2019-2020年新課標人教版3-1選修三2.7《閉合電路的歐姆定律》WORD教案1.doc

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*********************** 教學開放周校際公開課 教 學 設 計 *********************** 2019-2020年新課標人教版3-1選修三2.7《閉合電路的歐姆定律》WORD教案1 授課班級：高二（14）班 授課地點：逸夫樓四樓多媒體教室 授課時間：xx年11月19日 下午第二節(jié)課（2：40） 授課教師：盧 先 立 安師大附屬中學 教材分析 《閉合電路歐姆定律》是普通高中課程標準實驗教科書《物理》（選修3—1）中的第二章第七節(jié)內容，電動勢作為單獨的一節(jié)在前面已經(jīng)介紹，所以本節(jié)主要從能量角度得出閉合電路歐姆定律，然后研究路端電壓跟負載的關系。《閉合電路歐姆定律》始終是高中物理電學部分最基礎、也是最重要的知識之一，它與我們的生活、生產(chǎn)和科學技術息息相關，只有掌握了這部分內容，才能有效的應用它解決實際問題。 三維教學目標 知識與技能 （1） 理解閉合電路內外電路的電勢降落及與電動勢的關系 （2） 理解閉合電路的歐姆定律及各種表達式 （3） 會用閉合電路的歐姆定律分析路端電壓與負載的關系 過程與方法 （1） 經(jīng)歷閉合電路歐姆定律的理論推導過程 （2） 體驗能量轉化和守恒定律在電路中的具體應用，理解內外電路的能量轉化 情感態(tài)度與價值觀 (1) 通過本節(jié)的學習活動，鼓勵學生勇于探究與日常生活相關的物理問題 (2) 通過探究活動，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和合作精神 教學重點與難點 重點 1、閉合電路歐姆定律的理解及應用； 2、路端電壓U與負載R（或干路電流I）的關系。 難點 路端電壓U與負載R（或干路電流I）的關系及U—I圖線的物理意義的理解。 教學方法 講授法，實驗法，討論法，啟發(fā)法 教學準備 演示實驗用：6V干電池組、0.6A電流表一個、15Ω電阻一個、單刀單擲開關一個，20Ω、3A滑線變阻器、3V電壓表、導線若干。 教學過程 【創(chuàng)設情境，導入新課】 教師：如果將一個15Ω的電阻接在6V電源兩極之間，試計算通過電阻的電流是多大？ 6V 15Ω 學生：學生利用初中所學歐姆定律很快可能回答：0.4A。 按電路圖連接實驗演示 大屏幕顯示電流表示數(shù)：發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)明顯小于0.4A。 R s r E 為什么會這樣呢？今天的學習將會給同學們一個很好的解釋。 【師生互動，構建新知】 一、 閉合電路 外電路 （一）閉合電路的組成 用導線把電源、用電器連成一個閉合電路（如圖） 內電路 外電路：電源外部的電路（包括用電器、開關和導線） 外電阻R：外電路的電阻 內電路：電源內部的電路（如發(fā)電機的線圈、電池內的溶液等） 內電阻r：內電路的電阻（內阻） （二）閉合回路的電流方向 組織學生思考討論后回答 教師根據(jù)學生回答補充歸納總結： 在外電路中，電流方向由正極流向負極。 在內電路中，即在電源內部，通過非靜電力做功使正電荷由負極移到正極，所以電流方向為負極流向正極。 （三）閉合回路中的電勢變化情況 組織學生思考討論后回答 教師根據(jù)學生回答補充歸納總結： 在外電路中，沿電流方向電勢降低。 E E r R U內=Ir U外=IR 在內電路中，一方面，存在內阻， 沿電流方向電勢也降低；另一方面，沿電流方向存在電勢“躍升”。 （四）電路中電勢降落關系 學生根據(jù)圖示討論回答 教師總結歸納：結論：E = U外+ U內 （五）閉合電路的能量轉化 思考與討論 （1）若外電路中的用電器都是純電阻R，電路中電流為I,在時間t內外電路中有多少電能轉化為內能？ （2）內電路也有電阻r，當電流通過內電路時，也有一部分電能轉化為內能，是多少？ （3）電流流經(jīng)電源時，在時間t內非靜電力做多少功？ （4）以上各能量之間有什么關系？ 學生：（1）E外=I2Rt （2）E內=I2rt （3）W=Eq=EIt 根據(jù)能量守恒定律，非靜電力做的功應該等于內、外電路中電能轉化為其他形式的能的總和. W= E外+E內 即EIt =I2Rt+ I2rt 整理得：E =IR+ Ir 或者 教師（幫助總結）：這就是閉合電路的歐姆定律。 二、 閉合電路歐姆定律 （1）內容：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內、外電路的電阻之和成反比，這個結論叫做閉合電路的歐姆定律。 （2）公式： （3）適用條件：外電路是純電阻的電路 （4）說明：U外=IR是外電路上總的電勢降落，習慣上稱為路端電壓； U內=Ir是內電路上的電勢降落，習慣上稱為內電壓； 代入E =IR+ Ir 得E=U外+U內 該式表明，電動勢等于內外電路電勢降落之和。 【釋疑解惑 前呼后應】 回應引入中的問題：解釋為什么電流表的示數(shù)小于0.4A。 學生活動：（將學生分成兩組，每組各分析一個問題） 第一組問題： 在右圖已知條件下，若電源的內阻r=5Ω，則電路中的電流I和路端電壓U各為多大？ S E=6V r R=15Ω A 分析計算： 則有U=E－Ir=4.5V 或根據(jù)U=IR=4.5V 第二組問題： 若將上圖中的負載變?yōu)镽’=25Ω，且電源的內阻r=5Ω，則電路中的電流I和路端電壓U各為多大？ 分析解答： 則有U’=E－Ir=5V或根據(jù)U=IR’=5V 可見，由于電源內阻的存在，當外電阻發(fā)生變化時，電路電流也就會變化，路端電壓也隨之發(fā)生變化。 下面，我們利用實驗探究路端電壓與負載（或電路電流）的變化關系。 三、路端電壓與負載的關系 (一)實驗研究 實驗目的：路端電壓跟外電阻的關系 實驗器材：電源、 開關、 導線、電壓表、滑動變阻器、電流表、定值電阻 A V R0 R E r 電路圖： （二）實驗結論： 當外電阻增大時，電流 減小，路端電壓增大 。 當外電阻減小時，電流 增大，路端電壓 減小。 （三）理論分析 因E，r是定值由I = E / (R+r)可得電流隨負載變化而變化的關系 E,r一定，由I的變化根據(jù)U外= E - I r即可得U外隨負載變化而變化的關系 思考：能否根據(jù)U外= I R分析路端電壓的變化? （四）兩個特例： （1）外電路斷路時 外電阻R→∝，電流I=0，U內=0，U外=E。電壓表測電動勢就是利用了這一原理。 （2）外電路短路時 外電阻R=0，U外=0，U內=E=Ir，故短路電流。 （五）應用分析 現(xiàn)象1：傍晚用電多的時候，燈光發(fā)暗，而夜深人靜時，燈特別亮。 現(xiàn)象2：在插上電爐、電暖氣等功率大的電器是，燈光會發(fā)暗，拔掉后燈光馬上又亮起來。 請試著解釋這些現(xiàn)象。 （六）電源的外特性曲線——路端電壓U隨電流I變化的圖象． 請閱讀課本第62頁“思考與討論”，并嘗試回答問題。 （1）函數(shù)關系表達式： U=E﹣Ir （2）圖象的物理意義 ①圖線反映的U—I關系：U隨I增大而減小 ②圖線的U軸截距的物理意義：表示電源的電動勢E ③圖線的I軸截距的物理意義：表示電源的短路電流 ④圖線斜率的物理意義：斜率的絕對值表示電源的內阻，內阻越大，圖線傾斜得越厲害． 【自主練習 鞏固提高】 R1 R2 2 E r 1 A 例：如圖，R1=14Ω,R2=9Ω,當開關處于位置1時,電流表讀數(shù)I1=0.2A;當開關處于位置2時,電流表讀數(shù)I2=0.3A.求電源的電動勢E和內電阻r. 解：分析… … 當 S切換到位置l時： E=I1R1+I1r （1） 當 S切換到位置2時： E=I2R2+I2r （2） 由（1）、（2）式代入數(shù)據(jù)，有： E=3V r =1Ω 【總結歸納 深化認知】 通過本節(jié)課的學習，主要學習了以下幾個問題： 1、閉合電路的歐姆定律的內容及公式。 2、路端電壓隨著外電阻的增大而增大，隨著外電阻的減小而減小。 3、路端電壓與電流的關系式為U=E-Ir，其U—I圖線是一條傾斜的直線 【作業(yè)布置】 課后習題 l 書面完成P63“問題與練習”第1、3、4題； l 思考并回答第2、5題。