人教版 (2019)必修 第三册2 闭合电路的欧姆定律教学设计

这是一份人教版 (2019)必修 第三册2 闭合电路的欧姆定律教学设计，共11页。教案主要包含了认识闭合电路，电动势，闭合电路欧姆定律及其能量分析，路端电压与负载的关系等内容，欢迎下载使用。

课 题
人教版高中物理·必修·第三册
第十二章第2节 闭合电路的欧姆定律 （第一课时）
课 型
新授课☑ 复习课□ 试卷讲评课□ 其他课□
授课班级
授课时间
教学内容分析
课标要求：
3.2.4理解闭合电路欧姆定律。
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
知识储备：已经学习了电动势和内阻概念，具备了表征闭合电路的欧姆定律的概念基础；学习了部分电路欧姆定律。
能力基础：具备了通过探究实验建立闭合电路的欧姆定律以及理解课上现象或实验，并应用闭合电路的欧姆定律分析问题的知识与技能。
思维能力：对全电路的感性认识不足，分析问题容易产生片面性，头脑中的物理图景倾向于分离的静态画面，对动态电路分析容易只凭局部了解就草率得出结论。但是对物理实验和探究有浓厚的兴趣。
核心素养
物理观念：学生通过探究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,让学生具有能量的观念
科学思维：通过实验,培养学生利用“实验研究，得出结论”的探究物理规律的科学思路和方法。
科学探究：通过利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
科学态度与责任：通过本节课教学，加强对学生科学素质的培养，通过探究物理规律培 养学生的创新精神和实践能力。
教学准备
多媒体课件
活动设计
教学内容
教师活动
学生活动
评价任务
环节一：导入新课
活动一：展示学习目标
(1）知道电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置,知道电动势的定义式。
(2)经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程，理解内、外电路的能量转化,体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用。
( 3）理解闭合电路的欧姆定律，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。
(4）能根据闭合电路欧姆定律解释路端电压与负载的关系。
(5）知道欧姆表测量电阻的原理。
(6）了解电源短路可能会带来的危害,加强安全用电意识。
让学生明确学习目标，做到有的放矢；
课后根据目标，学生自我评价得失情况。
活动二：问题导入
图中小灯泡的规格都相同，两个电路中的电池也相同。多个并联的小灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡暗。
如何解释这一现象呢？
1、PPT展示问题，引导学生思考。
2、板书：§12.2闭合电路的欧姆定律
思考问题并尝试回答问题。
1、评价学生回答情况。
2、评价学生是否有对新课题的求知欲望。
环节二：新课教学
活动一：认识闭合电路
闭合电路
1.闭合电路：由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路。
2.外电路：用电器和导线组成的电路是外电路。
3.内电路：电源内部是内电路。
引导学生阅读课文思考找出相关概念。
学生阅读课文思考找出相关概念。
1、评价学生是否完成相关概念的寻找。
2、评价学生的自主学习能力。
活动二：电动势
思考：你能说出闭合电路中外电路和内电路中电流的方向吗?
思考与讨论1:在外电路中，正电荷由电源正极流向负极。如果电路中只存在静电力的作用，会发生什么情况？
参考答案：电源正极的正电荷与负极的负电荷很快就会中和，电路中不能维持稳定的电流。
思考与讨论2:为什么电源能让外电路中能维持稳定的电流？
这是因为电源能把负极的正电荷经过电源内部不断地搬运至正极。所以能让外电路中能维持稳定的电流。
思考与讨论3:电源的这种能力是怎么来的呢？
在电源内部，存在着由正极指向负极的电场。在这个电场中，静电力阻碍正电荷向正极移动。
因此，在电源内部要使正电荷向正极移动，就一定要有一种与静电力方向相反的力作用于电荷，我们把这种力叫作非静电力。即电源把正电荷从负极搬运到正极的过程中，非静电力做功，电荷的电势能增加。
1、教师适当引导，学生自主思考。
2、引导学生完成3个思考讨论的问题
1、小组讨论完成3个思考讨论的问题
1、评价学生的小组讨论情况，沟通表达能力。
2、评价学生3个思考讨论的成果
2.电动势
（1）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。
（2）电动势公式
E表示电动势；W是非静电力做功；q表示电荷量。
（3）电动势在数值上等于非静电力把 1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
（4）单位：功 W 的单位是焦耳（J），电荷量 q 的单位是库仑（C），电动势 E 的单位与电势、电压的单位相同，是伏特（V）。
（5）电动势由电源中非静电力的特性决定，跟外电路无关。对于常用的干电池来说，电动势跟电池的体积无关。
1、引导学生根据思考讨论，总结出电动势的概念
1、根据思考讨论，总结出电动势的概念
1、评价学生根据思考讨论，能否总结出电动势的概念。
活动三：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。
引导学生复习回忆部分电路欧姆定律
复习回忆部分电路欧姆定律
评价学生是否能正确说出部分电路欧姆定律
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。
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：W＝Eq ＝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：W＝Q外 ＋Q内
将 W、Q 外 和 Q 内 的表达式代入上述关系式有:
EIt ＝ I2Rt ＋ I2rt
E ＝ IR ＋ Ir
1、教师适当引导，学生自主思考。
2、引导学生完成个思考讨论的问题
3、引导学生根据思考讨论，总结出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。
1、小组讨论完成思考讨论的问题
2、根据思考讨论，总结出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。
1、评价学生的小组讨论情况，沟通表达能力。
2、评价学生思考讨论的成果
3、评价学生根据思考讨论，能否总结出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。
3.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。
让学生阅读教材，结合上面的结论，学习闭合电路欧姆定律
阅读教材，结合上面的结论，学习闭合电路欧姆定律
1、评价学生阅读教材的情况
2、评价为学生对闭合电路欧姆定律的理解
环节四：课堂小结
学到了什么？
引导学生小结
小组讨论，总结本节课得失
评价学生对本节课的掌握情况
评价学生对本节课堂的归纳能力和表达能力
环节五：作业设计
PPT展示作业
指导学生完成练习，批改练习。
按要求完成练习。
从完成情况和书写情况等方面进行评价。
环节六：主板书设计
§12.1电路中的能量转化
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
教学反思
课 题
人教版高中物理·必修·第三册
第十二章第2节 闭合电路的欧姆定律 （第二课时）
课 型
新授课☑ 复习课□ 试卷讲评课□ 其他课□
授课班级
授课时间
教学内容分析
课标要求：
3.2.4理解闭合电路欧姆定律。
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
知识储备：已经学习了电动势和内阻概念，具备了表征闭合电路的欧姆定律的概念基础；学习了部分电路欧姆定律。
能力基础：具备了通过探究实验建立闭合电路的欧姆定律以及理解课上现象或实验，并应用闭合电路的欧姆定律分析问题的知识与技能。
思维能力：对全电路的感性认识不足，分析问题容易产生片面性，头脑中的物理图景倾向于分离的静态画面，对动态电路分析容易只凭局部了解就草率得出结论。但是对物理实验和探究有浓厚的兴趣。
核心素养
物理观念：学生通过探究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,让学生具有能量的观念
科学思维：通过实验,培养学生利用“实验研究，得出结论”的探究物理规律的科学思路和方法。
科学探究：通过利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
科学态度与责任：通过本节课教学，加强对学生科学素质的培养，通过探究物理规律培 养学生的创新精神和实践能力。
教学准备
多媒体课件
活动设计
教学内容
教师活动
学生活动
评价任务
环节一：导入新课
活动一：复习导入
复习第一课时的内容
提问：你能说出闭合电路欧姆定律和闭合电路中的哪些能量关系？
回忆上节课内容，回答问题
1、评价学生的回答情况。
环节二：新课教学
活动一：路端电压与负载的关系
1.负载和路端电压
我们常常把外电路中的用电器叫作负载，把外电路的电势降落叫作路端电压。
让学生阅读教材，学习负载和路端电压概念
阅读教材，负载和路端电压
1、评价学生阅读教材的情况
2.路端电压的表达式
根据闭合电路的欧姆定律 E＝U外 ＋U 内 ，则 U外 = E- U内
U外记为路端电压 U，考虑到 U内 ＝ Ir，则：U ＝ E － Ir
（1）如图当外电阻 R 减小时，由式可知，电流 I 增大，因而内电路的电势降落 Ir 增大由；U＝E-Ir 式可知，这时路端电压 U减小
即：外电阻R减小，电流增大，路端电压减小
外电阻R增大，电流减小，路端电压增大
思考讨论1：现在你能解释节前“问题”栏目中多接几个小灯泡之后会比之前要暗的原因吗？
多并联几个小灯泡之后，外电路的电阻R减小，电流I增大，路端电压U减小，所以多接几个小灯泡之后比之前要暗。
思考与讨论2： U＝E-Ir 式表示的是 U 和 I 这两个变量之间的函数关系。把它改写为：U＝－rI＋E然后和一次函数的标准形式：y ＝ kx ＋ b对比就能知道它的 U-I 图像是一条直线。
根据 U-I 图像，当外电路断开时，路端电压是多少？
当电源两端短路时，电流会是无穷大吗？
当外电路断开时I=0，由图可知此时路端电压U=E。当电源两端短路时，电流不会无穷大，由图可知电源两端短路时U=0，此时I=I0 即为短路电流。
1、教师适当引导，学生自主思考。
2、引导学生完成个思考讨论的问题
3、引导学生根据思考讨论，理解路端电压的表达式。
1、小组讨论完成思考讨论的问题
2、根据思考讨论，理解路端电压的表达式，得出函数图像。
1、评价学生的小组讨论情况，沟通表达能力。
2、评价学生思考讨论的成果
3、评价学生根据思考讨论，能否理解路端电压的表达式，得出函数图像。
3.图象的物理意义
①在纵轴上的截距表示电源的电动势E。
②在横轴上的截距表示电源的短路电流。
③图象斜率的绝对值表示电源的内阻。
1、引导学生讨论图象的物理意义
1、小组讨论图象的物理意义
1、评价学生的小组讨论情况，沟通表达能力。
2、评价学生思考讨论的成果。
4.断路和电源短路
（1）当外电路断开时，电流 I 为 0，Ir 也为 0，由U＝ E－Ir式可知，U ＝ E。这就是说，断路时的路端电压等于电源的电动势。我们常根据这个道理测量电源的电动势。
（2）当电源两端短路时，外电阻 R ＝ 0。由 式可知，此时电流
电源的内阻 r 一般都很小，铅蓄电池的内阻只有0.005 〜 0.1 Ω，干电池的内阻通常也不到 1 Ω。
所以绝对不允许将电源两端用导线直接连接在一起！这样电流过大，会导致温度过高，烧坏电源，甚至引起火灾。
1、引导学生讨论断路和电源短路两种特殊情况的电路分析
讨论断路和电源短路两种特殊情况的电路分析
1、评价学生的小组讨论情况，沟通表达能力。
2、评价学生思考讨论的成果。
活动二：拓展学习 欧姆表的原理
欧姆表是在电流表的基础上改装而成的。为了使测量电阻时电流表指针能够偏转，表内应有电源。
欧姆表电路
当红、黑表笔直接接触时（相当于被测电阻为 0），电流表指针指在最大值 I g 处，由闭合电路的欧姆定律可得
若已知 E 和 Ig 的值，就可以求得 RΩ 。
当红、黑表笔之间接有待测电阻 Rx 时，电流表指针指在 Ix 处，由闭合电路的欧姆定律可得
得:
由上式可知，电阻与电流存在一一对应的关系。因此，只要将原来的电流刻度转换成对应的电阻刻度，指针就能够指示出被测电阻值，R x 与Ix 之间不是线性关系，所以刻度盘上电阻值的刻度不均匀。
展示学习资料，让学生资助学习
学生根据自己的基础和兴趣，自主选择学习
1、评价学生的学习积极性
2、评价学生的学自主学习能力
环节四：课堂小结
学到了什么？
引导学生小结
小组讨论，总结本节课得失
评价学生对本节课的掌握情况
评价学生对本节课堂的归纳能力和表达能力
环节五：作业设计
PPT展示作业
指导学生完成练习，批改练习。
按要求完成练习。
从完成情况和书写情况等方面进行评价。
环节六：主板书设计
§12.1电路中的能量转化
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，
教学反思