高二物理粤教版选修3-1 2.3研究闭合电路(上课用)(共29页)

粤教版选修3-1第二章电路第三节研究闭合电路教学设计【教学目标】1、通过学生实验提出疑问，理解电源输出的外电压与电源内阻、外电路情况都有关系。

2、通过理论类比推导和演示实验观察，理解闭合电路的欧姆定律。

3、通过实验探究和数据分析，理解同一电源的路端电压随电流变化的关系。

4、通过设计本节的学习活动，鼓励学生勇于质疑和探究，培养学生严谨的科学态度。

【学情分析和教学设计】1、教学对象：高二18班学生，思维比较活跃，尝试鼓励他们观察实验现象，思考，质疑，发现与初中所学知识的区别，引起探究的兴趣。

2、教学内容：因为课堂时间有限，而且课本没有对电动势实质进行多的阐述，所以在本节课只是一带而过，但为了便于学生理解，已经在前一节课有对电源电动势的实质进行补充，对“电源是一种具有将其他形式的能转化成电能的本领的装置”也做了讲解。

3、教学流程：学生实验引起对旧知识体系中不完整的部分的质疑，进而进一步讲解电源的作用，对电动势的理解，通过理论推演和教师演示实验验证，导出闭合电路的欧姆定律（本章的核心知识点）。

最后回到开始的学生实验，解决大家在实验中发现的疑问。

4、重点：希望通过学生对动手实验现象的观察，对演示实验数据的记录和理解，来推导闭合电路的欧姆定律。

5、难点：如何引导学生对于实验数据的分析，理解同一电源的路端电压随电流变化的关系，以及用作图法处理数据时图像的意义。

6、器材准备：学生实验并联电路板及电压表电流表及导线（多套）、教师演示实验（高锰酸钾溶液等，大电压表内外共两只及导线）、多媒体系统、相关学案【具体教学过程】教学活动1：【讲授】知识回顾一、闭合电路的组成（简单复习）外电路和内电路，闭合电路又称全电路.教学活动2：【活动】学生分组实验：研究闭合电路并联更多支路时，灯泡的灯光是否改变？外电路电压是否改变？1、实验室为学生准备了实验电路板，简单组装即可观察记录数据。

学生分组实验，观察现象，记录数据.2、通过实验，学生发现：同一电源，外电阻变化时，外电压会改变！这与初中学习的“稳压输出”出现矛盾.3、引起思考：电源会影响电压分配！教学活动3：【讲授】对电动势的理解1、电源电动势E ：数值上等于不接用电器时电源正负两极间的电压.2、电流流过电阻，电势降落，电源必须使电势提升，电源使电路保持持续的电压,电流才能持续流动! 如果电路不通(即开路、断路、不接入外电路),电源对电势的提升，使两极间电势差在数值上就等于电动势E.3、动画类比等效理解，开路时两极间的电势差与电路闭合时的电势差不同.4、提出E=U外+U内的理论猜测.教学活动4：【讲授】演示实验：原电池实验验证猜想1、原电池实验原理讲解.2、实验数据观察记录分析，验证猜想.3、穿插对该实验的内外电压的测量方法的讲解，加深学生的理解.教学活动5：【讲授】闭合电路欧姆定律——本章核心内容1、从E=U外+U内，结合部分电流欧姆定律，推导出闭合电路欧姆定律.2、阐述闭合电路欧姆定律内容和数学表达式.3、联系生活现象，思考: 电池旧了, 是E变了, 还是r变了?4、联系本节课开头的学生动手实验，解决学生知识体系上出现的矛盾.5、综合上述提出：在闭合电路中，R外或r的变化，都会影响U外.教学活动6：【活动】作图法分析学生实验数据1、回到学生实验，根据学案上在本节课开头学生动手实验时记录的数据描画该电路的闭合电路U-I 图线.2、根据图像，利用数学函数这个工具去引导学生理解图像，总结：电源不变时，U外随 I 的增大而减小，即“同一电源的路端电压随电流变化的关系”.教学活动7：【作业】闭合电路U－I图线的相关问题思考：该直线与两坐标轴的交点表示什么含义？教学活动8：【讲授】课堂总结1、总结：闭合电路欧姆定律（本章核心）的内容.2、布置作业，及作业提醒思考：电键闭合和断开的等效电路不同. 电压表测量的是谁的电压.【教学反思】1、本节课里比较注意让学生成为课堂的主体，能够比较好地让学生在活动中发现问题，思考分析问题，解决问题，让学生在老师的引导下自主建构完善知识体系；2、不足在于时间还是比较紧，所以学生活动的自由度不高，作图法分析闭合电路U-I图线的时间也明显不足，对于方法的理解和图像的理解都有一定的缺欠，需要进一步补充讲解.粤教版选修3-1第二章电路第三节研究闭合电路学案一、闭合电路的组成：_______________________________发现：__________________________________二、电源电动势E：数值上等于_________________________________的电压。

第3讲 争辩闭合电路[目标定位] 1.了解电源电动势的基本含义，了解内电路、外电路，知道电动势等于内、外电路电势降落之和.2.把握闭合电路欧姆定律的内容，理解各物理量及公式的物理意义.3.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系.一、电动势(1)物理意义：不同的电源，在不与用电器相接时两极间的电压一般是不相同，它反映了电源本身的一种性质，物理学用电动势来表明电源的这种特性.(2)定义：电动势在数值上等于不接用电器时电源正负两极间的电压.通常用E 来表示. (3)单位：跟电压的单位相同，也是伏特. 二、闭合电路的欧姆定律1. 内、外电路：电源内部的电路叫做内电路；电源外部的电路叫做外电路.外电路的电阻称为外电阻，内电路上的电阻即电源的电阻称为内电阻.2.特点：外电路中电流由电源电势高的一端流向电势低的一端，沿电流方向电势降低；电源内部由负极到正极电势上升.3.闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路中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)公式：I ＝E R ＋r.想一想 我们用电压表直接连接电源的两端，电压表的读数________(填“大于”、“小于”或“等于”)电源电动势.为什么？答案 小于 由于电源也有内阻，用电压表和电源正负极相连时，相当于电源与电压表串联，电压表读数是路端电压，小于电源电动势. 三、路端电压跟负载的关系1.当外电阻R 增大时，电流I 减小，路端电压U 增大.2.当外电阻R 减小时，电流I 增大，路端电压U 减小.3.两个特例：外电路断开时，R →∞，I ＝0，U ＝E ，据此特点可测电源电动势.外电路短路时，R ＝0，I ＝Er ，U ＝0，据此特点可以理解不允许将电源两端用导线直接连接的缘由.想一想 使用电源时，为什么不能直接用导线把电源的两极连接起来？答案 直接用导线把电源的两极连接起来时，由于电源内阻很小，电流很强，简洁损坏电源.一、电源电动势和内阻1.电源的作用：维持电路两端始终有肯定的电势差，使电路中保持持续的电流.2.电源实质上是把其他形式的能转化为电势能的装置.不同种类的电源，把电能转化为其他形式能的本事不同，电动势也不同.3.电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压.例1 (双选)关于电源的电动势，下面说法正确的是( ) A.电源的电动势就是电源两极间的电压 B.电动势就是电源内阻两端的电压 C.电动势的数值等于内、外电路电压之和 D.电动势只由电源性质打算，与外电路无关 答案 CD解析 电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压.当电源接入外电路时，电源有内电压，电源两极间的电压小于电动势，故A 错误.电动势的数值等于电源的内阻与外电路电阻的分压之和，故B 错误，C 正确.电动势由电源性质打算，与外电路无关，故D 正确. 二、闭合电路欧姆定律的应用 闭合电路欧姆定律的几种表达形式(1)电流形式：I ＝ER ＋r，说明电流与电源电动势成正比，与电路的总电阻成反比；(2)电压形式：E ＝IR ＋Ir 或E ＝U 外＋U 内，表明电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和；温馨提示 I ＝ER ＋r 或E ＝IR ＋Ir 只适用于外电路是纯电阻的闭合电路；E ＝U 外＋U 内既适合于纯电阻电路也适合于非纯电阻电路.例2 如图1所示，电源电动势为6 V ，内阻为1 Ω，R 1＝5 Ω，R 2＝10 Ω，滑动变阻器R 3阻值变化范围为0～10 Ω，求电路中的总电流范围.图1答案611～1 A解析 当R 3阻值为零时，R 2被短路，外电阻最小，电流最大. R 外＝R 1＝5 Ω，I ＝E R 外＋r ＝65＋1 A ＝1 A.当R 3阻值为10 Ω时，外电阻最大，电流最小. R 并＝R 3R 2R 3＋R 2＝5 Ω，R 外′＝R 1＋R 并＝10 Ω，I ′＝E R 外′＋r ＝610＋1A ＝611 A.方法点拨 电路中的总电流由电源的电动势和电路中的总电阻打算.其中E 、r 不变，当外电阻变化时，电路总电流随之变化.三、路端电压跟负载的关系 1.路端电压和外电阻的关系(1)当外电阻R 增大时，依据I ＝ER ＋r 可知，总电流I 减小，内电压Ir 减小，依据U 外＝E －Ir 可知，路端电压U 外增大.当外电路断开时，路端电压U 外＝E .(2)当外电阻R 减小时，依据I ＝ER ＋r 可知，总电流I 增大，内电压Ir 增大，依据U 外＝E －Ir 可知，路端电压U 外减小.外电路短路即R ＝0时，电路中的电流I ＝Er ，U 外＝0.2.外电压U 与电流I 的关系由U ＝E －Ir 可知，U －I 图象是一条斜向下的直线，如图2所示图2(1)图象中U 轴截距E 表示电动势. (2)I 轴截距I 0等于短路电流.(3)图线斜率的确定值表示电源的内阻，即r ＝|ΔUΔI|.留意 若纵坐标上的取值不是从零开头，则横轴截距不表示短路电流，但斜率仍旧等于内阻. 例3 (双选)如图3所示，电路中当可变电阻R 的阻值增大时( )图3A.A 、B 两点间的电压增大B.A 、B 两点间的电压减小C.通过R 的电流I 增大D.通过R 的电流I 减小 答案 AD解析 当可变电阻R 的阻值增大时，外电路总电阻增大，依据闭合电路欧姆定律分析知，干路电流I 干减小，A 、B 间电压增大，通过R 2的电流增大，则通过R 的电流I 减小.故选A 、D.例4 (双选)如图4所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U －I 图象，则下列说法中正确的是( )图4A.电动势E 1＝E 2，短路电流I 1>I 2B.电动势E 1＝E 2，内阻r 1>r 2C.电动势E 1>E 2，内阻r 1<r 2D.当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大 答案 AD解析 由题图可知两电源的U －I 图线交纵轴于一点，则说明两电源的电动势相同；交横轴于两不同的点，推断出电源1的短路电流大于电源2的短路电流，则A 项正确.又由两图线的倾斜程度可知图线2的斜率的确定值大于图线1的斜率的确定值，即电源2的内阻大于电源1的内阻，则可知B 、C 项错误.由图象可推断当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压的变化量大于电源1的路端电压的变化量，可知D 项正确.对闭合电路欧姆定律的应用1.如图6所示，R 为电阻箱，为抱负电压表，当电阻箱读数为R 1＝2 Ω时，电压表读数为U 1＝4 V ；当电阻箱读数为R 2＝5 Ω时，电压表读数为U 2＝5 V.求：电源的电动势E 和内阻r .。

研究闭合电路一、教学内容粤教版《物理》选修3-1第二章第三节《研究闭合电路》二、学生分析学生在初中已学习过部分电路欧姆定律，了解串、并联电路的特点。

三、教学目标（一）知识与技能1、知道电动势是描述电源特性的物理量，它在数值上等于不接用电器时电源正、负两极间的电压。

2、理解闭合电路欧姆定律及其公式，能用来解决有关的问题。

3、理解路端电压与电流的关系，知道这种关系能用公式、图象描述。

（二）过程与方法1、经历科学探究过程，学习从实验总结规律的方法。

2、了解图象法是一种基本的科学研究和描述的方法。

（三）情感态度和价值观1、体会实验在探究物理规律中的作用和方法。

2、了解用公式法、图象法描述物理规律的方法，体会物理学之美。

四、教学重点1、闭合电路欧姆定律及其应用。

2、科学探究习惯的培养五、教学难点1、如何引导学生进行科学的、自主的实验探究。

2、路端电压与负载的关系。

六、教学方法启发、探究式；讨论归纳法。

七、教学资源干电池、原电池、蓄电池、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电键、导线八、课时安排2课时九、教学过程观察：一个由干电池、小灯泡、电键、导线组成的简单电路。

通过分析，了解闭合电路、外电路、内电路、外电阻、内电阻的概念，引出课题。

演示：分别用蓄电池、干电池给同一个灯泡供电，比较哪次灯泡较亮？蓄电池供电时灯泡亮一些。

提问：用什么物理量去描述电源的这种特性呢？引出电动势的概念。

（一）电动势电源的电动势数值上等于不接用电器时电源正、负两极间的电压。

链接：常用电源的电动势。

提问：电源的电动势E、外电压U外、内电压U内三者之间有什么关系呢？引导学生思考、讨论，设计实验方案。

介绍原电池的构造；连接实验电路，明确电压表V1、V2分别用来测量电源的外电压、内电压。

学生实验，记录数据。

投影展示，数据分析，得出：电源的电动势E 等于外电压U 外和内电压U 内之和。

即E =U 外+U 内在纯电阻电路中，再根据部分电路欧姆定律，归纳出闭合电路欧姆定律。