高二物理《闭合电路欧姆定律》教学设计

高二物理《闭合电路欧姆定律》教学设计设计理念教学设计依据新课程理念，以培养学生“提出问题，合理猜想，实验验证，得出结论”的探究物理规律的科学思路和方法为目标，加强对学生科学素质的培养。教学围绕建立“电动势的概念”、认识“闭合电路的组成”、探究“电源的电动势与内、外电压的关系”为线索来展开教学过程。教学内容《普通高中课程标准物理教科书教学设计--闭合电路欧姆定律物理（选修3-1）》（鲁科版）第4章第1节教学目标一、知识与技能1．知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压．2．知道电源的电动势等于内、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，并能熟练地用来解决有关的电路问题．二、过程与方法通过研究闭合电路欧姆定律的实验，培养学生“提出问题，合理猜想，实验验证，得出结论”的探究物理规律的科学思路和方法．三、情感、态度、价值观通过本节课教学，加强对学生科学素质的培养，通过实验探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力。学情与教材分析“闭合电路欧姆定律”是《普通高中课程标准物理教科书教学设计--闭合电路欧姆定律物理（选修3-1）》（鲁科版）第4章第1节的内容，介绍了电动势的概念、闭合电路欧姆定律、路端电压与外电阻的关系等知识。本节内容是在学生初中学习了“欧姆定律”、第2章学习了“电场力做功”等内容之后编排的，是分析和理解部分电路和全电路的交汇点。本节内容在教材中具有承上启下的作用，既是前面所学知识的巩固和深化，又为后继内容的学习做出了铺垫。同时，通过本节的学习，能使学生会用能的转化观点分析有关电路问题。因此，是本章的重要内容，也是整个电学部分的一个重点。本节内容较多，分两课时教学，以下为第一课时教学设计。教学准备   干电池(1号、2号、5号)，铅蓄电池、可调内阻电池、滑动变阻器、电压表、电流表、导线若干、实物投影仪、多媒体电脑、自制课件教学过程(第1课时)   一、创设问题，引入课题    [师] 1.  最简单的电路由哪几部分组成? 2. 用电器中有持续恒定电流的条件是什么?    [生] 1. 最简单的电路是由电源、用电器、开关、导线组成的电流路径。     2. 用电器中有持续恒定电流的条件是：用电器两端有恒定的电压，即用电器接在电源的两极上．    [师] 同学们在实验室常用的电源有哪些?    [生] 干电池、蓄电池、发电机等。    [师] 向学生展示介绍不同规格的干电池、蓄电池。    [实验探究] 用电压表测量电池没有接入电路时两极间的电压。    [实验结果] 干电池的电压都约为1．5 V，铅蓄电池的电压约为2．O V。    [师] 从上面的实验可得出什么结论?    [学生讨论并回答] 从上面的测量结果可以看出：没有接入电路时类型相同的电池两极间的电压相同，而类型不同的电池两极间的电压不同。    [师] 此电压是由什么因素决定的?    [生] 由电源本身的性质决定的。    [师] 为了表征电源的这种特性，物理学中引入电动势的概念。    二、教学新课1.电动势[师] (1) 电源的电动势等于电源没有按入电路时两极间的电压。      (2) 电动势用符号E表示，电动势的单位也是伏特（V）。(3) 电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，它是电源的特征量。    [师] 上面我们讨论了电源没有接入电路时电动势的数值，那么当电源接入闭合电路中时，情况又怎么样呢?为此，我们先认识闭合电路的两部分组成。 教学设计--闭合电路欧姆定律[CAI课件] 如下图所示，介绍闭合电路，学生认识内电路、外电路、内电阻、外电阻。       [生] 总结外电路、内电路、外电阻、内电阻。   外电路：电源外部的电路，包括用电器、导线等。内电路：电源内部的电路。 外电阻：外电路的总电阻。内电阻：内电路的电阻、通常称为电源的内阻。[师] 在闭合电路中电源的作用是什么？请学生阅读课本p73理解：电源是电路中电能的提供者。在电路中，电源提供的电场力对电路中的自由电荷做功，使电荷在电路中定向运动，形成电流。[师] 以抽水机类比介绍电源的作用，说明不同的电源把其他形式的能转化为电能的机制不同的。例如，干电池通过化学反应对电荷做功，提高电荷的电势能，从而将化学能转化为电能；发电机则通过电磁感应对电荷做功，将机械能转化为电能。2.闭合电路欧姆定律[提出问题] 在闭合电路中，电源电动势E跟 U内、U外之间有什么关系？[CAI课件] 理论分析：在闭合电路中，电源电动势E跟 U内、U外的关系；如图所示。(1)在外电路中，电流由电势高的一端流向电势低的一端，在外电阻上沿电流方向有电势降落U外，                   在内电阻上也有电势降落U内 。(2)在电源内部，由负极到正极电势升高，升高的数值等于电源的电动势E。 [CAI课件] 闭合电路中电势升降可用“儿童滑梯”作类比．图中儿童滑梯两端的高度差相当于内、外电阻两端的电势差。电源就像升降机，升降机举起的高度相当于电源的电动势。如图所示   教学设计--闭合电路欧姆定律教学设计--闭合电路欧姆定律            [引导猜想]通过上面分析，同学们能否猜想：在闭合电路中，电源电动势E跟 U内、U外之间有什么关系呢？[生] 猜想E＝U外＋U内[师] 猜想是否正确，可以通过实验验证。同学们能否设计一个实验来验证？          [设计实验] [师生共同探究][师] 这个实验其目的是什么？如何设计及操作？[生] 讨论发现内电压难于测定[师] 选择可调内阻的电池[CAI课件] 介绍可调内阻电池的构造、原理及特点          教学设计--闭合电路欧姆定律       [师] 引导学生设计实验验证可调内阻电池的电动势E跟 U内、U外之间关系的电路图[CAI课件] 讲解实验过程和注意事项                                                                                             [进行实验][实物投影] [演示实验] 验证 E＝U外＋U内 [收集数据]1.测定电池电动势E＝              V2.改变滑动变阻器的阻值R，分别记录U1  、U2的值。         物次         理              量     数                 U1（V） U2（V） U1+U2（V） 1       2       3        [概括结论]    [师] 分析实验数据，可以得出什么结论？    [生] 在误差允许范围内，电源电动势等于内、外电路电压之和。     即    E＝U外＋U内[数学推理] [师] 通过前面实验，验证了电源电动势等于内、外电压U内、U外之和。          设闭合电路中的电流为I,外电阻为R，内阻为r，电源电动势为E，由欧姆定律可以将上式写成怎样的形式？     [生] 由欧姆定律可知，外电压U外＝I R，内电压U内＝I r，代人E＝U外＋U内可得，          E＝I R＋I r     [师] 如果我们要探究电路中电流和哪些因素有关，有什么关系，还需要将上式改写成怎样的形式？ [生] 可以写作    I=教学设计--闭合电路欧姆定律                                               [师] 这个式子表示的物理意义是什么？     [生] 这个式子表示：闭合电路中的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 。     [师] 这个结论的适用条件：外电路是纯电阻的电路。例题：p75三、课堂小结      通过本节课的探究、学习，主要学习了以下两个问题：  1．电源的电动势等于电源没有按入电路时两极间的电压，其大小是由电源本身的性质决定的．在电源上接上外电路时，电源电动势等于内、外电路电压之和，即 E＝U外＋U内 。  2．闭合电路的欧姆定律的内容、公式和适用条件 。四、研究性作业 利用以下提供的器材设计一种方案来测电源的电动势和内阻。电阻箱，电阻圈，滑线变阻器，干电池，电压表、电流表，电键，导线设计思路这节课从提出问题到问题解决，是通过引导学生合理猜想，设计实验，分析数据，得出结论。体现了“新课程以学生为本”的教学理念，启发了学生的思维，为学生创造了发现问题、提出问题并解决问题的情景，掌握了探究物理规律的科学思路和方法．电动势的概念是本节教学中的一个难点，通过演示实验和“儿童滑梯”类比的多媒体动画，增加学生的感性认识，突破这一难点。闭合电路中电源电动势与内电压、外电压之间的关系是本节教学的重点，传统教学只通过理论叙述得到结论，学生不能深刻领会，教学中在学生通过“儿童滑梯”类比的多媒体动画的感性认识的基础上，引导学生合理猜想，设计实验进行探究，从而得出结论，提高了学生学习兴趣，加强了学生科学素质的培养，培养了学生的创新精神和实践能力。特别是应用多媒体辅助课堂教学，利用实物投影仪把实验过程在大屏幕上展示，大大提高了演示实验的可见度，整个课堂充满着生机和活力，激发了学生的学习兴趣。整堂课充分利用了实验的“营养”和多媒体的辅助，既调动了学生的积极性和主动性，提高了学生学习兴趣，加强了学生科学素质的培养，培养了学生的创新精神和实践能力，使他们直正成为课堂的主人。