2019-2020年新课标人教版2-1选修二1.4《闭合电路的欧姆定律》WORD教案4.doc

2019-2020年新课标人教版2-1选修二1.4闭合电路的欧姆定律WORD教案4【教学目标】（一） 知识目标1、巩固产生恒定电流的条件。2、了解化学电池的内部构造，并自己制作化学电池。3、知道电动势的概念,并且知道电源电动势由电源本身的性质决定，其大小等于开路时电压。4、 通过实验探究闭合电路中内外电压间的关系。并能认识到电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。 5、 理解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。（二）能力目标1、培养学生的动手能力。2、培养学生学会运用实验探究物理规律的方法。（三）情感目标1、通过学生自己动手做实验，培养学生树立物理科学是以实验为依据的科学精神。2、在实验的过程中，培养学生对探究物理知识的兴趣。【重点难点】重点：探究闭合电路内外电压与电源电动势之间的关系。难点： 电动势的概念。【教学过程】 新课引入：上节课，同学们研究了部分电路中I,U, R三者的关系，若构成一个完整的电路还必须有电源，那么，包括电源在内的整个闭合回路又遵守什么规律呢？本节课同学们将要通过实验探究这一问题。（引出课题）教师：同学们都知道，电荷的定向移动形成电流。那么，导体中形成电流的条件是什么呢？（学生答：导体两端有电势差。）演示实验1：用示教板演示，将小灯泡接在充满电的电容器两端，会看到什么现象？（小灯泡闪亮一下就熄灭。）为什么会出现这种现象呢？提供瞬间电流（电容器） 提供持续电流（电源）分析：如上图所示，当电容器充完电后，其上下两极板分别带上正负电荷，两板间形成电势差。当用导线把小灯泡和电容器两极板连通后，电子就在电场力的作用下通过导线产生定向移动而形成电流，但这只是一瞬间的电流。因为两极板上正负电荷逐渐中和而减少，两极板间电势差也逐渐减少为零，所以电流减小为零，因此只有电场力的作用是不能形成持续电流的。教师：为了形成持续的电流，必须有一种本质上完全不同于静电性的力，能够不断地分离正负电荷来补充两极板上减少的电荷。这才能使两极板保持恒定的电势差，从而在导线中维持恒定的电流，能够提供这种非静电力的装置叫电源。电源在维持恒定电流时，电源中的非静电力将不断做功，从而把已经流到低电势处的正电荷不断地送回到高电势处，使它的电势能增加。一电源：1 电源能够提供恒定的电压。2 电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置它并不创造能量，也不创造电荷。例如：干电池是把化学能转化为电能，发电机是把机械能、核能等转化为电能的装置教师：不同的电源，两极间的电压相同吗？演示实验2：展示干电池（1号、5号、7号）和蓄电池，纽扣电池，那么如何知道它们两端的电压呢？（学生：用电压表直接测量）。我们把电压表直接接在不同的电源两端进行测量，发现结果是不同的。结论：电源两极间的电压完全由电源本身的性质（如材料、工作方式等）决定，同种电池用电压表测量其两极间的电压是相同的，不同种类的电池用电压表测量其两极间的电压是不同的。为了表示电源本身的这种特性，物理学中引入了电动势的概念。二、电源电动势1物理意义：描述不同的电源将其他形式的能转化为电能的本领强弱的物理量。教师：从上面的演示和分析可知，电源的电动势在数值上等于电源未接入电路时两极间的电压。2。大小：电源的电动势在数值上等于电源没有接入电路时其两极间的电压3特点：由电源本身性质决定,与电源两端是否接导体或其它用电器无关.教师：化学电池是将化学能转化成电能的装置。下面我们就利用化学电池来研究包括电源在内的整个闭合电路所遵循的规律。介绍实验装置：200ml的大烧杯中装有老师配置好的硫酸铜溶液，将该溶液倒在两个小烧杯中，分别将锌片和铜片放在两个烧杯中，用棉条搭在两个烧杯之间，这样我们就制成了一个化学电池。它真能提供电能吗？ 好，我们来试一试。演示实验3：用两个做好的化学电池，给一个发光二极管供电。探究1：制作化学电池并测量该电池的电动势。按照刚才老师制作电池的方式，你也制作一个电池。（注意：将大烧杯中粗细两个纱布并列搭在两个小烧杯之间，纱布的两端要没入硫酸铜溶液中）提问： 怎样测量这样一个化学电池的电动势呢？ 同学们会说：直接用电压表测量。提问：那个金属板为电池的正极？（采用电触的方法）教师： 同学们现在自己制做这样的化学电池，并测量这个电池的电动势，将数据填入表中。特别提醒同学们要注意：酸性溶液比较危险，同学们一定要注意安全，千万不要将溶液弄在眼睛上，皮肤和衣服上。做有一定危险性的实验时，一定要做到胆大心细。电源的电动势：-探究2：电源接入外电路后，其两端电压的变化情况。同学们滑动变阻器接一上一下两个接线柱，并将其接在刚才的电压表两端。电路图如图所示。(重点说明连接电路的过程中，电键断开。滑动变阻器的阻值最大。) 提问：闭合开关后，将滑动变阻器的滑片位于中间附近，观察电压表的示数会怎样？结论：未接入外电路时，电压表示数是0.9V，接入外电路并开关闭合后，电压表示数变为0.4V。实验表明，电路中有了电流后，电源两极间的电压减少了。教师：上面的实验中，开关闭合后，电源两极间的电压降低了，那么减少的电压哪去了呢？用大屏幕展示实验电路，介绍闭合电路可分为内、外电路两部分，电源内部的叫内电路，电源外部的叫外电路。电源外电路两端的电压表测得的电压叫外电压。由于电源有内阻，则电源内部也有电压降落，此电压即为内电压。我们现在就通过实验来研究闭合电路中内、外电压之间的关系。探究3：闭合回路外电压和内电压之间的关系：教师：刚才电压表所测量的就是电源的外电压，也叫路端电压。那么，电源的内电压又怎样测量呢？可以用另一个电压表的探针A、B伸入电源内部电极附近，测得的电压即为电源内电压。（向学生介绍电路连接方法。重点介绍内电压的测量。）实验中接通电键，移动滑动变阻器的滑片，使其阻值减小，由两个电压表读出若干组内、外电压。分析实验结果可以发现什么规律呢？实验数据填入下表：（至少三组，自己也可多测几组）实验次数 测量项目外电压V1内电压V21 2 3结论：在误差许可的范围内，内、外电压之和等于电源电动势。即：E=U外+U内探究4：外电压随外电阻的变化关系:当外电阻增大时，外电压如何变化？ 内电压如何变化？教师：我们知道，电源提供的电动势是保持不变的，当外电阻增加时，整个电路的电阻增大，在整个闭合回路中，相当于内外电阻串联，根据串联电路的分压关系，外电阻增大，所以外电压也要随之增大。探究5：内电压随电源内电阻的变化关系: 学生探究：将两烧杯间粗细两个纱布中较粗的那根拿出，观察电压表的示数会怎样？内电压表示数变大，外电压表示数变小。分析原因：由于电源内部电流的通路纱布变细，相当于导体的横截面积减小，阻值增大，会使得其分压变大，内电压示数变大，外电压示数变小。演示实验4：教师在同学所连接的电路中接入一个电流表，改变内、外电阻的阻值，观察路端电压及电流表示数如何变化？（通过摄像头投影到大屏幕上）结论：对于同一电源，其电动势E保持不变，无论外电阻或内电阻变化，都会引起整个回路的电流改变。板书：三、闭合电路的欧姆定律根据实验中得到的规律，E=U外+U内推导闭合电路的欧姆定律数学表达式： E = IR + Ir 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: 3适用条件：外电路为纯电阻电路在整个闭合回路中，内外电路电压的两次降低的同时，在电源的内部，也要有电势升高的过程，如右图。小结：这节课，同学们通过自己制作化学电池，了解了电池的原理，进一步理解了电源的电动势，并研究了闭合电路内外电压间的关系，从而得出了闭合电路的欧姆定律。下节课，我们会从能量的角度对整个闭合回路做进一步的研究。