高中物理_闭合电路的欧姆定律教学设计学情分析教材分析课后反思

《闭合电路的欧姆定律》教学设计(第一课时)

一、实验引入，激发兴趣

实验：三节电池供电，两个完全相同的灯泡组成两个支路并联，电源对每一个灯泡供电亮度一样，同时对两个灯泡供电两个灯泡都变暗。

先介绍实验器材，电路组成和连接方式，让学生猜想：电源对每一个灯泡单独供电亮度较大，同时对两个灯泡供电两个灯泡的亮度变大还是变小？

提问：为什么亮度越变小呢？（接着引入今天的话题）要想解决这个问题需要学习今天的内容：闭合电路欧姆定律。

设计意图：实验演示，为下面的学习埋下伏笔，引发学生的思考，同时也激发了学生学习的兴趣点。

二、合作探究、精讲点拨

（一）闭合电路欧姆定律

1、提出问题：

什么是闭合电路呢？首先我们认识一下什么是闭合电路，闭合电路由内电路，外电路，组成。在这里我们要知道七个概念：电源，内电路和外电路，内电阻和外电阻，内电压和外电压。

2、建立模型

问题1：在闭合回路中，电源在电路中起何作用？描述电源性能有哪些

重要参数？这些参数有何物理意义？

过电池内部所受到的阻力,

问题2：如图，流过电阻R 和电阻r

的电流大小有何关系？ R 与r 是怎样联接的？

电流大小相等,串联关系。

问题3：在闭合电路中，电势如何变化呢？

通过电势变化过程分析和动画让学生体会在内外电路中电势的变化情况，并通过课本上的物理模型让学生直观的看到变化情况：在外电路中，沿电流方向电势降低，在内电路中，一方面，存在内阻，沿电流方向电势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势“跃升”。而且，它们还满足E=U 外+U 内

3、解决问题

过渡引入：为什么会有这样的关系呢？我们从理论上再分析一下。 看下面的电路：如图，外电路有一电阻R ，电源为一节干电池，内阻

为r ，电动势为E 。

问题1、若闭合开关S 后，电路电流为I ，则在t 时间内，在电源内部有多少正电荷从负极

移到正极？有多少化学能转化为电能？这种能量的转化是通过什么力做功实现的？ 正电荷的数目为q=It,由W 非=Eq 得W 非=EIt ，通过非静电力做功把化学能转化为电能 E 电= EIt

问题2、在电源内部由于电阻r 的存在，接通电路电流为I ，在t 时间内消耗了多少电能？

转化成什么能量？

因为电源内部有电阻，内电阻消耗电能转化为内能，t 时间内消耗电能转化为的内

能为：Q 内= I 2rt

问题3、接通电路电流为I ，在外电路有电阻R 存在， t 时间内它消耗了多少电能？转化

成什么能量？

外电阻消耗电能，电能将转化为内能，即：Q 外=I 2Rt

问题4、E 电，Q 外和Q 内三者之间有何关系？

由能量守恒思想得E 电=Q 外+Q 内

4、总结规律

推导：E 电=Q 外+Q 内① EIt=I 2Rt+I 2rt ② EI=I 2R+I 2r ③

E=IR+Ir ④ I ＝E R ＋r

⑤ 4式反应了闭合电路沿电流方向电势变化的什么规律？

外电路电势降低，内电路电势“升中有降”电动势等于内外电路电势降落之和

5式反应了闭合电路中的什么规律？

闭合电路欧姆定律：

①公式表述：I ＝E R ＋r

②语言表述：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，这个结论叫做闭合电路的欧姆定律。

例题1：如图，Ｒ1=28Ω,Ｒ2=18Ω,当开关处于位置1时,电流

表读数I 1=0.4A;当开关处于位置2时,电流表读数

I 2=0.6A.求电源的电动势E 和内电阻r.

解：由闭合电路欧姆定律得：

E=I 1R 1+I 1r ①

E=I 2R 2+I 2r ②

消去E ，得：

将r 代入①式得E=12V

所以电源的电动势E=12V

电源的内电阻r=2Ω

思考：在部分电路欧姆定律中，对于确定的电阻，通过电流越大两端的电压越大。那么在闭合电路中路端电压随电流如何变化呢？

设计意图：通过该问题，为下一个问题做好过渡，让整堂课感觉很连贯，同时引发学生的思维冲突，为下一步的学习激发学生的兴趣和探索的欲望。

（二）路端电压跟负载的关系

1、实验探究：当外电路电阻减少时，电流怎样变化？路

端电压如何变化？

2、得出结论： 由闭合电路欧姆定律能得出路端电压和电流定量关系

Ω=Ω-?-?=--=24

.06.0186.0284.0 122211I I R I R I r A V

E r

吗？

U=E-Ir

3、两个特列：

①外电路断路时：R→∞ I=0 U端=E

②外电路短路时：R=0 I=E/r U=0

4、规律应用

说一说: 本节课开始的实验中，为什么连接的灯泡越多，每个小灯泡亮度变暗？请根据闭合电路欧姆定律和刚才的实验得出的数据规律解释这种现象。

设计意图：回顾新课开始的实验，通过所学知识让学生解释原因，同时也解决了新课开始实验埋下的伏笔，做到了很好的前后照应，同时做到学以致用，让学生感受到学习的成就感和学习的快乐。

三、反思总结，提高升华

学生自己对本节所学内容进行总结，可以让学生口头叙述出来.

《闭合电路欧姆定律》学情分析

知识基础分析：

已经学习和掌握了电路的结构，电路元件的串并联关系，已熟练掌握了部分电路的欧姆定律，会利用该定律列式求解相关问题。

掌握了电源和电动势的概念，知道电动势的物理意义和基本含义，以及电场力做功的特点和计算方法。

学习能力分析：

学生的观察、分析能力不断提高，能够初步地独立发现事物内在联系和一般规律的能力。

具有初步的概括归纳总结能力、逻辑推力能力、综合分析能力。

《闭合电路的欧姆定律》效果分析《闭合电路的欧姆定律》的教学是中学物理教学中极其重要的内容之一，它既是中学物理教学的重点又是难点，而把握重点、突破难点的关键，是做好“闭合电路欧姆定律”的实验。但这个实验又是一个较为难做的实验，不少对引起本实验较大误差的原因及如何有效减少这些误差的对策。发现该实验难成功、误差大的原因主要表现在几个方面：第一，教学实验用的铅蓄电池存在极板易极化等诸多不稳定因素，造成电池电动势、电压很不稳定，几次测量结果有时相差0.5V

之多。第二，常用的机械指针式电压表的内阻不够大，其电阻对测量结果的影响较大。第三，外电阻的不同对实验结果的影响也很大，如阻值过小会使电路中电流过大，极化更严重等。

（一）“闭合电路欧姆定律”的教学地位“闭合电路欧姆定律”是高中物理《恒定电流》一章的重要内容，也是高中物理教学中极其重要的内容之一，教学大纲中对这部分知识所要求掌握的程度属于较高的层次。即要求学生深刻理解定律的确切含义，并且能在对物理问题进行分析、综合、推理和判断的过程中应用它。本课涉及电动势、内阻、内电压、外电压等基本概念，而且同学们在对内阻的理解上存在较大的前概念问题引起的思维障碍，因为从学生认识结构和能力水平来看，他们在学习“闭合电路欧姆定律”之前，欧姆定律给他们留下了较深刻的印象，他们往往很难意识到电源有内阻，习惯把路端电压看成是不随外电路变化的，这种先入为主的错误观念，形成了不可小看的思维定势，为后面的整个教学增加了不少困难。

（二）“闭合电路欧姆定律”的教学实验从教材看，本课只涉及到路端电压跟负载电阻关系的实验教学，而且此实验的又过于简单，本实验是为了研究变量——外电路的电阻；选择变量——路端电压；控制变量——电流这三者的关系。尽管路端电压的变化确实能让学生产生疑惑：为什么电压表的读数会变化？这是欧姆定律所不能解释的，从而激起学生的求知欲望，但本实验能够得出I=E/（R+r）的结论，思维跨度较大，学生即使不会对“闭合电路欧姆定律”的结论有所疑惑也会对此实验的有效程度产生质疑，这样，要让学生从这一实验产生对“闭合电路欧姆定律”的持久记忆就困难了。高中“闭合电路欧姆定律”这一课题的实验教学，可采用实验-归纳法，即通过对一些实验现象的归纳推理，抽象出这一规律。也可以采用假设-验证法，即先从学生学过的规律出发，进行理论推导，得出新的规律。也就是先运用能量守恒定律和焦耳定律，通过逻辑推理的论证方法，推导出“闭合电路的欧姆定律”，然后用实验加以验证。

《闭合电路的欧姆定律》教材分析本节是恒定电流这一章的重点内容，也是初中内容的充实与提高，教材结构较好地突出了理论与实践的统一是学生明白物理规律既可以从实验中得出，也可以从理论推导中得出。本节首先介绍了电路中几个概念：电动势的概念，再引入外电路、内电路，外电阻、内电阻，外电压、内电压等基本概念；然后是在电流方向上电势的变化规律；利用能量观点从理论上得出了闭合电路欧姆定律；在路端电压与负载之间的关系中，先通过演示实验定性得出路端电压和电流（实际上是负载）的定性关系，然后再根据闭合电路欧姆定律得到了路端电压与

电流（实际上是负载）的定量关系。本节教学的重点应该在闭合电路的欧姆定律；路端电压与负载的关系。物理学是一门实验科学。本节课在教学过程中，以演示实验和学生探究实验为基础，来创设良好的教学情景，激发学生学习的兴趣，引发认知上的冲突，让学生分享成功的快乐，增强学习的信心和动力。充分发挥多媒体课件的优势，变抽象为具体，化难为易，缩短每个教学环节的时间，为教学重点的突出，教学难点的突破，发展学生能力创造条件。

《闭合电路的欧姆定律》评测练习

(1题考查闭合回路中电势变化情况，2、3题考查闭合电路欧姆定律应用和路端电压与外电阻的关系，4题考查利用闭合电路欧姆定律的计算问题)

1.电源电动势为ε，内阻为r，向可变电阻R供电.关于路端电压，下列说法正确的是( )

A．因为电源电动势不变，所以路端电压也不变

B．因为U=IR，所以当R增大时，路端电压也增大

C．因为U=IR，所以当I增大时，路端电压也增大

D．因为U=ε-Ir，所以当I增大时，路端电压下降

2、如图电路中，电池内阻符号为r，电键S原来是闭

合的.当S断开时，电流表( )

A．r=0时示数变大，r≠0时示数变小

B．r=0时示数变小，r≠0时示数变大

C ．r =0或r ≠0时，示数都变大

D ．r =0时示数不变，r ≠0时示数变大

3、如右图所示电路中，电源电动势E ＝9 V 、内阻r

＝3 Ω，R ＝15 Ω，下列说法中正确的是( )

A ．当S 断开，U AC ＝9 V

B ．当S 闭合，U A

C ＝9 V

C ．当S 闭合，U AB ＝7.5 V ，U BC ＝0

D ．当S 断开，U AB ＝0，U BC ＝0

4、在如图所示电路中，电源的电动势为1.5V ，

内阻为0.12Ω，外电路的电阻为1.38Ω，

求电路中的电流和路端电压。 《闭合电路的欧姆定律》教后反思

物理学是一门实验科学。本节课在教学过程中，以演示实验和学生探究实验为基础，来创设良好的教学情景，激发学生学习的兴趣，引发认知上的冲突，让学生分享成功的快乐，增强学习的信心和动力。充分发挥多媒体课件的优势，变抽象为具体，化难为易，缩短每个教学环节的时间，为教学重点的突出，教学难点的突破，发展学生能力创造条件。

本节课我采用了实验引入，通过灯泡亮度的变化，引入设问，为下面的学习埋下伏笔，引发学生的思考，同时也激发了学生学习的兴趣点。并且在最后对这一疑问进行解决，这样前后照应，使本节课在结构上十分严谨，浑然一体。

在具体的教学中我由浅入深、由外而内，符合学生身心发展规律和学生学习规律，让学生通过探究、合作、讨论的形式把基本知识掌握好，然后老师点拨，使学生的学习进一步升华和提升。在闭合电路R S

E r

的欧姆定律讲解部分，通过问题过渡引入、设置情景、设计问题、讨论问题、解决问题、总结规律的思路使知识的学习步步深入，不知觉间将知识学会。在路端电压和外电阻的关系的学习中，通过实验探究、得出结论，进而找出两个特例来解释一些现象并解决一些实际问题。最后通过学生自己对本节课的归纳总结，使学生的知识进一步升华，从而内化为自身能力。但是在具体内容的学习中，由于学生自身的知识基础和学习能力的限制，个别学生对于教学的设计方面没有深刻体会，不能按照老师的思维进行思考和研究，导致个别学生的效果较差。

《闭合电路欧姆定律》课标分析

本节课的课程标准为：闭合电路的欧姆定律。由于所研究的是整个电路的电流、电动势和总电阻的关系，因此本节课的教学必须考虑到电源很外电路的问题，电源牵扯到电动势和内阻，电动势的概念理解很重要，电源的内阻也是影响电流的因素，外电路要注意纯电阻电路和非纯电阻的表达式的区别，根据这一考虑，在教学中特制订如下教学目标。

知识与技能方面

1．理解电动势的定义，知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。

2．知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。

3．理解闭合电路欧姆定律及其公式，并能熟练地用来解决有关的电路问题。

4．理解路端电压随电流（或外电阻）关系的公式表达和图象表达，并能用来分析、计算有关问题。

5．理解闭合电路的功率表达式，知道闭合电路中能量的转化。

6．初步掌握电源电动势和内阻的一些测量方法。

过程与方法方面

1．通过路端电压与外电阻的关系实验探究，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。

2．通过研究路端电压与电流的关系公式、图象及图象的物理意义，培养学生应用数学工具解决物理学问题的能力。

3．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。

情感态度与价值观方面：

1．通过演示实验和探究实验，激发学生求知欲和学习兴趣，享受成功的乐趣，体会物理学研究的科学性。

2．通过分析路端电压与电流（外电阻）的关系，培养学生严谨的科学态度，感受物理之美。

3．通过学生之间的讨论、交流与协作探究，培养团队合作精神。

教学重点

1．闭合电路欧姆定律。

2．路端电压与电流（外电阻）关系的公式表示及图象表示。

教学难点

1．电动势的概念。

2．路端电压与电流（外电阻）关系。