2019-2020年新課標(biāo)人教版2-1選修二1.4《閉合電路的歐姆定律》WORD教案4.doc

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2019-2020年新課標(biāo)人教版2-1選修二1.4《閉合電路的歐姆定律》WORD教案4 【教學(xué)目標(biāo)】 （一） 知識目標(biāo) 　1、鞏固產(chǎn)生恒定電流的條件。 2、了解化學(xué)電池的內(nèi)部構(gòu)造，并自己制作化學(xué)電池。 3、知道電動勢的概念,并且知道電源電動勢由電源本身的性質(zhì)決定，其大小等于開路時電壓。 4、 通過實驗探究閉合電路中內(nèi)外電壓間的關(guān)系。并能認(rèn)識到電源的電動勢等于內(nèi)、外電路上電勢降落之和。 5、 理解閉合電路歐姆定律的內(nèi)容，理解各物理量及公式的物理意義。 （二）能力目標(biāo) 1、培養(yǎng)學(xué)生的動手能力?！　? 2、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會運用實驗探究物理規(guī)律的方法。 （三）情感目標(biāo) 　1、通過學(xué)生自己動手做實驗，培養(yǎng)學(xué)生樹立物理科學(xué)是以實驗為依據(jù)的科學(xué)精神。 　2、在實驗的過程中，培養(yǎng)學(xué)生對探究物理知識的興趣。　 【重點難點】 重點：探究閉合電路內(nèi)外電壓與電源電動勢之間的關(guān)系。 難點： 電動勢的概念。 【教學(xué)過程】 新課引入： 上節(jié)課，同學(xué)們研究了部分電路中I,U, R三者的關(guān)系，若構(gòu)成一個完整的電路還必須有電源，那么，包括電源在內(nèi)的整個閉合回路又遵守什么規(guī)律呢？本節(jié)課同學(xué)們將要通過實驗探究這一問題。（引出課題） 教師：同學(xué)們都知道，電荷的定向移動形成電流。那么，導(dǎo)體中形成電流的條件是什么呢？（學(xué)生答：導(dǎo)體兩端有電勢差。） 演示實驗1：用示教板演示，將小燈泡接在充滿電的電容器兩端，會看到什么現(xiàn)象？（小燈泡閃亮一下就熄滅。）為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？ 提供瞬間電流（電容器） 提供持續(xù)電流（電源） 分析：如上圖所示，當(dāng)電容器充完電后，其上下兩極板分別帶上正負電荷，兩板間形成電勢差。當(dāng)用導(dǎo)線把小燈泡和電容器兩極板連通后，電子就在電場力的作用下通過導(dǎo)線產(chǎn)生定向移動而形成電流，但這只是一瞬間的電流。因為兩極板上正負電荷逐漸中和而減少，兩極板間電勢差也逐漸減少為零，所以電流減小為零，因此只有電場力的作用是不能形成持續(xù)電流的。 教師：為了形成持續(xù)的電流，必須有一種本質(zhì)上完全不同于靜電性的力，能夠不斷地分離正負電荷來補充兩極板上減少的電荷。這才能使兩極板保持恒定的電勢差，從而在導(dǎo)線中維持恒定的電流，能夠提供這種非靜電力的裝置叫電源。電源在維持恒定電流時，電源中的非靜電力將不斷做功，從而把已經(jīng)流到低電勢處的正電荷不斷地送回到高電勢處，使它的電勢能增加。 一．電源： 1． 電源能夠提供恒定的電壓。 2． 電源是一種能夠不斷地把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置． 它并不創(chuàng)造能量，也不創(chuàng)造電荷。例如：干電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電機是把機械能、核能等轉(zhuǎn)化為電能的裝置． 教師：不同的電源，兩極間的電壓相同嗎？ 演示實驗2：展示干電池（1號、5號、7號）和蓄電池，紐扣電池，那么如何知道它們兩端的電壓呢？（學(xué)生：用電壓表直接測量）。我們把電壓表直接接在不同的電源兩端進行測量，發(fā)現(xiàn)結(jié)果是不同的。結(jié)論：電源兩極間的電壓完全由電源本身的性質(zhì)（如材料、工作方式等）決定，同種電池用電壓表測量其兩極間的電壓是相同的，不同種類的電池用電壓表測量其兩極間的電壓是不同的。為了表示電源本身的這種特性，物理學(xué)中引入了電動勢的概念。 二、電源電動勢 1．物理意義：描述不同的電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)強弱的物理量。 教師：從上面的演示和分析可知，電源的電動勢在數(shù)值上等于電源未接入電路時兩極間的電壓。 2。大?。弘娫吹碾妱觿菰跀?shù)值上等于電源沒有接入電路時其兩極間的電壓． 3．特點：由電源本身性質(zhì)決定,與電源兩端是否接導(dǎo)體或其它用電器無關(guān). 教師：化學(xué)電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。下面我們就利用化學(xué)電池來研究包括電源在內(nèi)的整個閉合電路所遵循的規(guī)律。 介紹實驗裝置：200ml的大燒杯中裝有老師配置好的硫酸銅溶液，將該溶液倒在兩個小燒杯中，分別將鋅片和銅片放在兩個燒杯中，用棉條搭在兩個燒杯之間，這樣我們就制成了一個化學(xué)電池。它真能提供電能嗎？ 好，我們來試一試。 演示實驗3：用兩個做好的化學(xué)電池，給一個發(fā)光二極管供電。 探究1：制作化學(xué)電池并測量該電池的電動勢。 按照剛才老師制作電池的方式，你也制作一個電池。（注意：將大燒杯中粗細兩個紗布并列搭在兩個小燒杯之間，紗布的兩端要沒入硫酸銅溶液中） 提問： 怎樣測量這樣一個化學(xué)電池的電動勢呢？ 同學(xué)們會說：直接用電壓表測量。 提問：那個金屬板為電池的正極？（采用電觸的方法） 教師： 同學(xué)們現(xiàn)在自己制做這樣的化學(xué)電池，并測量這個電池的電動勢，將數(shù)據(jù)填入表中。 特別提醒同學(xué)們要注意：酸性溶液比較危險，同學(xué)們一定要注意安全，千萬不要將溶液弄在眼睛上，皮膚和衣服上。做有一定危險性的實驗時，一定要做到膽大心細。 電源的電動勢：------------------------------- 探究2：電源接入外電路后，其兩端電壓的變化情況。 同學(xué)們滑動變阻器接一上一下兩個接線柱，并將其接在剛才的電壓表兩端。電路圖如圖所示。(重點說明①連接電路的過程中，電鍵斷開。②滑動變阻器的阻值最大。) 提問：閉合開關(guān)后，將滑動變阻器的滑片位于中間附近，觀察電壓表的示數(shù)會怎樣？ 結(jié)論：未接入外電路時，電壓表示數(shù)是0.9V，接入外電路并開關(guān)閉合后，電壓表示數(shù)變?yōu)?.4V。實驗表明，電路中有了電流后，電源兩極間的電壓減少了。 教師：上面的實驗中，開關(guān)閉合后，電源兩極間的電壓降低了，那么減少的電壓哪去了呢？用大屏幕展示實驗電路，介紹閉合電路可分為內(nèi)、外電路兩部分，電源內(nèi)部的叫內(nèi)電路，電源外部的叫外電路。電源外電路兩端的電壓表測得的電壓叫外電壓。由于電源有內(nèi)阻，則電源內(nèi)部也有電壓降落，此電壓即為內(nèi)電壓。我們現(xiàn)在就通過實驗來研究閉合電路中內(nèi)、外電壓之間的關(guān)系。 探究3：閉合回路外電壓和內(nèi)電壓之間的關(guān)系： 教師：剛才電壓表所測量的就是電源的外電壓，也叫路端電壓。那么，電源的內(nèi)電壓又怎樣測量呢？可以用另一個電壓表的探針A、B伸入電源內(nèi)部電極附近，測得的電壓即為電源內(nèi)電壓。（向?qū)W生介紹電路連接方法。重點介紹內(nèi)電壓的測量。） 實驗中接通電鍵，移動滑動變阻器的滑片，使其阻值減小，由兩個電壓表讀出若干組內(nèi)、外電壓。分析實驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律呢？ 實驗數(shù)據(jù)填入下表：（至少三組，自己也可多測幾組） 實驗次數(shù) 測量項目 外電壓V1 內(nèi)電壓V2 1 2 3 結(jié)論：在誤差許可的范圍內(nèi)，內(nèi)、外電壓之和等于電源電動勢。即：E=U外+U內(nèi) 探究4：外電壓隨外電阻的變化關(guān)系: 當(dāng)外電阻增大時，外電壓如何變化？ 內(nèi)電壓如何變化？ 教師：我們知道，電源提供的電動勢是保持不變的，當(dāng)外電阻增加時，整個電路的電阻增大，在整個閉合回路中，相當(dāng)于內(nèi)外電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓關(guān)系，外電阻增大，所以外電壓也要隨之增大。 探究5：內(nèi)電壓隨電源內(nèi)電阻的變化關(guān)系: 學(xué)生探究：將兩燒杯間粗細兩個紗布中較粗的那根拿出，觀察電壓表的示數(shù)會怎樣？ 內(nèi)電壓表示數(shù)變大，外電壓表示數(shù)變小。 分析原因：由于電源內(nèi)部電流的通路——紗布變細，相當(dāng)于導(dǎo)體的橫截面積減小，阻值增大，會使得其分壓變大，內(nèi)電壓示數(shù)變大，外電壓示數(shù)變小。 演示實驗4：教師在同學(xué)所連接的電路中接入一個電流表，改變內(nèi)、外電阻的阻值，觀察路端電壓及電流表示數(shù)如何變化？（通過攝像頭投影到大屏幕上） 結(jié)論：對于同一電源，其電動勢E保持不變，無論外電阻或內(nèi)電阻變化，都會引起整個回路的電流改變。 板書：三、閉合電路的歐姆定律 根據(jù)實驗中得到的規(guī)律，E=U外+U內(nèi) 推導(dǎo)閉合電路的歐姆定律數(shù)學(xué)表達式：∵ E = IR + Ir ∴ 1. 內(nèi)容: 閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比, 跟內(nèi)外電路的電阻之和成反比. 2. 公式: 3．適用條件：外電路為純電阻電路 在整個閉合回路中，內(nèi)外電路電壓的兩次降低的同時，在電源的內(nèi)部，也要有電勢升高的過程，如右圖。 小結(jié)：這節(jié)課，同學(xué)們通過自己制作化學(xué)電池，了解了電池的原理，進一步理解了電源的電動勢，并研究了閉合電路內(nèi)外電壓間的關(guān)系，從而得出了閉合電路的歐姆定律。下節(jié)課，我們會從能量的角度對整個閉合回路做進一步的研究。