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【教學目標】

1．知識目標。

（l）掌握閉合電路的歐姆定律；

（2）理解端壓跟外電路的電阻的關系，理解斷路和短路時的端壓和電流；

（3）理解端壓發生變化的根本原因。

2．能力和方法目標

（l）培養學生“發現問題，提出假設，實驗研究，得出結論”的探究物理規律的科學思路和方法；

（2）通過學習，使學生會用閉合電路歐姆定律解決一些簡單的實際問題。

【教學方法】

在教師指導下，師生共同探討的啟發式教學。

【教學器材】

電壓表、電阻箱、電鍵、電池組、J1203型蓄電池、導線等各24組。新電池兩節，內阻較大的電池一組（電動勢為9V以上），燈泡若干，演示用電壓表，保險絲，導線若干，單刀雙擲開關，投影儀等。

【教學過程】

1．引入新課

師：如圖1電路，將電壓表接在電源兩端，從電壓表上讀出的是什么？

生：電源電動勢。

演示實驗：測電源電動勢并觀察燈泡亮度。

師：出示圖1裝置示教板，簡介實驗裝置，分別開關打向1和2，讓學生通過電壓表的實物投影讀電源和的電動勢。

生：，。

師：（將電壓表換接成小燈泡，開關接1時。小燈泡很亮，幾乎發白光）問：開關接2時，會發生什么情況？

生：（猜測）：①燒毀，②更亮。

師：（開關接通2，小燈泡還不如接1時亮。）

生：（嘩然，形成強烈反差）

師：學習了閉合電路歐姆定律后，我們就能解釋這一實驗現象了。

2．新課教學

2．l閉合電路歐姆定律的數學表達式（在教師的啟發下，引導學生完成）

師：什么樣的電路叫閉合電路呢？

生：由電源和用電器組成的完整電路。

師：電源有哪些重要的參量？

生：電源電動勢和內阻。

師：（出示圖2的動畫電路）閉合電路中，流過內電路和外電路的電流有什么關系？

生：相等。

師：電源的電動勢與端壓（外電壓）、內電壓之間的關系是怎樣的？

生：E=U=U′。

師：現設通過電路的電流強度為I，外電路的電阻為R電源電阻為r，根據歐姆定律，可以把上式進一步寫成怎樣的形式？

生：根據歐姆定律，外電壓U′=IR，內電壓U′=Ir，代入E=U+U′，可以得出：E=IR+Ir。。

師：如果我們要探討電路里的電流強度I跟哪些因素有關，有什么關系，還需要把公式改變成怎樣的形式？

生：可以改寫成：。

師：好，這就是閉合電路歐姆定律的數學表達式。它表示：閉合電路中的電流，跟電源的電動勢成正比，跟整個電路的電阻成反比。在公式中，R的含義是什么？

生：外電路的總電阻。

師：對給定的電源，E、r均為定值，外電阻變化時，會引起電路電流的變化，I隨R會發生怎樣的變化？

生：由公式知，R變大則I減少，R變小則I增大。

師：根據U=IR，R變大時端壓（外電壓）會隨之發生怎樣的變化呢？

生：（猜測。有人說變大，有人說變小）

師：請兩個學生介紹判斷的過程和依據。（暫時不做評價，由“實踐是檢驗真理的標準”過渡到學生實驗上來。）

2．2探討U隨R變化的規律

學生實驗：探討U隨R變化的規律

師：如果給你一個電源，一個電鍵，一個電壓表，一個電阻箱，讓你來探討外電壓U隨外電阻R變化的規律，你該怎樣設計電路？請畫出電路圖。

生：（畫電路圖）

師：（講評學生所畫電路，指導學生進行實驗）

生：（出示實驗數據記錄，得出結論）端壓隨外電阻的增大而增大，隨外電阻的減少而減少。二者變化的趨勢相同。

師：能否根據閉合電路歐姆定律從理論上分析為什么會發生這樣的變化？

生：（討論，在教師誘導下得出）

師：剛才我們通過實驗和理論探討了端壓隨外電阻變化的規律，得出了上述結論。請大家再思考，當外電阻很小時，會發生什么情況呢？

生：外電阻減少到零時，會發生短路現象。

師：短路時的電流有多大呢？

生：（可能會說無窮大教師從電路電阻出發引導，使學生得出）短路時：R=0，I=E／r，U′=E，U=0。

師：短路時的電流取決于E，r。一般情況下，電源內阻很小，像蓄電池的內阻只有0．005Ω－0．1Ω，所以短路時電流會很大，很大的電流會造成什么后果呢？

演示實驗：保險絲熔斷現象。

師：（出示示教板，簡單向學生介紹電路的元件，先讓電燈開始正常工作）大家說說，怎樣的外電路才算短路呢？

生：將電鍵合上，使外電路的電阻R=0。

師：（演示：合上電鍵，保險絲燒斷起煙，小燈泡熄滅）保險絲燒斷，說明短路時的電流的確很大。如果沒有保險絲，短路時很大的電流長時間通過電路，就可能損壞電源，甚至釀成火災。所以在實驗操作中和日常生活、生產中要注意避免短路，也不能圖方便用銅絲替代保險絲。那么，怎樣使電路恢復正常呢？

生：（教師引導）先排除故障，再換保險絲。

師：當外電阻很大時，又會發生什么現象呢？

生：（引導學生類比得出）斷路。

斷路時：R→∞，I=0，U′=0，U=E。

師：電壓表測電動勢就是利用了這一道理．通過前面的討論，我們對U隨R變化的規律有了了解，但在討論中都是以電源的E、r不變作為前提的。如果有兩個電源，它們的內阻不同，端電壓隨外電阻的變化有什么區別呢？

2．3U隨R變化的根本原因

學生實驗：探究內阻不同時U隨R變化的特點（電路如圖3）。

師：現有四節干電池組，電動勢約6V，內阻阻值大約在0．5Ω－2Ω之間；有一個蓄電池組，電動勢約6V，內阻大約在0．005Ω－0．1Ω之間。請大家再做實驗，比較這兩個電源U隨R變化的特點。

生：（實驗操作，教師巡回指導）

實驗結論：內電阻很小的電源，端電壓隨外電阻的變化不明顯。

師：大家推測一下，當電源內電阻為零時，外電壓還隨外電阻的變化而變化嗎？

生：不隨。

師：能否理論推導一下？

生：r=0，無論I如何變化，U′=Ir=0，故U=E－U′=E不變。

師：內電阻等于零的電源叫理想電源，它的端壓是不定值，不隨外電阻的變化而變化，初中討論的都是這樣的電源。可是，實際的電源都有內阻。正是由于r≠0，才導致U隨R的變化。可見，U隨R變化的根本原因是……

生：r≠0。

3．規律應用演示實驗：（裝置見圖5）

師：（簡單介紹實驗裝置，電源為6V干電池組）逐個合上電鍵，燈泡的亮度會不會發生變化？

生：（討論，看法不一）

師：（實驗。結果發現接入電路中的小燈泡亮度逐漸變暗。）怎樣解釋看到的現象？

生：隨著燈泡逐漸接入，外電路的總電阻逐漸減小，外電路的端壓逐漸減小，由知，燈泡消耗的實際功率逐漸變小，燈泡亮度變暗。

師：（改用蓄電池作電源，再做上述實驗，結果發現燈泡亮度幾乎不變）

生：蓄電池內阻很小，外電路電阻變化時，端壓變化非常小，燈泡消耗的實際功率變化很小，因而亮度幾乎不變。

師：這一現象再次說明了……

生：內電阻不為零是端壓變化的根本原因。

師：請大家思考，開始上課時做的演示實驗為什么會出現那樣一個結果？

生：（討論后得出）電源的內阻很大，比燈泡的電阻還要大，因此內阻分壓也大，第二次加在燈泡兩端的外電壓沒有第一次的大。

師：你們的推理是否正確，實際測量一下就知道了。

演示實驗：

師：（測圖1燈泡兩端在電鍵按1和2兩種情況下的端壓。結果表明，第二次的端壓小于第一次）

生：（露出滿意的笑容）

師：通過這節課的學習，我們解決了上一節課學習電動勢時產生的“端壓為什么會隨外電阻的變化而變”的疑問，得到了閉合電路的歐姆定律，搞清了端壓變化的根本原因。在本節課的學習中，有沒有新的問題？

生：實驗測量中發現，隨著外電阻的增大，端壓并不是一直增大的，這是為什么？

師：（表揚提問題的學生，引導大家討論，然后解釋）當外電阻大到一定程度時，由閉合電路歐姆定律知，總電流極小，內電阻止的分壓趨近于零，端壓趨近于電源的電動勢，接近于發生了斷路現象。

生：老師，你是怎樣知道干電池和蓄電池的內阻的？

師：這個問題提的好。我們是在干電池組內阻大于蓄電池組內阻的前提下得出端壓變化的根本原因的，如果事實不是這樣，則結論也就不成立了，這個問題留做課后思考，下節課我們將通過實驗來測定電源的電動勢和內阻。實際上今天的課已經告訴了你一種測量方法了……大家還有問題嗎？

生：……

4．小結

4．l閉合電路歐姆定律是高中電學中的重要規律之一，要掌握其內容并會運用它分析電流強度、端壓隨外電阻的變化規律。以及端壓跟電流強度的關系。根據I=E′（R+r）、U′=Ir、U=E-Ir可知：

R↑→I↑→U′↑→U↓

R=0，I=E/r，U′=E，U=0（短路）

R↑→I↓→U′↓→U↑

R→∞，I=0，U′=0，U=E（斷路）

4．2在初中討論電路問題時，不考慮電源內阻。到了高中，有些問題常要考慮電源內阻。路端電壓隨外電阻變化而變化，其根本原因是因為電源有內阻。我們關心路端電壓的變化情況，是關系到用電器能否正常工作的問題，這在實際應用中有現實意義。

5．布置作業（略）。

【教學設計說明】

1．閉合電路的歐姆定律在高中“恒定電流”一章中占有重要地位，這是一節承上啟下的課。在設計本節課時，我十分注意對學生科學素質的培養。在教學中實施素質教育的核心是培養學生的創新精神和實踐能力。對于中學生來說，創新精神主要體現在學生應具有創新的意識，其直接的表現就是善于發現問題，善于提出問題。因此在課堂上應把主要精力放在引導學生發現問題并尋找解決問題的途徑上。根據上一節課中學生對端壓會發生變化所產生的疑問，我設計了本節課的教學流程，旨在通過學生的親身實踐，得到掌握知識、培養能力、形成習慣的最終目的。在這節課的最后，還留給學生一段時間，讓他們自己來提問題，并討論、解答，這也是出于培養創新意識的需要。

2．利用實驗發現規律，利用實驗驗證結論是貫穿整個課堂教學的一條主旋律。本節課一開始，就利用學生的日常生活經驗與演示實驗的矛盾巧設“懸念”，使他們的心理經歷了一次前科學意識與物理規律的強烈碰撞，求知欲望之火被迅速點燃，從而興致勃勃地進入了主動學習的“角色”。在教學活動中，一個個演示、學生實驗不斷地開后學生思維的“閥門”，他們時而全神貫注，時而心領神會，在一系列“發現問題，提出假設，實驗研究，得出結論”的過程中，錯誤的前概念逐步被糾正，科學的物理規律在腦海里扎下了很。物理教學活動的科學性和藝術性得到了有機的統一，科學美的教育也滲透在其中了。

3．探究U隨R變化的根本原因——內電阻不等于零是本節課教學過程中的一個難點，教材上雖沒有對此做出明確要求，但其重要性是不言而喻的。為了突破難點，在教學中設計了一個學生實驗，比較蓄電池和干電池端壓隨外電阻變化的特點，并注意啟發學生根據實驗結果進行合理的外推，得出了r=0時，U不隨R變化的結論．降低了教學難度，使學生易于接受。

教學后記