【教学建议】闭合电路的欧姆定律.docx

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1、2闭合电路的欧姆定律一、问题引入如图1,先用电压表测出电源两端的电压，请学生猜测：图1如果闭合开关S1，电压表示数是否变化？继续闭合开关S2，电压表示数是否变化？灯泡L亮度是否变化？实验时，用插件电路板把电路竖直立起来，能增强可视性。用数字电压表、电源内阻适 当大一些，可以增强演示效果。初中学习的是理想电源，电源两端电压保持不变。所以对于问题，大部分学生会认为 电压表示数不变。实验结果出乎学生预料，电压表示数明显减小，造成学生的认知冲突，激 发学习兴趣。当闭合开关S2,学生根据初中知识“并联电路不会相互影响”认为电压表示数不变，灯 泡Li亮度不变。实验结果又一次出乎学生预料，电压表示数进一步减

2、小，灯泡Li亮度明显 变暗。这使学生意识到以前学过的知识已经和实验事实相矛盾，对新知识的学习欲望被激发 To在本节末，可重做这个实验，让学生应用学过的闭合电路欧姆定律、路端电压与负载的 关系等知识分析解释观察到的现象。教师还可以通过用自制的水果电池演示电源内阻对电路 的影响等实验，来激发学生兴趣。二、电动势在第八章“机械能守恒定律”的教学中，学生初步建立了 “通过做功研究能量”的思想， 此处再次运用这种功能关系的观点来学习电动势。这样既可以使学生对电源电动势的理解深 刻，同时也会很好地培养学生的能量观念和模型建构等物理核心素养。如果仅从学习知识的 角度看，直接将“电源电动势等于电源没有接入电路

3、时两极间的电压”告诉学生，会节省很 多教学时间，但是学生始终不会对这一概念有较深的理解。建构电源模型首先分析电源的作用：电源之所以能维持外电路中稳定的电流，说明它可以使从外电路 流到负极的正电荷经过电源内部又搬回到电源的正极。然后可以类比水泵的作用，为了维持水的循环流动，水泵克服重力对水做功，把其他形 式的能转化为水的重力势能。接下来引导学生用功和能的观点来分析电源内部。在电源内部的电路里，自由电荷移动 的方向与受到的静电力方向相反，移动电荷的不再是静电力，而是“非静电力:非静电力 做功将电荷“移送”到电势能高的电极，增加电势能（消耗其他形式的能）。所以说，电源是通过非静电力做功，将其他形式的

4、能转化为电能的装置。至于电源内的 非静电力是怎样产生的，不必深入介绍。以上过程其实是基于经验事实建构“电源”理想模 型的抽象概括过程，有利于培养学生的物理（能量）观念和科学思维。电动势定义不同的抽水机工作时.，可以用单位质量的水所增加的重力势能的多少来比较抽水机的抽 水能力的差异。同样道理，可以用把单位电荷量的正电荷从负极搬运到正极，非静电力做功的多少来反 映电源的做功本领。物理学中用电动势来表示电源的这一本领。引导学生根据以上的分析过程给出电动势的定义。学生类比电场强度和电势的定义，用 物理量之比定义出电动势。我们常说要让学生经历科学过程，其形式是多种多样的。学生可以通过讨论或实验提出 问题

5、，认识新的规律；通过阅读来了解前人的工作过程；在教师的引导下，思路一环套一环 地建立新的概念等。这些都是经历科学过程的不同形式。三、闭合电路的欧姆定律教科书的基本思路是从能量的观念（能量守恒定律）分析电路问题：当电路闭合时，非静 电力做功把其他形式的能转化为电能（电势能），同时电流做功，把电能转化为内、外电路产 生的内能。这样安排教学，注重培养学生用能量观念去分析解决问题，促进学生物理核心素 养的形成和发展。建议教师引导学生分析闭合电路中电源和负载（用电器）的能量转化关系，利用能量守恒 定律去建立联系，并利用电动势的定义、电功和焦耳定律进行数学推导，通过演绎推理得出 物理结论。通过从定性和定量

6、两个方面进行科学推理、找出规律、形成结论，训练学生正确 运用科学思维方法，提升思维品质。在理论推导出闭合电路欧姆定律后，建议有条件的学校用可调内阻电池来验证闭合电路 中内电压和外电压之和等于电源电动势，即验证闭合电路欧姆定律。由于数字电压表的内阻 和准确度远高于指针式电压表，所以这个实验用数字电压表得出的实验数据和理论符合得非 常好。理论和实验的完美结合会对学生产生极大的震撼力。从数字电压表读数的正、负，还 可以看出在电源内部，由负极到正极电势升高，升高的数值等于电源电动势E;沿着电流方 向电势降落，不但在外电阻上有电势降落U外，在内电阻上也有电势降落U内，且E=U外+ U内。教学中还要让学生

7、理解闭合电路欧姆定律两个表达式的物理意义是有区别的。/= R+ r 说明闭合电路中电流与哪些因素有关，是部分电路欧姆定律的发展，它只适用于外电路电阻 是纯电阻的情况。而E=U外+U内反映了闭合电路中电势的变化关系，它不但适用于外电路 电阻是纯电阻的情况，对外电路含有电动机的电路同样适用。四、路端电压与负载的关系教科书首先由闭合电路欧姆定律的表达式变形，得出路端电压随电流变化的关系式，解 释了本节“问题”栏目的实验现象。然后思考与讨论两种特殊情况，电源的开路电压和短路 电流。这样,学生对电路从一般规律和特殊情况两个方面去分析研究,在掌握知识的同时也 体会了物理研究方法。五、欧姆表的原理为了不增加学生负担，教科书把这部分内容作为拓展知识。对有余力的学生，通过该内 容的学习，既可以深化对闭合电路欧姆定律的理解，又可以体会物理学中常常用到的“转换 测量”的思想，提高学生灵活应用知识解决实际问题的能力，有助于培养创新思维和实践意 识。这个教学片段先让学生做闭合电路欧姆定律的习题，使学生体会到闭合电路中某一电阻 的变化会引起电流的变化，不同的电阻值和电流表的读数具有一一对应关系，从而实现把电 流表改装成欧姆表。