好题材,故下大力气探究,如何才能探究、得出定律,课堂给学生以充足的时间去自主探究、合作交流,思路清晰后,推导迎刃而解,教学效果比较好,体现了学生的主体地位和教师的主导作用,整节课以学生的发展为本,以实验为基础,以培养学生的思维能力为核心,以提升学生的探究能力为重点。
2、理解定律是本节课的重点,但难度不大,难点在于对电源内部电势差的理解,由于自制鱼缸式电源,和“滑梯模型”,问题变得相对容易,能有效突破教学难点。并灵活运应用定律解决问题是下节课的主要内容,故本节课只是初步应用定律解题。
3、注意课堂随机生成的问题,随时解决,不足之处,需要进一步课堂实践。 学 生 活 动

 

   学生结合导学案明确本节课的学习目标 。

 


    学生通过发现与生活经验不同的观点,引发疑问,激发求知欲望。

 


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