【公开课】闭合电路的欧姆定律+教学设计高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.Docx

12.2闭合电路的欧姆定律(教案）高中物理人教版（2019）必修第一册【教材分析】人教版新编教材12.2节闭合电路的欧姆定律是电学知识的最核心内容之一，包含了许多科学思想方法，是学生学习科学思想方法，提升探究素养的好素材。学生已经基本了解了电源在电路中所起的作用，知道电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的特点。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。因此本节内容的教学是本章的一个重点内容，教学效果的好坏直接影响学生对于整个电学内容的理解和掌握。【学情分析】学生在初中已经学过电磁感应现象，知道产生感应电流的条件是闭合电路的一部分切割磁感线；知道电流的磁效应（奥斯特实验）；了解条形磁铁、马蹄形磁铁、通电直导线、通电螺线管等都能产生磁场；知道改变磁通量的方法（文科要求掌握改变B和改变S两种方法），包括改变通电螺线管的磁场的方法，会连接简单电路。在实验操作方面，为了提高课堂效率，教师提前把表格设计好，并在导学单上给与适当提示。【教学目标】1. 通过演示实验验证闭合电路的欧姆定律，使学生对电动势等于内外电路电势降落之和有感性的认识。2. 通过探究电源两端电压与电流的关系，体会图像法在研究物理问题中的作用。3. 能运用闭合电路的欧姆定律解释路端电压与负载的关系。了解电源短路可能带来的危害，加强安全用电意识。4.知道欧姆表测量电阻的原理。【教学重难点】教学重点：1. 路端电压与负载的关系及U-I图像的物理意义。2. 在各种实际情景中熟练运用闭合电路的欧姆定律解决问题。教学难点：1. 验证闭合电路的欧姆定律的实验设计。2. 欧姆表测量电阻的原理。【新课导入】1.教师：（演示实验）为什么多接几个小灯泡之后，会比之前要暗？2.介绍闭合电路的组成和内电压、外电压的含义。由导线、电源、用电器连成的电路叫做闭合电路。用电器和导线组成外电路，电源内部是内电路。2.提出问题：E、U、U、R、r和I这些物理量之间的内在联系是怎样的？【新课讲解】（一）闭合电路欧姆定律及其能量分析闭合电路欧姆定律及其能量分析1.部分电路欧姆定律导体中的电流 I 跟导体两端的电压 U 成正比，跟导体的电阻 R 成反比。2.闭合电路中的电势变化情况（1）在外电路中，正电荷在静电力的作用下从电势高的位置向电势低的位置移动，在外电路中，沿电流方向电势降低。（2）在内电路中，电源内部也存在电阻，内电路中的电阻叫内电阻，简称内阻。 电源与内阻如图将电源看作一个没有电阻的理想电源与电阻的串联，则内阻沿电流方向电势降低。思考与讨论：对于闭合电路来说，内、外电路都会出现电势降低，电势能减少。那么，电流 I 跟电源的电动势 E 及内阻 r、外电路的电阻 R 之间会有怎样的关系呢？电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，所以可以用电流做功的多少来研究电流 I 跟电源的电动势 E 及内阻 r、外电路的电阻 R 之间的关系。设电源电动势为E，内阻为r，外电路的用电器都是纯电阻为R，闭合电路的电流为I。（1）电流流经电源时，在时间t内非静电力做多少功？非静电力做功将其他形式的能转化为电能，转化的数值与非静电力做的功 W 相等。时间 t 内电源输出的电能为：WEq EIt（2）在时间t内外电路中有多少电能转化为内能？在时间 t内，外电路转化的内能为：Q外 I2Rt（3）当电流通过内电路时，也有一部分电能转化为内能，是多少？在时间 t 内，内电路转化的内能为：Q内 I2rt根据能量守恒定律，非静电力做的功应该等于内、外电路中电能转化为其他形式能的总和，即：WQ外 Q内将 W、Q 外 和 Q 内 的表达式代入上述关系式有:EIt I2Rt I2rtE IR Ir3.闭合电路欧姆定律（1）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。这个结论叫作闭合电路的欧姆定律。（2）闭合电路的欧姆定律也可以写为：E U 外 U 内 即：电源的电动势等于内、外电路电势降落之和。U 外 表示 IR，它是外电路总的电势降落；用U 内 表示 Ir，它是内电路的电势降落。二、路端电压与负载的关系路端电压与负载的关系1.公式：对纯电阻外电路U外IREIr2.在纯电阻电路中，路端电压与外电阻R之间的关系：当外电阻R增大时，电流I减小(E和r为定值)，内电压Ir减小，路端电压U外增大；当外电路断路，I0，此时U外E。当外电阻R减小时，电流I增大，内电压Ir增大，路端电压U外减小；当外电路短路时，R0，U外0。3. 两类UI图线的比较电源（P62 思考与讨论）电阻图形物理意义电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻中的电流随电阻两端电压的变化关系截距与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示电源短路电流过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零斜率(绝对值)电源电阻r电阻大小坐标U、I的比值表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小坐标U、I的乘积表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率1.两图像交点的意义；2.注意两坐标轴的坐标原点是否都是从零开始，若纵坐标上的取值不从零开始，则横轴的截距不表示短路电流。【板书】一、认识闭合电路由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路；用电器和导线组成的电路是外电路；电源内部是内电路。二、电动势在物理学中，我们用非静电力所做的功与所移动的电荷量之比来表示电源的这种特性，叫作电动势。三、闭合电路欧姆定律及其能量分析1.在外电路中，沿电流方向电势降低；内阻沿电流方向电势降低。3.闭合电路欧姆定律或E U外 U内四、路端电压与负载的关系1.外电阻 R 减小时，电流增大，路端电压减小；外电阻 R增大时，电流减小，路端电压增大2.断路和电源短路（1）当外电路断开时，路端电压等于电源的电动势。（2）当电源两端短路时， 【课后反思】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。