2019-2020年高中物理 閉合電路歐姆定律1教案 人教版二冊.doc

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2019-2020年高中物理 閉合電路歐姆定律1教案 人教版二冊 一、教學目標 1． 知道電動勢是表征電源特性的物理量，它在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓；從能量轉(zhuǎn)化的角度理解電動勢的物理意義。 2．明確在閉合回路中電動勢等于電路上內(nèi)、外電壓之和。 3．熟練掌握閉合電路歐姆定律的兩種表達式和及其適用條件。 二、教學重點、難點分析: 1．重點：閉合電路歐姆定律的內(nèi)容； 2．難點：應用閉合電路歐姆定律進行簡單電路的分析計算。 三、教學方法：實驗演示，啟發(fā)式教學 四、教 具：不同型號的干電池若干、小燈泡（3.8V）、電容器一個、紐扣電池若干、手搖發(fā)電機一臺、可調(diào)高內(nèi)阻蓄電池一個、電路示教板一塊、示教電壓表（0～2.5V）兩臺、10Ω定值電阻一個、滑線變阻器（0～50Ω）一只、開關(guān)、導線若干。 五、教學過程： （一）新課引入 教師：同學們都知道，電荷的定向移動形成電流。那么，導體中形成電流的條件是什么呢？（學生答：導體兩端有電勢差。） 演示：將小燈泡接在充電后的電容器兩端，會看到什么現(xiàn)象？（小燈泡閃亮一下就熄滅。）為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？ 分析：當電容器充完電后，其上下兩極板分別帶上正負電荷，如圖1所示，兩板間形成電勢差。當用導線把小燈泡和電容器兩極板連通后，電子就在電場力作用下沿導線定向移動形成電流，但這是一瞬間的電流。因為兩極板上正負電荷逐漸中和而減少，兩極板間電勢差也逐漸減小為零，所以電流減小為零，因此要得到持續(xù)的電流，就必須有持續(xù)的電勢差。 教師：能夠產(chǎn)生持續(xù)電勢差的裝置就是電源。那么，如何描述電源的特性？電源接入電路，組成閉合電路，閉合電路中的電流有什么規(guī)律呢？這節(jié)課我們就來學習閉合電路歐姆定律。 （二）進行新課 【板書】第六節(jié) 閉合電路歐姆定律 【板書】一、電動勢 【板書】1．電源： 電源是一種能夠不斷地把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。它并不創(chuàng)造能量，也不創(chuàng)造電荷。例如：干電池是把化學能轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電機是把機械能、核能等轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 教師：電源能夠不斷地把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，并且能夠提供恒定的電壓，那么不同的電源，兩極間的電壓相同嗎？展示各種干電池（1號、2號、5號、7號），請幾個同學觀察電池上面寫的規(guī)格，發(fā)現(xiàn)盡管電池的型號不同，但是都標有“1.5V”字樣。我們把示教電壓表直接接在干電池的兩端進行測量，結(jié)果大約都是1.5V。講臺上還擺放有手搖發(fā)電機、蓄電池、紐扣電池，它們兩端的電壓是否也是1.5V呢？（學生回答：不是）那么如何知道它們兩端的電壓呢？（學生：用電壓表直接測量） 結(jié)論：電源兩極間的電壓完全由電源本身的性質(zhì)（如材料、工作方式等）決定，同種電池用電壓表測量其兩極間的電壓是相同的，不同種類的電池用電壓表測量其兩極間的電壓是不同的。為了表示電源本身的這種特性，物理學中引入了電動勢的概念。 【板書】2．電動勢 教師：從上面的演示和分析可知，電源的電動勢在數(shù)值上等于電源未接入電路時兩極間的電壓。 【板書】（1）電源的電動勢在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓。 電動勢用符號E表示，單位跟電壓的單位相同，也是伏特（V）。但是電動勢和電壓的物理意義是不同的。電動勢反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領，描述電源的特性；電壓反映電場具有能的性質(zhì)，描述電場的特性?？梢?，電動勢和電壓描述的對象是不同的。 【板書】（2）電動勢反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領。 教師：干電池有大小不同的型號，只要是同種材料制成的，它們的電動勢都是相同的，但大型號的干電池容量大，使用時間長。例如常用的1號、5號電池，其電動勢都是1.5V，只是1號電池的容量比5號電池的容量大。蓄電池的電動勢是2.0V，說明蓄電池把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領比干電池大。 【板書】二、閉合電路歐姆定律 【板書】1．閉合電路的組成 閉合電路由兩部分組成，一部分是電源外部的電路，叫做外電路，包括用電器和導線等。另一部分是電源內(nèi)部的電路，叫內(nèi)電路，如發(fā)電機的線圈、電池的溶液等。外電路的電阻通常叫做外電阻。內(nèi)電路也有電阻，通常叫做電源的內(nèi)電阻，簡稱內(nèi)阻。 【板書】2．電動勢和內(nèi)、外電壓之間的關(guān)系 教師：各種型號的干電池的電動勢都是1.5V。那么把一節(jié)1號電池接入電路中，它兩極間的電壓是否還是1.5V呢？用示教板演示，電路如圖2所示，結(jié)論：開關(guān)閉合前，電壓表示數(shù)是1.5V，開關(guān)閉合后，電壓表示數(shù)變?yōu)?.4V。實驗表明，電路中有了電流后，電源兩極間的電壓減小了。 教師：上面的實驗中，開關(guān)閉合后，電源兩極間的電壓降為1.4V，那么減少的電壓哪去了呢？用投影儀展示實驗電路，如圖3所示。接在電源外電路兩端的電壓表測得的電壓叫外電壓。在電源內(nèi)部電極附近的探針A、B上連接的電壓表測得的電壓叫內(nèi)電壓。我們現(xiàn)在就通過實驗來研究閉合電路中電動勢和內(nèi)、外電壓之間的關(guān)系。 教師：向?qū)W生介紹實驗裝置及電路連接方法，重點說明內(nèi)電壓的測量。實驗中接通S1、S2，移動滑動變阻器的滑動頭使其阻值減小，由兩個電壓表讀出若干組內(nèi)、外電壓U′和U的值。再斷開S1，由電壓表測出電動勢E。分析實驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律呢？ 學生：在誤差許可的范圍內(nèi)，內(nèi)、外電壓之和等于電源電動勢。 【板書】在閉合電路中，電源的電動勢等于內(nèi)、外電壓之和，即E=U′＋U 教師：我們把公式 E=U′＋U兩邊同乘以電量q，得到qE=qU′＋qU，這個式子的物理含義是什么呢？在第一章我們學習過一個公式W=qU，用來計算電場力對電荷做的功。所以qU′＋qU等于電量q通過外電路和內(nèi)電路時消耗的總電能。由能量守恒定律可知，qE就應該是電源提供的總電能。當q=1C時電源提供的總電能就是EJ，數(shù)值上等于電動勢。電源提供給電路的總電能是其他非靜電力做功轉(zhuǎn)化而來的，所以，電動勢的大小也可以反映出電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領。例如干電池的電動勢是1.5V，它的物理含義是什么呢？（1）表示非靜電力把1C正電荷從電源負極搬到正極所做的功是1.5J；（2）表示電場力搬運1C正電荷沿閉合回路走一周所做的功是1.5J。 【板書】3、閉合電路歐姆定律 問題設計：如圖4所示電路中電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，外電阻為R，試求電路中的電流I 圖4 引導學生推導： ∵E=U+U′ 而U=IR　 U′=Ir ∴ E=IR+Ir 或者寫成： 其中，R+r表示整個電路總電阻，R為外電路總電阻，r為內(nèi)阻，I為閉合電路總電流。 上式表明：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟整個電路的電阻成反比，這就是閉合電路歐姆定律。 說明：閉合電路歐姆定律的適用條件：純電阻電路。 【板書】（1）內(nèi)容：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟整個電路的電阻成反比 （2）公式： 或者 （3）適用條件：純電阻電路 （三）例題精講 【例題1】見教材161頁（投影） 【例題2】見教材161頁（投影） 圖5 在如圖5所示的電路中，R1=14.0Ω，R2=9.0Ω，當開關(guān)S扳到位置1時，電流表的示數(shù)為I1=0.20A；當開關(guān)S板到位置2時，電流表的示數(shù)為I2=0.30A，求電源的電動勢和內(nèi)電阻。 （E＝3.0V，r＝1.0Ω） 目的：（1）熟悉閉合電路歐姆定律； （2）介紹一種測電動勢和內(nèi)阻的方法 （四）總結(jié)、拓展 1．電動勢是描述電源將其它形式能轉(zhuǎn)化為電能本領的物理量，數(shù)值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓，數(shù)值上還等于閉合電路內(nèi)、外電壓之和。 2．閉合電路歐姆定律的兩種表達式 和 注意適用條件：純電阻電路 （五）布置作業(yè)： 1．學習本節(jié)課文。 2．把162頁練習四第（1）、（2）題做在作業(yè)本上。