備課人
學(xué)科
物理
課題
閉合電路歐姆定律（第二課時(shí)）
教學(xué)內(nèi)容分析
本節(jié)是本章以至于穩(wěn)恒電路部分的核心章節(jié)，涉及到對閉合電路，特別是電源內(nèi)部電路的規(guī)律分析。
在上一課時(shí)推得了閉合電路歐姆定律后，本節(jié)將應(yīng)用這一定律分析解決一些常見的問題。這一過程既是在幫助學(xué)生加深對閉合電路歐姆定律的理解，也在對一些常見的現(xiàn)象做出解釋，為學(xué)生解決更為綜合的問題做鋪墊。
學(xué)情分析
在學(xué)習(xí)了閉合電路歐姆定律后，學(xué)生在以往處理電學(xué)問題的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析路端電壓與外電路電阻的關(guān)系，分析電源的輸出功率與外電路電阻的關(guān)系，分析動(dòng)態(tài)電路。這些內(nèi)容都要求學(xué)生對分析解決電學(xué)問題有一定的基礎(chǔ)，對閉合電路歐姆定律有準(zhǔn)確的理解，對公式推導(dǎo)、圖像含義等有較為熟練的掌握。
教學(xué)目標(biāo)
1、理解閉合電路的歐姆定律，通過探究電源兩端電壓與電流的關(guān)系，體會(huì)圖像法在研究物理問題中的作用。
2、能根據(jù)閉合電路歐姆定律解釋路端電壓與負(fù)載的關(guān)系。
3、知道歐姆表測量電阻的原理。
4、了解電源短路可能會(huì)帶來的危害，加強(qiáng)安全用電意識。
教學(xué)
重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)：
1、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系。
2、電源的輸出功率與負(fù)載的關(guān)系。
教學(xué)難點(diǎn)：
電路的動(dòng)態(tài)分析。
教學(xué)過程
教學(xué)環(huán)節(jié)
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
新課導(dǎo)入
【提問】上一節(jié)學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容是什么？
復(fù)習(xí)并回答：
電動(dòng)勢：
E=W非靜電力q
閉合電路歐姆定律：I=ER+r
E=IR+Ir
銜接上一課時(shí)的內(nèi)容，為本課時(shí)的學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)。
環(huán)節(jié)一
路端電壓與負(fù)載的關(guān)系
【提問】IR和Ir各自表示什么？
【講述】外電路中的用電器叫負(fù)載，外電路的電勢降落叫路端電壓。
【提問】為什么多個(gè)并聯(lián)的小燈泡的亮度明顯比單獨(dú)一個(gè)小燈泡暗？
【提問】并聯(lián)多個(gè)燈泡，外電路電阻會(huì)怎樣？
【提問】電路中電源電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r是一定的，所以路端電壓會(huì)怎樣變化？
這就解釋了上一課時(shí)開始時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
【播放視頻】研究路端電壓與負(fù)載的關(guān)系。
【提問】路端電壓與負(fù)載（外電路電阻）的關(guān)系是怎樣的？
【提問】斷路時(shí)的路端電壓與負(fù)載（外電路電阻）的關(guān)系是怎樣的？
→在電源末接入電路的情況下，用電壓表直接測量電池兩極所得到的數(shù)值，近似等于電源電動(dòng)勢的大小。
【提問】短路時(shí)的路端電壓與負(fù)載（外電路電阻）的關(guān)系是怎樣的？
→一般不允許外電路短路。
【提問】路端電壓U隨電流I變化的圖像是怎樣的？
【提問】這個(gè)圖像的物理意義是什么？
【提問】縱軸截距的含義是什么？
【提問】橫軸截距的含義是什么？
【提問】斜率的含義是什么？
【提問】在如圖所示的U-I圖像中，
①a、b各自表示誰的U-I圖像？
②a、b的斜率各自什么？
③a與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)表示什么？
④a、b的交點(diǎn)坐標(biāo)表示什么？
⑤交點(diǎn)和原點(diǎn)之間的矩形UMOI的面積表示什么？
【提問】在如圖所示的I-R圖像中，電源的輸出電流與外電路電阻關(guān)系？
【提問】在如圖所示的U-R圖像中，電源的輸出電流與外電路電阻關(guān)系？
復(fù)習(xí)并回答：
U外=IR是外電路上總的電勢降落；
U內(nèi)=Ir是內(nèi)電路上總的電勢降落。
思考并回答：
由E=U外+U內(nèi)可知，U=E?Ir。
思考。
思考并回答：
“越并越小”。
思考并回答：
由I=ER+r可知，干路電流會(huì)變大。
再根據(jù)U=E?Ir可知，路端電壓減少，所以變暗。
觀看視頻，思考路端電壓與負(fù)載的關(guān)系。
推導(dǎo)并回答：
U路=IR外=ER外+r?R外=E1+rR外
推導(dǎo)并回答：
斷路時(shí)，R→∞，I＝0，U路＝E
推導(dǎo)并回答：
短路時(shí)，R＝0，I＝E/r，U路＝0
思考并回答：
函數(shù)表達(dá)式：
U=E?Ir
思考并回答：
在縱軸上的截距表示電源的電動(dòng)勢E。
在橫軸上的截距表示電源的短路電流I短=Er。
圖像斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，圖線傾斜得越厲害。
思考并回答：
①a為電源的U-I圖像，b為外電阻的U-I圖像。
②a的斜率的絕對值表示內(nèi)阻大?。籦的斜率表示外電阻的大小。
③a與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)表示電源的電動(dòng)勢。
④兩者的交點(diǎn)坐標(biāo)表示該電阻接入電路時(shí)電路的總電流和路端電壓。
⑤交點(diǎn)和原點(diǎn)之間的矩形UMOI的面積表示電源的輸出功率。
思考并回答：
I=ER+r
思考并回答：
U=RER+r
通過以往電學(xué)的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以回答出這兩個(gè)乘積代表的含義，為后續(xù)的推導(dǎo)做準(zhǔn)備。
明確概念，及物理量之間的關(guān)系。
照應(yīng)第一課時(shí)的引入實(shí)驗(yàn)，利用閉合電路歐姆定律進(jìn)行解釋。
引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理論推導(dǎo)，得到路端電壓與外電路電阻的關(guān)系。
在上述推導(dǎo)的基礎(chǔ)上，代入斷路和短路時(shí)外電路電阻的條件，分析這這兩種特殊情況下路端電壓的特點(diǎn)。
利用推得的解析式繪制圖像，并分析圖像中截距、斜率的含義，為后續(xù)測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)做鋪墊。
對比電源和電阻的U-I圖像，分析兩種圖像的形狀、斜率、截距、交點(diǎn)、面積的含義。
在分析了U-I圖的基礎(chǔ)上，再分析I-R圖和U-R圖兩種圖像鍛煉學(xué)生的識圖、析圖的能力。
環(huán)節(jié)二
閉合電路的
功率和效率
【提問】如圖所示，電源提供的功率、電源的輸出功率、電源內(nèi)阻上的熱功率、供電效率各是多少？
【提問】對純電阻電路，電源的效率是怎樣的？
【提問】由此可以得出什么結(jié)論？
【提問】電源的輸出功率有哪些計(jì)算方法？
【提問】隨著R外的改變，P出也在發(fā)生變化。P出的最大值，即電源的最大輸出功率是多少？
→圖像為：
當(dāng)R＝r時(shí)，電源輸出功率最大，但效率只有百分之五十。
思考并回答：
電源提供的功率：
P總=EI
電源的輸出功率：
P出=U外I
電源內(nèi)阻上的熱功率：
P內(nèi)=U內(nèi)I=I2r
供電效率：
η=P出P總×100%=U外E
思考并回答：
η=I2RI2(R+r)×100%=RR+r×100%=11+rR×100%
R增大時(shí)電源效率提高。
思考并回答：
P出=P?P內(nèi)=EI?I2r=U外I=I2R外
推導(dǎo)并回答：
P出=I2R=(ER+r)2R=RE2R2+r2?2Rr+4Rr=RE2(R?r)2+4Rr≤E2(R?r)2R+4r
當(dāng)R＝r時(shí)，Pm=E24r
從分析總功率、輸出功率到推導(dǎo)電源的供電效率，逐步從能量角度分析電源的相關(guān)參數(shù)。
對電源的效率做進(jìn)一步推導(dǎo)，分析其與外電路電阻之間的關(guān)系。
總結(jié)電源輸出功率的計(jì)算式，使學(xué)生在面臨不同情境的問題時(shí)能靈活使用不同的計(jì)算式計(jì)算電源的輸出功率。
對電源的輸出功率做進(jìn)一步的推導(dǎo)和分析，并繪制P-R圖，分析得到電源輸出功率的最大值出現(xiàn)的條件及大小。
環(huán)節(jié)三
閉合電路的
動(dòng)態(tài)分析
【講述】動(dòng)態(tài)電路的特點(diǎn)：斷開或閉合開關(guān)、滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)、電阻增大或減小，導(dǎo)致電路電壓、電流、功率等的變化。
【講述】動(dòng)態(tài)電路分析的兩種常用方法：
1、程序法：
2、極限法：即因滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)引起的電路變化問題，可將滑動(dòng)變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端去討論。
【講述】常用結(jié)論：“串反并同”
“串反”是指某一電阻增大時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減??；某一電阻減小時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大；
“并同”是指某一電阻增大時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大；某一電阻減小時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小。
【提問】在閉合電路總，如果某一個(gè)電阻增大或減小，則電路的總電阻會(huì)怎樣變化？該電阻兩端的電壓會(huì)怎樣變化？
【提問】在分析電路時(shí)，理想電壓表、理想電流表可以看做什么？
【隨堂練習(xí)】
思考電路變化對電壓、電流、電功率的影響。
理解用程序法、極限法分析動(dòng)態(tài)電路的過程。
理解用“串反并同”的思路分析動(dòng)態(tài)電路的過程。
思考并回答：
在閉合電路中，任何一個(gè)電阻的增大(或減小)，都將引起電路總電阻的增大(或減小)，該電阻兩端的電壓一定會(huì)增大(或減小)。
思考并回答：
理想電壓表可認(rèn)為是斷路，理想電流表可認(rèn)為是短路。
練習(xí)鞏固本節(jié)知識點(diǎn)。
介紹導(dǎo)致電路出現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化的原因。
介紹分析動(dòng)態(tài)電路最正規(guī)的常用方法，引導(dǎo)學(xué)生形成從局部到整體，再從整體回到局部的分析思路。
介紹分析動(dòng)態(tài)電路時(shí)的簡便方法，但也要提醒學(xué)生注意這一結(jié)論的適用條件。
對電路中一個(gè)元件的電阻值發(fā)生變化對總電阻及該電阻的分壓的影響進(jìn)行分析，提高學(xué)生分析這一類題目的熟練程度。
對理想電表的分析方法加以明確。
課堂總結(jié)
一、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系：U路=IR外=ER外+r?R外=E1+rR外
二、閉合電路的功率和效率：P總=EI，P出=U外I，P內(nèi)=U內(nèi)I=I2r，η=P出P總×100%=U外E
當(dāng)R＝r時(shí)，Pm=E24r
三、電路的動(dòng)態(tài)分析：
1、程序法
2、極限法
3、串反并同
板書設(shè)計(jì)
§12.2閉合電路歐姆定律（第二課時(shí)）
1、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系：
①路端電壓：U外=IR
內(nèi)電壓：U內(nèi)=Ir
②U路=IR外=ER外+r?R外=E1+rR外
③斷路時(shí)，R→∞，I＝0，U路＝E
④短路時(shí)，R＝0，I＝E/r，U路＝0
⑤電源的U-I圖：
縱軸截距：電動(dòng)勢E
橫軸截距：短路電流I短=Er
斜率：電源內(nèi)阻r
2、閉合電路的功率和效率：
①電源的總功率：P總=EI
②電源的輸出功率：P出=U外I=P?P內(nèi)=EI?I2r=I2R外
③電源內(nèi)阻上的熱功率：P內(nèi)=U內(nèi)I=I2r
④供電效率：η=P出P總×100%=U外E
純電阻電路：η=RR+r×100%=11+rR×100%
⑤輸出功率的最大值：當(dāng)R＝r時(shí)，Pm=E24r
3、閉合電路的動(dòng)態(tài)分析：
①程序法：局部→整體→局部
②極限法
③串反并同
作業(yè)設(shè)計(jì)
1、梳理本節(jié)知識點(diǎn)。
2、教材P88“練習(xí)與應(yīng)用”第5-7題。
教學(xué)反思與評價(jià)

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