《4.4 全電路歐姆定律》教學(xué)設(shè)計　　【教學(xué)內(nèi)容】　　第四單元第4節(jié)。　　【教學(xué)目標】　　知識與技能：了解電源電動勢和內(nèi)電阻的概念；掌握全電路歐姆定律，并能進行電路問題的分析和計算；知道實驗室中常用的測量電源電動勢和內(nèi)阻的方法。　　過程與方法：在介紹全電路的有關(guān)知識后，通過實驗，引出電動勢的概念；通過類比方法，對全電路歐姆定律中的電動勢、內(nèi)電阻、外電阻進行討論，總結(jié)出全電路歐姆定律；通過例題探究，使學(xué)生學(xué)會運用全電路歐姆定律分析與求解電路問題的思路與方法。　　情感態(tài)度價值觀：通過實驗觀察與理論探究，培養(yǎng)學(xué)生尊重事實，尊重客觀規(guī)律的意識和精神，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識。　　【教學(xué)重點】　　全電路歐姆定律。　　【教學(xué)難點】　　電動勢的理解。　　【教具準備】　　電池組、開關(guān)、導(dǎo)線、滑動變阻器、電壓表、電流表等。　　【教學(xué)過程】　　◆創(chuàng)設(shè)情境──引出課題　　1．回顧復(fù)習(xí)初中所學(xué)電路知識　　（1）一個正常工作的電路，由哪幾個部分組成？各部分的作用是什么？　?。?）電路中出現(xiàn)持續(xù)電流的條件是什么？　?。?）一段不包含電源的電路中的電流、電阻及兩端的電壓三者之間有什么關(guān)系？　　2．交流評價──教師講述　　閉合電路中的電流在由電源內(nèi)部及外部元件所組成的閉合路徑中閉合流動，這個電流的大小與哪些因素有關(guān)系呢？又有什么樣的關(guān)系呢？　　這個關(guān)系就是全電路歐姆定律。　　◆合作探究──新課學(xué)習(xí)　　一、電源電動勢　　1．探究閉合電路的組成　?。?）外電路：電源外部的電路，由導(dǎo)線、開關(guān)、用電器等組成。電流由電源正極出發(fā)經(jīng)外電路流至電源負極。　　外電路上所有元件所組成的電路的等效電阻，叫外電阻。　　在電源外部，由正極到負極電路兩端的電壓叫路端電壓（外電壓）。電路正常工作時，用電壓表測閉合電路中電源正負極間的電壓，就是端電壓。　　（2）內(nèi)電路：電源內(nèi)部，由正極到負極間的電路，一般是線圈（發(fā)電機）、導(dǎo)電溶液（化學(xué)電池），電流在電源內(nèi)部流動時，它們對電流也有電阻，叫內(nèi)電阻。　　電源內(nèi)部，正負極間的電壓，叫內(nèi)電壓。　　2．探究端電壓與外電阻的關(guān)系　　（1）按課本地第111頁“實驗與觀察”進行實驗，引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：　　外電阻增大時，端電壓也增大；外電阻減小時，端電壓也減小。　　（2）提出問題：為什么出現(xiàn)這一現(xiàn)象？　　3．探究電源在電路中的作用──電動勢　　（1）探究電流的形成：電源的正極聚集有正電荷，負極聚集有負電荷，在電源的外部及內(nèi)部，都會形成由正極指向負極的電場。在外電路上，這個電場迫使正電荷沿外電路由正極流向負極。正電荷到達負極后，進入電源內(nèi)部，由于內(nèi)部的電場方向是由正極到負極的，它會使進入的正電荷受到由正極指向負極的電場力，阻止正電荷由負極向正極的運動，若正電荷不能到達正極，電路中就不會有持續(xù)的電流。但事實上，電路中的電流是持續(xù)的閉合電流，這就說明，在電源內(nèi)部存在著一種與電場力作用相反的作用，克服了電場力對正電荷運動的阻礙，保證了正電荷在整個閉合電路的流動，形成了持續(xù)的電流。若把閉合電路比喻成由高臺、滑梯、小朋友組成的系統(tǒng)，把正電荷比喻成小皮球，則閉合電路中的電流就像在高抬、滑梯間流動的小皮球，重力就相當(dāng)于電場力，小朋友將地面的小皮球送到高臺上，要克服重力做功，這種作用就相當(dāng)于電源克服電場力將正電荷由負極經(jīng)電源內(nèi)部送到正極。　　電源的這一特性，用電動勢表示。　?。?）電源的電動勢：電動勢是表示電源特性的物理量，常用字母E表示。任何電源都具有電動勢，電動勢的單位與電壓單位相同，是V。不同的電源，電動勢不同，常見干電池的電動勢是1．5V，鉛蓄電池的電動勢是2V。　　電源的電動勢等于電源沒有接入電路是兩極間的電壓。　　（3）電源電動勢的測量：直接用電壓表測量未接入電路的電源正負極間的電壓，測得的電壓值就是電源的電動勢。　　二、全電路歐姆定律　　1．探究閉合電路的外電壓（端電壓）、內(nèi)電壓與電動勢的關(guān)系　?。?）理論探究：電路閉合后，電源在外電路形成外電壓，同時在內(nèi)電路形成內(nèi)電壓?？梢园验]合電路看成是由外電路與內(nèi)電路串聯(lián)構(gòu)成的，電源的電動勢E相當(dāng)于串聯(lián)電路的總電壓，由串聯(lián)電路的電壓關(guān)系可知：。　?。?）實驗探究：科學(xué)家運用電壓表分別測出閉合電路的內(nèi)、外電壓，發(fā)現(xiàn)：。　　2．探究閉合電路中的電流──全電路歐姆定律　　（1）推導(dǎo)全電路歐姆定律　　設(shè)閉合電路中的電流是I，內(nèi)外電路的電阻分別是r、R，對內(nèi)、外電路分別運用歐姆定律有：和，將其代入整理可得：　　　　（2）閉合電路歐姆定律　　公式表示的關(guān)系叫全電路歐姆定律，它反映出閉合電路中的總電流是由電源的電動勢、外電阻、內(nèi)電阻共同決定的。　　3．交流評價：　　公式中共涉及是個物理量，知道其中的三個，就可以求出未知的一個。　　對于一個閉合電路，若運用全電路歐姆定律求出了電路中的總電流，接下來可以根據(jù)部分電路歐姆定律或分壓、分流關(guān)系對各部分電路進行分析求解。　　◆案例研究──鞏固所學(xué)　　例1 課本第113頁“例題1”。　　三、對閉合電路的討論　　1．閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化　　電流流過閉合電路過程中，電流要做功，要消耗電能，這個電能是由電源提供的，電源提供的電能又是哪里來的呢？有能量守恒可知，只能是由其它形式的能轉(zhuǎn)化來的。　　從能量角度講，電路中電源的作用，就是把其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能。比如水力發(fā)電機是把水的機械能轉(zhuǎn)化成了電能，化學(xué)電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了電能，太陽能電池板是把太陽能轉(zhuǎn)化成電能。電源的這種本領(lǐng)的強弱，與電動勢的大小有關(guān)系。　　電流流過內(nèi)外電路，產(chǎn)生焦耳熱，把一部分電能轉(zhuǎn)化成了熱力學(xué)能。通過其它用電器可以把電能轉(zhuǎn)化成其它形式的能，如通過電動機把電能轉(zhuǎn)化成機械能，通過電解裝置把電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。　　電路中的能量轉(zhuǎn)化然遵循能量守恒定律。　　2．閉合電路的兩種故障狀態(tài)　　（1）斷路或開路：就是把外電路斷開，相當(dāng)于外電阻無窮大，此時電路中的電流為零，電源內(nèi)電壓等于零，端電壓等于電動勢。電路不能對外提供電流，用電器不能工作。　?。?）短路：就是電源的正負極被直接用導(dǎo)線連接在一起，此時外電阻等于零，由知，電路中的電流是。由于一般電源的內(nèi)電阻都比較小，所以短路電流很大，這會燒毀電源及用電器。因此在電路中要杜絕短路出現(xiàn)，在連接電路后，閉合開關(guān)前，一定先要檢查連接情況，排除短路隱患。　　◆案例研究──歸納總結(jié)　　1．案例研究　　例2 課本第114頁“例題2”。　　2．測電源電動勢和內(nèi)阻的實驗　　電源的電動勢和內(nèi)阻，是電源的兩個重要特性。本題提供了測量電源的電動勢及內(nèi)阻的方法，不過在實際的操作中，為了減小誤差，通常測量出多組（U、I）值，建立U-I直角坐標系，利用所測得的數(shù)據(jù)做出閉合電路的U-I圖象，圖象與U軸的交點表示電源的電動勢E，斜率的絕對值代表電源的內(nèi)電阻r。　　3．課堂練習(xí)：課本第115頁“復(fù)習(xí)與鞏固”1、2。　　4．引導(dǎo)學(xué)生歸納本節(jié)要點（見板書設(shè)計）　　【作業(yè)布置】　　1．復(fù)習(xí)課文，書面完成課本第115頁“復(fù)習(xí)與鞏固”3、4。　　2．撰寫小論文《閉合電路的端電壓與外電阻的關(guān)系》　　3．預(yù)習(xí)第5節(jié)。　　【板書設(shè)計】  

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4 全電路歐姆定律

版本： 人教版

年級： 通用類

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