12.2闭合电路的欧姆定律教案

《闭合电路的欧姆定律》教学设计
教材分析：
闭合电路的欧姆定律是电路知识的核心内容，该定律可以让学生在上一章的基础上更加完整深入地理解电路知识。闭合电路欧姆定律进一步揭示了闭合电路中内外电压与电源电动势的关系，是分析电路的重要理论基础，也是能量守恒规律的应用。在本节第一课时中，利用能量守恒的观点推导闭合电路的欧姆定律，让学生充分感受和理解闭合电路欧姆定律，也是本节内容要突破的教学难点。
本课时将通过探究使学生亲眼证实内电路符合部分电路欧姆定律，再探究在外电阻不变的情况下，内阻改变时仍有电动势与总电阻的比值恰等于电路电流的结论，使学生对闭合电路欧姆定律深信不疑，这符合学生的认知规律，也让学生体会运用实验的证据意识解决问题的研究思路。最后让学生自行探究路端电压与外电阻的关系，得出结论。这样处理能让学生通过合作交流参与知识形成的过程。
教学目标与核心素养：
（一）物理观念
知道电源的电动势等于内电压、外电压之和；
理解闭合电路欧姆定律的公式，理解各物理量及公式的物理意义，并能熟练地用来解决有关的电路问题。
（二）科学思维
通过实验数据分析培养学生的逻辑思维能力；
培养学生分析解决问题能力，会用闭合电路欧姆定律分析实际问题。
（三）科学探究
通过实验培养学生探究的意识与证据意识；
培养学生对实验现象的分析能力；
（四）科学态度与责任
利用物理知识解决实际的生活问题和解释生活现象，培养学生的兴趣。
教学重点与难点：
闭合电路欧姆定律的建立过程是本节的重点，也是本节的难点，通过自制教具巧妙设计实验来突破难点。
教学准备：
多媒体教学设备
自制电路示教板（两块）、干电池、化学电池、小灯泡、电阻箱、数字电压表和电流表、开关导线等
教学过程：
一、回顾旧知与导入新课
【回顾旧知】我们先回顾上一课时的理论推导：
【提出疑问】
1、内电路真的满足部分电路的欧姆定律吗？
2、这样的理论推导是否可靠呢？
【设计思路】
在物理学中，任何理论推导得到的结论均需要通过实验来佐证。
在物理学史上，就有这样一件事例：1956 年，杨振宁、李政道提出弱相互作用的宇称不守恒理论，但当时人们不愿放弃整体微观粒子世界的宇称守恒，这一理论并没有得到认可。1957 年 2 月，吴健雄用 衰变实验（ 衰变为弱相互作用）证实了宇称不守恒理论。从此，“宇称不守恒”才真正被承认为一条具有普遍意义的基础科学原理。同年 12 月，杨、李因此获得诺贝尔物理学奖。
那么今天，我们就遵循物理大师的足迹，通过实验探究闭合电路遵循的规律，解决刚才的两个疑问。
二、新课教学
（一）实验佐证
介绍如图所示的自制实验装置：A、B 为电源的两极，a、b 为非常靠近两极的探针。数字电压表 V2 测量外电路电压，数字电压表 V1 测量内电路电压，数字电流表 A 测量电路电流， 电阻箱可以调整外电路电阻。右图为装置实物图。
实验中，通过改变电阻箱的阻值改变外电路的结构，探究闭合电路遵循的规律；同样也通过改变内电路的电阻（用注射器向电源注入气体改变内阻），探究闭合电路遵循的规律。
探究一：内电路不变，改变外电路，探究闭合电路遵循的规律
【实验过程】调节电阻箱的阻值，记录三只电表的示数，填入实验记录卡。
【师生合作】教师完成实验（调节电阻箱阻值），学生完成实验记录卡
【数据分析与处理】
①U 外+U 内=定值≈E
②U 内/I=r 为定值，U 内—I 图像为过原点的倾斜直线，即内电路遵循部分电路欧姆定律。
【理论推导】
【过渡】
通过实验探究一，我们不仅清楚了内外电压之和等于电动势，还证实了内电路遵循部分电路的欧姆定律，从而得出闭合电路的欧姆定律。当然，我们还可以进一步的用实验进行佐证， 在刚才的探究中是内电路不变改变外电路进行的，那如果外电路不变时，改变内电路是否也遵循这样的规律呢？
探究二：外电路电阻不变，内电路改变时，探究闭合电路遵循的规律
【实验过程】改变电源内阻（向电池内打气，调节液面高度从而改变内阻），记录三只电表的示数，填入实验记录卡。
【师生合作】教师完成实验（调节内电路阻值），学生完成实验记录卡
【数据分析与处理】在误差范围内，E/（R+r）与电流 I 相等。
(
I =
)【结论】外电路电阻不变，内电路改变时，也遵循 E 的规律。
R + r
【实验小结】
(
I =
)1、内电路电阻不变，外电路改变时，遵循 E 的规律，外电路电阻不变，内电路改变时，
R + r
(
I =
)也遵循 E 的规律。R + r
2、内电路真的满足部分电路的欧姆定律；通过实验佐证，之前的理论推导确实没有问题。
（二）闭合电路的欧姆定律
内容：闭合电路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。
(
I =
)公式： E R + r
适用条件：外电路是纯电阻电路。
【过渡】闭合电路欧姆定律很重要，也很实用，能解释生活中的现象。
【生活实境】晚上七八点钟用电高峰期，灯会暗些；而半夜时，同样一盏灯又会亮些，这是什么原因呢？
【 模 拟】
【实验演示】依次闭合开关，模拟用电高峰期，观察灯亮度的变化；依次断开开关，观察同一盏灯的亮度，模拟半夜情况。
【学生活动】学生观察模拟实验现象，分析讨论，得出结论。
【实验佐证】
用数字电流表测出回路中电流，数字电压表测出灯泡两端电压，再次依次闭合开关，学生观察两表示数，是否满足电流表示数增大，电压表示数减小的规律？
【过渡】上述情境的分析，不仅是闭合电路的欧姆定律在实际情境中的应用，同样也反正了外电路电压与外电阻的关系。
（三）路端电压与外电阻的关系
路端电压与外电阻的关系
外电阻增大时，电流减小，路端电压增大；外电阻减小时，电流增大，路端电压减小。
两个特例：
外电路断路时，R→∞，I=0，U 端=E； 外电路短路时，R=0，I=E/r，U 端=0。
四、板书设计
闭合电路的欧姆定律（第二课时）
1、实验佐证：
实验一：内电路不变，改变外电路，探究闭合电路遵循的规律
实验二：外电路电阻不变，内电路改变时，探究闭合电路遵循的规律
2、闭合电路的欧姆定律：
（1）内容：
(
I =
)（2）公式： E （纯电阻电路）
R + r
3、路端电压与外电阻的关系：
外电阻增大时，电流减小，路端电压增大； 外电阻减小时，电流增大，路端电压减小。
五、教学反思
1、本节课整体设计思路是用实验佐证的方式探究闭合电路的欧姆定律，逻辑性比较强，
能够培养学生严谨的科学态度以及证据意识，符合物理学科的核心素养要求。
2、本节课探究实验较多，学生的动手和分析理解能力相对较薄弱，注意实验的设计思想以及具体的操作过程的讲解。
3、最后闭合电路欧姆定律解决实际问题，同样通过理论分析以及实验佐证的方式，让学生再一次感知实验的魅力，以及证据意识的重要性。