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2019-2020年高中物理《閉合電路歐姆定律》教案2 新人教版選修3-1 一：學習任務分析 1：認知目標要求分析：了解電動勢的概念；掌握閉合電路歐姆定律；理解路端電壓與負載關系；會分析閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化。 2：學習能力目標分析：培養(yǎng)學生的觀察能力和實驗能力；培養(yǎng)學生的分析、總結(jié)能力；培養(yǎng)學生的探究能力；培養(yǎng)學生運用知識分析和解決實際問題的能力；培養(yǎng)學生用圖象處理實驗數(shù)據(jù)能力。 3：情感態(tài)度目標求分析：培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度、學習科學的志趣、勇于探索未知世界的精神和團結(jié)協(xié)作的意識。 二：教材內(nèi)容分析 1．教學大綱要求：電動勢（A）、閉合電路歐姆定律（B）、路端電壓與負載關系（B）、閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化（A）。 2．教材的地位與作用：本節(jié)內(nèi)容是恒定電流的這一章的重點，高中電流知識與初中電流知識的最大區(qū)別就在這一節(jié)，在整個電流知識體系中起著承上啟下的作用。學好本節(jié)知識是學好高中電流知識基礎。 3．教材的重點與難點：對閉合電路歐姆定律的理解與運用是本節(jié)的重點；而電動勢的概念和路端電壓與電流（外電阻）的關系是本節(jié)的難點 4．教材處理：由于本節(jié)內(nèi)容較多，本節(jié)內(nèi)容分兩節(jié)來上，這節(jié)課主要講電動勢、閉合電路歐姆定律、路端電壓與負載關系。第二節(jié)課主要講解電路中的能量的轉(zhuǎn)化問題與閉合電路歐姆定律的運用。 三：學生特征分析： 1、知識基礎分析：①掌握了用電壓表測電壓的方法； ②知道滑動變阻器的作用； ③掌握了部分電路歐姆定律； ④初步掌握了用圖象處理數(shù)據(jù)的方法。 2、學習能力分析：①學生的觀察水平不斷的提高，能夠初步地、獨立發(fā)現(xiàn)事物的本質(zhì)及各個主要細節(jié)，發(fā)現(xiàn)事物的因果關系。 ②具有初步的歸納重點，抓住問題本質(zhì)的能力。 ③已經(jīng)初步具備了基本地實驗操作和實驗觀察能力。 四：教學目標的確定： （一）知識目標 1．知道電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓 2．知道電源的電動勢等于內(nèi)、外電路上電勢降落之和 3．理解閉合電路歐姆定律的公式，知道各公式中各物理量的物理意義。 4．會分析路端電壓與電流（負載）的關系，并會用U—I圖象表示。 5．知道短路與斷路時的路端電壓與電流 （二）能力目標 1：會用閉合電路歐姆定律解決實際問題。 2：提高學生的實驗觀察和操作能力。 3：會用數(shù)學圖象方法處理實驗數(shù)據(jù) （三）情感目標 1、培養(yǎng)學生熱愛科學的，探究物理的興趣 2、培養(yǎng)學生自主參與、自動獲取物理知識的能力 3、通過學生的分組實驗培養(yǎng)學生的團結(jié)協(xié)作意識與團隊精神。 4：培養(yǎng)學生“發(fā)現(xiàn)問題，提出假設，并用實驗來驗證”的探究物理規(guī)律的科學方法與思路 五：教學器材 電壓表、電流表，干電池組，電鍵、滑動變阻器，導線、電阻箱等各25組。新干電池兩節(jié)（3V），內(nèi)阻較大的舊干電池4節(jié)（4V左右）、小燈泡（2.5V，3個）、演示用電壓表，單刀雙擲開關，實物投影儀，示教板，坐標紙等。 六：教學過程 <一> 教學模式的選擇 本節(jié)作為一堂物理規(guī)律課的教學，重點是對概念和規(guī)律的建立與理解。為了使學 生的感性認識真正上升到理性認識，必須使學生參與科學的抽象過程，使他們在這個過 程中區(qū)別和辨別本質(zhì)的東西與非本質(zhì)的東西，在此基礎上讓他們試作概括，并由他們自 己得出結(jié)論。為此本課采用教師的演示實驗與學生的分組隨堂實驗相結(jié)合，學生在老師 的啟發(fā)和幫助下通過自己實驗操作來發(fā)現(xiàn)問題、解決問題來獲取新的知識，利用實驗來 驗證結(jié)論的探究發(fā)展的課堂教學模式。在教學過程中，通過抓住知識的產(chǎn)生過程，積極 引導學生主動探究，突出學生的課堂教學的主體地位。 <二> 教學程序（總體思路） 1：電動勢概念的教學 2：教師設計一個對比演示實驗（兩個相同的小燈泡接入電動勢不同的電源兩端，結(jié)果接到電動勢大的電源兩端的小燈泡反而暗）打破學生原有認知結(jié)構(gòu)的平衡（認為電動勢越大，小燈泡越亮）。 3：設計一個學生分組隨堂實驗，學生通過自己的實驗體會（路端電壓會隨外電路的改變而改變）為建立新的認知結(jié)構(gòu)的平衡作好鋪墊。 4：在教師的適當?shù)囊龑?，讓學生從電勢降落的角度分析路端電壓會隨外電路的改變而改變的可能原因。教師通過測量演示用可調(diào)內(nèi)阻的化學電池內(nèi)外電阻與電動勢揭示它們之間的關系，引出閉合電路歐姆定律。 5：根據(jù)閉合電路歐姆定律分析外電阻R與電流、路端電壓的關系，并讓讓學生通過實 驗進行驗證分析結(jié)果。 6：課堂練習反饋 <三> 教學主要環(huán)節(jié) (一) 電動勢的教學（6分鐘左右） 1、引入：（采用實驗演示引入） 演示實驗1： 將小燈泡、電鍵、與干電池連成回路，燈泡發(fā)光 演示實驗2：將小燈泡、電鍵、與手搖發(fā)電機連成回路，搖動發(fā)電機使燈泡發(fā)光，且搖的越快，燈泡越亮。 2、結(jié)論： ①干電池、手搖發(fā)電機等是一種能將其他能轉(zhuǎn)化成電能的裝置——電源 ②干電池、手搖發(fā)電機工作時燈泡亮度不同，說明在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的電能的多少不同，我們將這種具有不同的“將其他能轉(zhuǎn)化成電能的本領”叫做電動勢。 3、電動勢的大小：電動勢的大小等于電源沒有接入電路時（開路）的兩極間的電壓。 說明：可以用內(nèi)阻較大的電壓表進行粗略測量。 (二) 閉合電路歐姆定律的教學 引入：問學生是不是接入電路的電源的電動勢越大，電路中的電流就越大？（叫學生回答，羅列出不同的觀點，引導學生來證實） 實驗演示：教師用圖示的2個電路示教板進行演示，并用多媒體將實驗中的電路圖顯示到到大屏幕上，便于學生觀察。 2 1 E2 2 1 E1 演示實驗3：（演示如何測電動勢）將電鍵切換 到1位置，用電壓表接在電源的兩端可 以測出電源電動勢（電壓表可以看成斷 路）。通過實驗測出E1=3V，E2=4V。 演示實驗4：（比較兩燈泡的亮度）將電鍵切換到1位置，接接E1時燈泡（3V）很亮 問接E2時小燈泡會出現(xiàn)什么結(jié)果？（先讓學生猜測，再演示）結(jié)果幾乎不亮， 與預期的結(jié)果出入很大（學生形成強烈的反差，打破原有的認知結(jié)果平衡，提 升學生的求知欲，將學生納入教師設計的自動求知軌道） 提出教學目標：本節(jié)的重點就是講一講解釋這種現(xiàn)象的定律------閉合電路歐姆定律 閉合電路歐姆定律的新課教學 1：利用多媒體顯示右圖的電路圖，并解釋閉合電路中的幾個基本常識（外電路、外 K R 外電路 內(nèi)電路 電阻、路端電壓、內(nèi)電路、內(nèi)電阻、） 介紹：閉合電路可分為內(nèi)、外電路兩部分，電源 內(nèi)部的叫內(nèi)電路，電源外部的叫外電路； 接在電源外電路兩端的電壓表測得的電壓 叫外電壓，即外電阻上電勢的降落。 2：學生分組隨堂實驗一 教師問：路端電壓是否始終等于電源電動勢，會隨外電路的改變而改變嗎？請大家用 實驗來做一做，到底怎么變？（目的是克服初中所學的認為電源兩端電壓不 變的思維定勢，打破原有的認知結(jié)構(gòu)的平衡。） R K 學生實驗操作：教師將實驗用路圖用多媒體顯示在大屏幕上， 讓學生自己在桌子上進行分組實驗操作（用舊的干 電池，內(nèi)阻較大），教師巡查，幫助學生解決問題 （5分鐘左右）。大約7分鐘后請3位同學回答剛才 的實驗發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象 回答小結(jié)：1：路端電壓隨外電路的該變而改變 2：路端電壓小于電源電動勢 表1 表2 學生分組探討：出現(xiàn)這一情況的原因（教師引導幫助學生從沿電流方向在電阻有電勢的降落角度來分析解決這一情況）。 3：演示實驗5：（演示內(nèi)外電壓的變化關系，教師操作 學生觀察的同時讀出兩個電表的讀數(shù)） 現(xiàn)象1：測外電壓的表2讀數(shù)變大時，測 外電壓的表1讀數(shù)會變小。 現(xiàn)象2：兩表的讀數(shù)之和不變，等于電鍵 斷開時表2的讀數(shù)即：E= U外+ U內(nèi)用多媒體顯示下圖，并講解電勢的變化） 外電路 內(nèi)電 路 I E r R E U內(nèi) U外 4：閉合電路歐姆定律的內(nèi)容與數(shù)學表達式 由于 U外=IR，U內(nèi)=Ir， 有 E= U外+ U內(nèi)= IR +Ir=I（R+r） 閉合電路歐姆定律數(shù)學表達式： 閉合電路歐姆定律內(nèi)容：閉合電路中的電流與電源電動勢成正比，與內(nèi)外電路中的電阻之和成反比 其他表達形式：E= U外+ U內(nèi)= U外+Ir 5：知識的運用 回過頭來叫學生用閉合電路歐姆定律來解釋演示實驗4現(xiàn)象產(chǎn)生的原因（讓學生運用所學的知識體會成功的體驗，理解新、舊電池的使用問題） 6：學生分組隨堂實驗二：（路端電壓與負載的關系） 教師提出新的問題：你認為外電阻R越大，電路中的電流將怎么變，路端電壓將變？（同學們發(fā)表自己的見解）請大家用實驗來做一做，到底是不是這樣？ R K 學生實驗操作：教師將實驗用的電路圖顯示在屏幕上， 讓學生自己在桌子上進行實驗操作（外電阻較 大），測出5組數(shù)據(jù)，教師巡查，幫助學生解決 問題（5分鐘左右）。大約7分鐘后請3位同學 們回答剛才的實驗問題。 回答小結(jié)：電流越大路端電壓反而越小 學生分析探討：不能用U外=IR來討論，因為I的改變是由于電阻R的改變引起的。可以用E= U外+ U內(nèi)= U外+Ir來討論，由于r不變，當R變小時，根據(jù) 電流I就增大，U外=E-Ir反而減小。 7： U---I的關系（叫學生看一看這些數(shù)據(jù)之間有什么關系，引導學生用圖象法來研究實驗數(shù)據(jù)，作出U---I圖象） O E/r E I U 教師事先將坐標紙發(fā)給每個學生，教師巡查， 幫助學生作圖，挑出一個用實物投影儀顯示在 屏幕上，從圖上可知這些點基本上分布在同一 條直線的附近，與用公式E=U外+Ir分析的結(jié)果 基本相同。從圖中還可以得到電源電動勢得大小 和內(nèi)電阻的大小。 注意： （1）當R ∞時（斷路），I=0，U外=E （可以用內(nèi)阻較大的 K 電壓表進行粗略測量電源電動勢） （2）當R=0時（短路），U外=0，I=E/r （比較危險，易著火。） 實驗演示（短路著火實驗，用兩節(jié)1.5伏新的干電池， 將一根長10cm，阻值為20歐姆左右的電阻絲繞在火 柴頭上，閉合電鍵后幾秒鐘火柴就會被點燃） 7：課堂反饋訓練 （1）課本上第2題例題 （2）小結(jié)本題并布置任務：從本例題出發(fā)想一想我們可以用哪些方法測出電源電動勢和內(nèi)電阻 8：課堂回顧 （1）電動勢：反映電源將其他能轉(zhuǎn)化成電能本領大小的物理量，大小等于電源沒有接入電路時（開路）的兩極間的電壓 （2）閉合電路歐姆定律：閉合電路中的電流與電源電動勢成正比，與內(nèi)外電路中的電阻之和成反比。即 （3）路端電壓隨外電阻的增大而增大。 9：作業(yè)布置： 七：教學媒體的選擇： 教學媒體的使用是為了更好的為課堂教學目標服務的，是一種手段而非目的。主要 的媒體是實驗器材，教師可以將幾個演示實驗作成示教板，這樣不必放在水平桌面 上演示，便于學生的觀察。多媒體的使用可以節(jié)約時間。 八：教學設計說明 高中物理是普通高中科學學習領域的一門基礎課程，旨在進一步提高學生的科學素 養(yǎng)。高中物理課程有助于學生繼續(xù)學習基本的物理知識與技能；體驗科學的探究過程，了解科學的研究方法；增強創(chuàng)新意識和實踐能力，發(fā)展探索自然，理解自然的興趣與熱情。就此對本課設計作如下說明： 1：電動勢的教學采用的是通過情景的展示，現(xiàn)象的對比，引出概念的學習過程，是一種 程序性知識的學習過程。學生不僅能從具體情景中知道為什么要引入電動勢的概念， 而且從中進一步理解電動勢的內(nèi)涵。 2：演示實驗3、4是為了引出閉合電路歐姆定律的教學，通過該實驗學生不僅知道了如何 測電源電動勢，而且打破了原有的認知結(jié)構(gòu)的平衡，極大的吊取了學生學習的興趣。 3：兩個學生實驗的操作讓學生通過自己的親身體會，知道路端電壓是會隨外電路的改變 而改變的。為建立新的認知結(jié)構(gòu)的平衡打下堅實的基礎。 4：通過短路點火的演示實驗，不僅調(diào)節(jié)了課堂緊張，疲勞的學習狀態(tài)，而且還讓學生通過實驗知道了短路的的危險性。