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1、第三節(jié) 研究閉合電路 教案（第一課時(shí)） 粵教版選修3-1第二章 電路 （楊恒 佛山市南海區(qū)第一中學(xué) 528200） 一、教材分析： 本節(jié)課是粵教版高中物理選修3-1第二章第三節(jié)的內(nèi)容，課題是研究閉合電路，內(nèi)容包含：①閉合電路的組成；②電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻；③閉合電路的歐姆定律；④路端電壓與負(fù)載的關(guān)系⑤測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。 課程標(biāo)準(zhǔn)的要求是：理解閉合電路歐姆定律，會(huì)測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。通過探究電源兩端的電壓和電流的關(guān)系，體會(huì)圖像法在研究物理問題中的作用。 考試大綱對(duì)此是Ⅱ級(jí)要求，對(duì)所列知識(shí)要理解其確切含義及與其他知識(shí)的聯(lián)系，能夠進(jìn)行敘述和解釋

2、,并能在實(shí)際問題的分析、綜合、推理和判斷等過程中運(yùn)用。與課程標(biāo)準(zhǔn)中的“理解”和“應(yīng)用”相當(dāng)。 閉合電路歐姆定律是電路這一章的核心內(nèi)容，具有承前啟后的作用。既是本章知識(shí)的高度總結(jié)，又是本章拓展的重要基礎(chǔ)；通過學(xué)習(xí)，既能使學(xué)生從部分電路的認(rèn)知上升到全電路規(guī)律的掌握，又能從靜態(tài)電路的計(jì)算提高到對(duì)含電源電路的動(dòng)態(tài)分析及推演。同時(shí)，閉合電路歐姆定律能夠充分體現(xiàn)功和能的概念在物理學(xué)中的重要性，是功能關(guān)系學(xué)習(xí)的好素材。 二、學(xué)情分析： 學(xué)生通過前面的學(xué)習(xí)，理解了靜電力做功與電荷量、電勢(shì)差的關(guān)系、了解了靜電力做功與電能轉(zhuǎn)化的知識(shí)，并在初中的時(shí)候?qū)W會(huì)處理部分電路歐姆定律的相關(guān)電路問題，已經(jīng)具備了通過功能關(guān)

3、系分析建立閉合電路歐姆定律，并應(yīng)用閉合電路歐姆定律分析問題的知識(shí)與技能。 “電動(dòng)勢(shì)”是電學(xué)中的一個(gè)重要概念，各種電源產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)情況比較復(fù)雜，學(xué)生在理解此概念時(shí)普遍感到困難較大，是中學(xué)物理教學(xué)中很突出的難點(diǎn)。“電動(dòng)勢(shì)”既具有概念的一般特征，又有其特殊性，它幾乎貫穿“穩(wěn)恒電流”、“電磁感應(yīng)”、“交流電”三章的主要內(nèi)容，能否掌握電動(dòng)勢(shì)概念將影響整個(gè)電學(xué)知識(shí)的掌握。因此對(duì)電動(dòng)勢(shì)概念教學(xué)的研究十分有必要。 三、教學(xué)目標(biāo) （一）知識(shí)與技能 1、通過實(shí)驗(yàn)探究推導(dǎo)出閉合電路歐姆定律及其公式，知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和。 2、理解路端電壓與負(fù)載的關(guān)系，知道這種關(guān)系的公式表達(dá)

4、，并能用來分析有關(guān)問題。 3、掌握電源斷路和短路兩種特殊情況下的特點(diǎn)，知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒有接入電路時(shí)正負(fù)兩極間的電壓。 4、了解路端電壓與電流的U-I圖像，認(rèn)識(shí)E和r對(duì)U-I圖像的影響。 5、熟練應(yīng)用閉合電路歐姆定律進(jìn)行相關(guān)的電路分析和計(jì)算。 （二）過程與方法 1、經(jīng)歷閉合電路歐姆定律的實(shí)驗(yàn)探究推導(dǎo)過程，能夠建立電源內(nèi)阻這一物理模型，并體驗(yàn)?zāi)芰哭D(zhuǎn)化和守恒定律在電路中的具體應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生歸納推理能力。 2、通過路端電壓與負(fù)載的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)探究物理規(guī)律的科學(xué)思路和方法。 3、了解路端電壓與電流的U-I圖像，培養(yǎng)學(xué)生利用圖像方法分析電學(xué)問題的能力。

5、 4、利用閉合電路歐姆定律解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力和用電安全的生活意識(shí)。。 （三）情感態(tài)度價(jià)值觀 1、通過探究物理規(guī)律培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和實(shí)踐能力。 2、通過實(shí)驗(yàn)探究，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。 3、通過實(shí)際問題分析，拉近物理與生活的距離，培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。 四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 重點(diǎn)： 1、 電動(dòng)勢(shì)、電源內(nèi)阻的概念 2、 推導(dǎo)閉合電路歐姆定律，應(yīng)用閉合電路歐姆定律進(jìn)行有關(guān)討論。 3、探究路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 難點(diǎn)： 1、對(duì)電路中電勢(shì)變化的理解 2、推導(dǎo)閉合電路歐姆定律，應(yīng)用閉合

6、電路歐姆定律進(jìn)行有關(guān)討論。 3、理解同一電源的路端電壓隨電流變化的關(guān)系，以及用作圖法處理數(shù)據(jù)時(shí)圖像的意義。（第二課時(shí)） 五、教材處理： 在設(shè)計(jì)本節(jié)課時(shí)，我十分注重對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，對(duì)教材做了如下處理： 1、沒有直接給出電源內(nèi)阻和電源電動(dòng)勢(shì)的概念，而是首先通過兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)對(duì)比，引導(dǎo)學(xué)生思考：“電源內(nèi)部可能有電阻”，再通過傳感器測(cè)量電源內(nèi)外電壓，步步引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論，構(gòu)建“電源電動(dòng)勢(shì)不變”和“電源有內(nèi)阻”的這兩個(gè)概念。 2、把第五節(jié)的電源中發(fā)生的能量與做功問題提前討論，對(duì)學(xué)生分析了整個(gè)回路中的靜電力做功、非靜電力做功以及能量轉(zhuǎn)換問題，從而突破了本節(jié)課中的電勢(shì)變化這一難點(diǎn)。

7、3、除了理論分析短路電流外，還通過兩個(gè)小實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到安全用電的必要性。 4、提出兩個(gè)有一定難度又與生活相關(guān)的課后小課題讓學(xué)生思考。與學(xué)生原有的簡(jiǎn)單記憶結(jié)論形成強(qiáng)烈的反差，打破原有的認(rèn)知結(jié)果平衡，再次提升學(xué)生的求知欲，實(shí)現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向生活”。 六、教學(xué)過程： 課時(shí)：45min 時(shí)間分配 主要教學(xué)活動(dòng)及教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 教學(xué)活動(dòng)1 01：00 一、知識(shí)回顧： 閉合電路的組成（簡(jiǎn)單復(fù)習(xí)）外電路和內(nèi)電路，閉合電路又稱全電路 教學(xué)活動(dòng)2 06：00 二、 新課導(dǎo)入： 演示實(shí)驗(yàn)1：學(xué)生觀察下面的電路圖： ①這個(gè)電路中燈泡是怎樣連接的？ ②當(dāng)

8、逐個(gè)閉合開關(guān)，觀察先發(fā)光的燈泡的亮度的變化。 （先讓學(xué)生猜測(cè)，再演示） 演示實(shí)驗(yàn)2：尋找電源“丟失”的電壓 如果去掉電阻，當(dāng)逐個(gè)閉合開關(guān)，燈泡發(fā)光的亮度 還會(huì)互相影響嗎？ （先讓學(xué)生猜測(cè)，再演示） 結(jié)果先亮的燈泡還是逐漸暗，與預(yù)期的結(jié)果出入很大（學(xué)生形成強(qiáng)烈的反差，打破原有的認(rèn)知結(jié)果平衡，提升學(xué)生的求知欲）? 師：為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？我們對(duì)比實(shí)驗(yàn)1可以推測(cè)電源內(nèi)部可能有電阻。 依據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)或者所學(xué)知識(shí)預(yù)測(cè)燈泡的亮和暗 學(xué)生：燈泡逐一變暗，電阻分得的電壓變大。 學(xué)生：電源“偷走”了一部分電壓。 教學(xué)活動(dòng)3 14：00 演示實(shí)驗(yàn)3：利用化

9、學(xué)原電池測(cè)量?jī)?nèi)外電壓變化 探討：如何測(cè)量電源內(nèi)部有沒有電阻呢？ 教師：向?qū)W生簡(jiǎn)單復(fù)習(xí)原電池，介紹傳感器實(shí)驗(yàn)裝置及電路連接方法，重點(diǎn)說明內(nèi)電壓的測(cè)量。移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭使其阻值減小，由兩個(gè)電壓傳感器讀出若干組內(nèi)、外電壓U內(nèi)和U外的值。用計(jì)算機(jī)進(jìn)行快速求和得出每一組數(shù)據(jù)的U內(nèi)+U外的值，讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存在什么規(guī)律？ 學(xué)生：減小內(nèi)電阻，外電壓減小，內(nèi)電壓增加。在誤差許可的范圍內(nèi)，內(nèi)、外電壓之和近似等于一定值。 教師：通過實(shí)驗(yàn)數(shù)，想一想丟失的電壓哪去了， 學(xué)生：內(nèi)阻分去了 教師：我們通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電源內(nèi)部的確有電勢(shì)降落，說明電源內(nèi)部的確有電阻。 教師：我們把二者之和所得到的定值

10、就等于電源電動(dòng)勢(shì)，即E=U內(nèi)+U外 【板書】在閉合電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電壓之和，即E=U內(nèi)+U外 學(xué)生和老師合作完成實(shí)驗(yàn) 教學(xué)活動(dòng)4 24：00 進(jìn)一步探討：①在外電路中，沿電流方向，電勢(shì)如何變化？②在內(nèi)電路中，沿電流方向，電勢(shì)如何變化？ 教師問：電流形成的原因是什么？電荷在電路中又是如何移動(dòng)的呢？ 學(xué)生回答：電荷的定向移動(dòng)。外電路中正電荷由電源正極出發(fā)回到電源負(fù)極，靠靜電力做功從電勢(shì)高到電勢(shì)低。 教師問：那么在電源內(nèi)部，正電荷又是如何移動(dòng)的呢？ 學(xué)生回答：正電荷由電源的負(fù)極回到電源的正極。 教師問：正電荷在外電路中受電場(chǎng)力作用，從電源正極移動(dòng)至電源負(fù)極，在你電源

11、內(nèi)部受電場(chǎng)力作用能不能從電源負(fù)極回到正極？ 學(xué)生根據(jù)受力分析得出否定的結(jié)論。 教師設(shè)問：那么正電荷在電源內(nèi)部是如何從電源負(fù)極回到電源正極的呢？ 結(jié)合課件講解： 在電源內(nèi)部非靜電力對(duì)正電荷做功，把正電荷從電源的負(fù)極搬回電源的正極。 提問：功是能量轉(zhuǎn)化的量度，外電路中電場(chǎng)力對(duì)電荷做功，電源內(nèi)部非靜電力對(duì)電荷的做功，那么在整個(gè)過程中能量是如何轉(zhuǎn)化的呢？ 通過玩具類比加深學(xué)生對(duì)于電路中能量轉(zhuǎn)化的認(rèn)識(shí) 教師：內(nèi)外電路串聯(lián)，電流相等，U外=IR，U內(nèi)=Ir代入上式可得I=E/(R+r)，我們把這個(gè)表達(dá)式稱為閉合電路歐姆定律的表達(dá)式，該公式只適用于純電阻電路。 1、文字表達(dá)：閉合電路的電流

12、跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟電路的電阻之和成反比。 2、公式： I=E/(R+r) 3、變形：E=IR +Ir ； E=U外+U內(nèi) ； U外=E-Ir 對(duì)于一個(gè)確定的電源，在不長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r可以認(rèn)為是定值。 學(xué)生通過教師的問題引導(dǎo)、類比分析、自主探究，進(jìn)一步理解電源在電路中的作用 教學(xué)活動(dòng)5 25：00 三、解決問題 當(dāng)逐個(gè)閉合開關(guān)，先發(fā)光的燈泡1的亮度為什么變暗？ 學(xué)生：當(dāng)逐個(gè)閉合開關(guān)，燈泡的總電阻變小，總電流變大，電源內(nèi)電阻分得的電壓變大。 電源的內(nèi)電阻“偷走”了一部分電壓。 教學(xué)活動(dòng)7 32：00 兩個(gè)特例：開路（斷路）和短路 演示實(shí)驗(yàn)4

13、：E=9V，r=2Ω方塊電池接觸鋼絲棉，形成短路著火 演示實(shí)驗(yàn)5：（視頻）E=12V，r=0.02Ω汽車蓄電池接觸短路著火 學(xué)生回答開路（斷路）和短路的外電阻特點(diǎn)和總電流特點(diǎn) 學(xué)生通過計(jì)算理解短路著火的原因 教學(xué)活動(dòng)8 43：00 學(xué)生實(shí)驗(yàn)：測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻： （1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘裁?？?shí)驗(yàn)原理是什么？ （2）實(shí)驗(yàn)過程中需記錄哪些物理量？ （3）為了測(cè)量這些物理量，需要用到哪些儀器？ （4）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如何處理得出結(jié)論？ 學(xué)生思考，畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。 教學(xué)活動(dòng)9 44：00 課堂小結(jié) 讓學(xué)生自己總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容。 教學(xué)活動(dòng)10 45：00

14、 課后小課題和作業(yè) 1、A同學(xué)認(rèn)為新舊電池串聯(lián)使用會(huì)更加耗能，B同學(xué)認(rèn)為不一定。你認(rèn)同誰的觀點(diǎn)呢？為什么？ 2、不同規(guī)格的電池有什么區(qū)別？除了電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，還有哪些描述電池性能的參數(shù)呢？ 與學(xué)生原有的簡(jiǎn)單結(jié)論形成強(qiáng)烈的反差，打破原有的認(rèn)知結(jié)果平衡，再次提升學(xué)生的求知欲（理論知識(shí)的應(yīng)用）。 【教學(xué)反思】 1、本節(jié)課里比較注意讓學(xué)生成為課堂的主體，能夠比較好地讓學(xué)生在活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)問題，思考分析問題，解決問題，讓學(xué)生在老師的引導(dǎo)下自主建構(gòu)完善知識(shí)體系； 2、不足在于時(shí)間還是比較緊，所以學(xué)生活動(dòng)的自由度不高，作圖法分析閉合電路U-I圖線的時(shí)間也明顯不足，對(duì)于方法的理解和圖像的理解都有一定的缺欠，需要進(jìn)一步補(bǔ)充講解。