物理学与信息技术学院 41606010 孔维福
一、教学目标
1.物理观念:能量观念:电子通过电源内阻和外阻消耗的能量等于电源消耗的能量。
2.科学思维:科学推理:从能量守恒推理闭合电路欧姆低功率及电动势等于电源外电压与内电压之和。
3.科学探究:通过模拟实验与演示实验的对比探究电源内阻的存在。。
4.科学态度与责任:科学态度:从欧姆定律及电路图分析路端电压与电流的关系,路端电压与外阻的关系。
二、教学内容
1.闭合电路欧姆定律的探究过程。
2.让同学体会到电源内阻的存在;用能量守恒的观点推导出闭合电路的欧姆定律
三、学情分析
1.能力层面:学生通过之前的学习已经具备对知识的归纳能力,并且具有强烈的好奇心和求知欲,能够独立解决一些物理问题。
2.知识层面:学生已经学习了电路的部分知识,对电动势、部分电路欧姆定律和焦耳定律等知识有了基本的了解,知道电源有内阻,这为本节课的学习奠定了基础,有利于本节课的学习。
3.思维层面:对闭合电路的认识不足,存在两个错误前概念:①电源两端电压一定为电源电动势;②将一个灯泡连接在干电池上,在灯泡两端电压不超过其额定电压的情况下,电池的节数越多,灯泡越亮。
四、教学方法
讲授法、讨论法、直观演示法
五、教学过程
教学过程 |
教学环节与教学内容 |
教师活动 |
学生活动 |
设计意图 |
一、情景激疑,导入新课 (5分钟) 师生共同实验,导入新课 |
【演示实验】 如图所示,将一个额定电压为3V的小灯泡先后接在3V和6V的电源两端,观察小灯泡发光情况。 【引导思考】 第二次,小灯泡没有被烧坏,反而发光变暗了,为什么? |
【观察思考】 为什么小灯泡没有被烧坏,反而发光变暗? 【思考】 |
通过两次实验现象的比较,引起学生的认知冲突,激发好奇心,培养学生的学习兴趣 |
二、分析电路,构建新知 (10分钟) (一) 分析闭合电路的组成 (二)引出电源内阻 |
【分析电路】 1、PPT展示闭合回路,教师引导闭合回路由内电路和外电路构成,电源以外为外电路,电源部分为内电路。带领同学回顾电源的作用及电源电动势的物理意义。 |
【认识并思考】 1.认识闭合回路的构成,有电源、用电器开关。思考内电路的构造。 2.回顾电源的作用及电源电动势的物理意义 |
知道闭合回路的组成部分,回顾电源电动势为后面的学习奠定基础。 |
【模拟实验】 1.用NB物理实验软件模拟“演示实验”,探究电源的内部构造。用学生电源接6V电压在小灯泡两端,小灯泡烧毁。然后串联一个电阻,小灯泡发光不烧毁。让同学们大胆猜测演示实验中小灯泡没有烧毁的原因? 2.电源内部存在电阻,我们把电源内部的电阻叫做内阻(r),外电路上总的负载我们叫做外阻(R)。内电阻上电势的降落叫做内电压 ,外电路中电视的降落叫路端电压,又叫做外电压 |
【观察并思考】 1.和老师一起完成模拟实验,思考演示实验中小灯泡没有被烧毁的原因。联想到演示实验中小灯泡没有被烧毁可能也是电阻分压的原因。 2.认识到电源内部存在内阻,也具有分压作用。知道内外电路中电势的降落,初步了解到内电压和路端电压,内电压不是电源电动势。 |
通过软件模拟演示实验和类比实验让同学们自然联想到演示实验内部有电阻。培养学生的横向思维,知识迁移能力,同时增加同学们的学习成就感,激发同学们的学习热情。 |
三、分析电路,提出问题 (15分钟) (一) 主观分析电路的内 (二)内 外电压与电动势有什么关系? (二)闭合电路中能量转换是怎样的? 从能量的角度推导闭合电路欧姆定律。 |
【分析电路】 闭合回路中沿着电流的方向电势降落,那么路端电压和内电压与电动势有什么关系呢? 电源是一个搬运电荷的装置,电源内部非静电力做功,使正电荷从电源负极移送到电源正极,这个过程中正电荷从低电势向高电势移动,整个闭合回路电势的变化如左图所示。 |
【思考】 学生理解闭合回路中电势的变化,并思考的关系。 【回答】 观看动画演示,得出结论: |
形象的动画展示闭合电路中电势的变化,很好的让同学们主观认识到电动势与内外电压的关系。 |
【分析电路】 1.闭合回路中能量的转换是怎样的呢? 闭合回路中有电流通过时电能转化为内阻和负载上焦耳热,而在电源内部非静电力做功。根据能量守恒我们得到: 据此同学们推导一下 之间的关系。 得出闭合电路的欧姆定律: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。 2. 、 从上面的推导也可以得出: 电动势等于内外电路电势降落之和。 |
【回答】 电流通过电阻会产生焦耳热 。 【学生推导】 |
同学们自行推导有助于提高计算总结能力,也符合新课标要求下以学生为主的教学要求。 推导结论与主观分析结论一致,更加证实了结论的准确性 |
四、路端电压与负载、电流的关系 (12分钟)
(一)路端电压随负载怎样变化呢? (二)两个特例: 1.外电路断路 2.外电路短路 (三)路端电压与电流的变化关系是怎样的? |
【分析电路】 如图电路中电压表测路端电压,当负载增大是根据闭合电路欧姆定律,支路中电流减小,那么根据 得出 负载增大是路端电压增大。 |
【分析电路】 滑动变阻器左右移动时分析整个电路中电流的变化,从而得出路端电压的变化。 |
知道了电源存在内阻以及内外电路,分析路端电压与负载的关系有助于更好的理解闭合电路的欧姆定律。 |
【抛出问题】 1.外电路断开时,路端电压怎么变? 2.外电路短路,路端电压怎么变? 3.通过两个特例就能得出闭合电路中路端电压与电流的关系图像。 |
【探究并回答】 |
五、回顾课堂,总结提升 (3分钟) 强调重难点,加强理解 |
【总结】 回顾整节课的内容,及教学过程,强掉重难点。 |
【总结提升】 整理思路,掌握本节课所学内容 |
强调重难点,让同学把我课堂重难点,加深理解。 |
六、板书设计 |
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六、教学总结与反思
本节课用演示实验引入,发现实验现象与生活经验不相符时可以激发学生对本节内容的兴趣,很好的将学生带入课堂。从能量守恒的角度推导闭合电路欧姆定律符合新课标要求下科学思维的核心素养,符合学生的逻辑。但是在探究路端电压与负载的关系时如果能有演示实验,让同学更直观的感受路端电压随负载的变化效果会更好,这是本节内容的不足之处