4.2闭合电路的欧姆定律 教学设计

《闭合电路的欧姆定律》教学设计
教学目标：
了解电源在电路中的作用，理解电动势和内阻的概念，形成物理观念；
观察实验，学习测量闭合电路内、外电压的方法，培养科学探究能力；
会用、、的关系和欧姆定律推导出闭合电路电路的欧姆定律，培养科学思维能力；
能解释和计算有关闭合电路的问题，提高科学思维能力，养成科学态度。
教学重点：
电源电动势的概念；
闭合电路的欧姆定律。
教学难点：
电源电动势的概念
教学方法：
实验探究式学习，设置问题引导，讲授。
课时安排：2课时
情境引入：
图中小灯泡的规格都相同，两个电路中的电池也相同。多个并联的小灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡暗。
如何解释这一现象呢？
1、由导线、电源和用电器连成的电路叫作
闭合电路；
用电器和导线组成外电路，外电路上的电阻
称为外电阻；
3、电源内部是内电路，内电路上的电阻称为内电阻；
新课教学：
电动势：
【观察与思考】如图所示，以铜片和锌片为极板，分别用果汁、牛奶和食用油等作为电解液制成原电池，用电压表测量各原电池两极板间的电压（两极板间距相同），并将测量数据填入表中。
比较分析实验收集的数据，可以得出什么结论？
概念：物理学中用电动势来描述电源的特性，电源的电动势在数值上等于不接用电器是电源正负两极间的电压。
情境：正电荷在外电路运动。
【思考问题】（1）在导线中，电场方向是怎样的？
正电荷在导线中如何运动的？
电源外部电场力对正电荷做正功还是负功？
电源外部的能量是如何转化的？
情境：正电荷在电源内部运动。
【思考问题】（1）在电源内部，电场方向是怎样的？
正电荷在电源内部如何移动？
在电源内部，电场力对正电荷做正功还是负功？
为什么正电荷能从负极移动到正极？电源内部的能量如何转化？
【讨论与交流】（1）如果是果汁电池，两极间的电压是1.04V，那么移动1C的正电荷，非静电力做功多少？将会有多少其他形式的能量转化为电能？
（2）如果是牛奶电池，两极间的电压是0.67V，那么移动1C的正电荷，非静电力做功多少？将会有多少其他形式的能量转化为电能？
定义：搬运单位正电荷的非静电力做的功。
定义式：
单位：伏特
电源电动势的大小只取决于电源本身的性质。
电源内阻：用表示
【思考问题】（1）这三组数据反映了原电池的什么特性？
为什么果汁电池两极间的电压比牛奶电池两极间的电压大？
为什么食用油电池两极间的电压为0？
【讨论与交流】（1）如图所示，用果汁电池接上一小灯泡时，灯泡不亮，而用牛奶电池接同一小灯泡时，灯泡却亮了。果汁电池的电动势较大，但能使灯泡发光的却是牛奶电池，这是为什么？
如图所示，测得果汁电池的电动势约为0.96V，加入稀硫酸后再测得其电动势约为0.98V，接入小灯泡，发现小灯泡发光了，为什么加了稀硫酸的果汁电池能使小灯泡发光呢？
研究闭合电路的欧姆定律
【观察与思考】用如图所示电路完成实验，将电压表V1和电压表V2的示数记录在表格中。
比较分析收集的数据，可以得出什么结论？
结论：电源的电动势等于和之和，即，或
闭合电路的欧姆定律：闭合电路中的电流与电源的电动势成正比，与内、外电路的电阻之和成反比。
表达式：
三、路端电压与负载的关系
【观察与思考】如图所示的电路是研究路端电压和负载关系的实验原理图，图中各灯泡的额定电压与额定功率都是相同的。观察当接入电路的灯泡逐渐增多时，灯泡的亮度如何变化，解释观察到的现象。
【思考问题】（1）接入电路中的灯泡增多时，电路的总电阻怎样变化？
（2）电路的内电压和外电压分别如何变化？
【讨论与交流】（1）在路端电压与电流的关系图像中，如何确定电源电动势和电源的内阻？
（2）无内阻（即）的电源被称为理想电源。理想电源的路端电压与电源电动势的关系如何？
例题：人造地球卫星大多用太阳能电池供电。太阳能电池是由许多片太阳能电池板组成的。现把太阳能电池置于如图所示的电路中，当断开开关时，电压表的示数 mV。已知电阻的阻值为20 Ω，当闭合开关时，电压表的示数 mV，求该太阳能电池的电阻。
课堂小结：
理解电源电动势的概念，并解释实际问题；
会用闭合电路欧姆定律知识，分析电路各部分之间电学量的相互关系。
布置作业：
第一课时：课后练习第1题
第二课时：课后练习第2题