《閉合電路的歐姆定律（第一課時(shí)）》教案教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)：1.知道電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2.知道什么是非靜電力以及電源中非靜電力的作用，從能量轉(zhuǎn)化角度理解電動(dòng)勢(shì)的物理意義，知道電動(dòng)勢(shì)的定義。3.運(yùn)用能量觀念，從功能關(guān)系的角度對(duì)閉合電路的每個(gè)部分的能量轉(zhuǎn)化做理論探究，推導(dǎo)出閉合電路的歐姆定律。4.通過(guò)經(jīng)歷理論探究過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，體驗(yàn)?zāi)芰渴睾愫湍芰哭D(zhuǎn)化和守恒定律在電路中的具體應(yīng)用。。教學(xué)重點(diǎn)：1.建構(gòu)電源模型，知道電源是通過(guò)非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。通過(guò)分析用物理量之比給出電動(dòng)勢(shì)的定義。2.閉合電路的歐姆定律的理論推導(dǎo)過(guò)程，體驗(yàn)?zāi)芰渴睾愫湍芰哭D(zhuǎn)化和守恒定律在電路中的具體應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)：1.對(duì)非靜電力做功的理解。2.電動(dòng)勢(shì)的概念。教學(xué)過(guò)程時(shí)間教學(xué)環(huán)節(jié)主要師生活動(dòng)第一部分：電動(dòng)勢(shì)復(fù)習(xí)已有知識(shí)：在第十一章電路及其應(yīng)用中我們學(xué)過(guò)電源?；貞浺幌拢娐分幸谐掷m(xù)的電流就必須有電源。能把電子從A搬運(yùn)到B的裝置P就是電源，A和B是電源的兩個(gè)電極。由于規(guī)定了電流方向?yàn)檎姾啥ㄏ蛞苿?dòng)的方向，因此，下面我們就按正電荷的移動(dòng)進(jìn)行討論了。必要的準(zhǔn)備知識(shí)：閉合電路，外電路、內(nèi)電路。正電荷從電源正極通過(guò)外電路移到負(fù)極,要想使電路中保持持續(xù)不斷的電流，還必須把負(fù)極的正電荷通過(guò)內(nèi)電路移送到正極，構(gòu)成一個(gè)使自由電荷能循環(huán)運(yùn)動(dòng)的閉合回路。閉合電路：由導(dǎo)線、電源和用電器連成的電路叫作閉合電路。用電器和導(dǎo)線組成外電路，電源內(nèi)部是內(nèi)電路。提出問(wèn)題：電源內(nèi)部的正電荷受到靜電力方向？靜電力做正功還是負(fù)功？電勢(shì)能如何變化？電源中是什么力把正電荷從負(fù)極搬運(yùn)到正極的？做正功還是負(fù)功？分析：在外電路中存在著由正極指向負(fù)極的電場(chǎng)，正電荷被靜電力推動(dòng)著由正極流向負(fù)極。在電源內(nèi)部，也存在著由正極指向負(fù)極的電場(chǎng)，靜電力阻礙正電荷向正極移動(dòng)，即它做負(fù)功，電勢(shì)能增加。在電源內(nèi)部要使正電荷向正極移動(dòng)，就一定要有一種與靜電力方向相反的力作用于電荷才行。我們把這種力叫作非靜電力。也就是說(shuō)，電源把正電荷從負(fù)極搬運(yùn)到正極的過(guò)程中，是非靜電力在做正功，使電荷的電勢(shì)能增加。演示實(shí)驗(yàn)：手搖發(fā)電機(jī)。圖片展示化學(xué)電池內(nèi)部。電源的實(shí)質(zhì)：手搖發(fā)電機(jī)中，非靜電力是電磁作用，它使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。在化學(xué)電池中，非靜電力是化學(xué)作用，它使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能。歸納一下各種電源的實(shí)質(zhì)：從能量轉(zhuǎn)化的角度看，電源是通過(guò)非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置。提出問(wèn)題：不同類型的電源，非靜電力是不同的，那么不同電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的本領(lǐng)相同嗎？怎么比較電源非靜電力做功本領(lǐng)的強(qiáng)弱呢？給學(xué)生具體數(shù)據(jù)，要求：判斷哪款電池搬運(yùn)電荷的本領(lǐng)最強(qiáng)？這是三種電池每一節(jié)電池的數(shù)據(jù)。根據(jù)所給數(shù)據(jù)，能直接判斷哪一款電池搬運(yùn)電荷的本領(lǐng)最強(qiáng)嗎？前2組都是搬運(yùn)1C正電荷做的功，但第三組數(shù)據(jù)卻是一節(jié)鉛蓄電池搬運(yùn)0.6C正電荷做的功。我們要比較這三種電池搬運(yùn)電荷的本領(lǐng)大小，就要比較在都搬運(yùn)1C的正電荷時(shí)非靜電力做功的大小。這種情況下，三款電池的非靜電力做功分別為1.5J、1.2J和2.0J。搬運(yùn)1C正電荷非靜電力的做功反映了電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的本領(lǐng)。所以，鉛蓄電池搬運(yùn)正電荷的本領(lǐng)最強(qiáng)。電動(dòng)勢(shì)我們需要引入一個(gè)能反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能本領(lǐng)大小的物理量，這個(gè)物理量就是電動(dòng)勢(shì)。在物理學(xué)中，我們用非靜電力所做的功與所移動(dòng)的電荷量之比來(lái)表示電源的這種特性，叫作電動(dòng)勢(shì)。如果移動(dòng)電荷量q時(shí)非靜電力所做的功為W，電動(dòng)勢(shì)E表示為E=W/q。電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功。電動(dòng)勢(shì)是標(biāo)量，單位：伏特（V）1V=1J/C圖片展示各種電池（電動(dòng)勢(shì)有高有低，體積大小也各不相同）說(shuō)明：電動(dòng)勢(shì)由電源中非靜電力的特性決定，跟外電路無(wú)關(guān)。對(duì)于常用的干電池來(lái)說(shuō)，電動(dòng)勢(shì)跟電池的體積無(wú)關(guān)。提出問(wèn)題：閉合回路的能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？在外電路，靜電力做功，把電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其它形式的能（此處要強(qiáng)調(diào)當(dāng)外電路用電器不只是電阻時(shí)，電勢(shì)能不是只轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，比如電路里有電動(dòng)機(jī)時(shí)，就有一部分電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）在內(nèi)電路，各種非靜電力做功，把其他形式能量轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能。提出問(wèn)題：電源的電勢(shì)能都提供給外電路的用電器了嗎？同學(xué)會(huì)想到在電源內(nèi)部也會(huì)有發(fā)熱的現(xiàn)象，由此引出內(nèi)阻。內(nèi)阻：通常在電源內(nèi)部也存在電阻，內(nèi)電路中的電阻叫內(nèi)電阻，簡(jiǎn)稱內(nèi)阻。我們可以將電源等效為一個(gè)沒(méi)有電阻的理想電源與電阻的串聯(lián)。請(qǐng)同學(xué)觀察演示實(shí)驗(yàn)并思考問(wèn)題：第一次用的是一節(jié)新電池給小燈泡供電，第二次是用一個(gè)舊電池供電?，F(xiàn)象是第二次小燈泡亮度比第一次暗了很多。請(qǐng)大家猜想一下這是為什么呢？小燈泡的亮度暗了很多表明：舊電池組提供的電流比新電池提供的電流小很多。實(shí)驗(yàn)中我們看到新舊電池電動(dòng)勢(shì)差別不是很大，那為什么電流有這么大差別呢？原來(lái)是內(nèi)阻變化導(dǎo)致的，新電池內(nèi)阻很小，舊電池內(nèi)阻卻很大?？梢?jiàn)我們使用電源的時(shí)候，不僅要關(guān)注它的電動(dòng)勢(shì)，也要關(guān)注其內(nèi)阻。電源：電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻（E，r）都是由電源本身的性質(zhì)決定，與外電路無(wú)關(guān)。第二部分：閉合電路的歐姆定律及其能量分析觀察實(shí)驗(yàn)。提出問(wèn)題：電源、小燈泡的規(guī)格都相同。多個(gè)并聯(lián)的小燈泡的亮度明顯比單獨(dú)一個(gè)小燈泡暗。如何解釋這一現(xiàn)象呢？為了回答這個(gè)問(wèn)題，我們先來(lái)理論探究一下：對(duì)于閉合電路來(lái)說(shuō)，電流I跟電源的電動(dòng)勢(shì)E及內(nèi)阻r、外電路的電阻R之間會(huì)有怎樣的關(guān)系呢？對(duì)外電路的電阻，導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體的電阻R成反比。這是我們?cè)诔踔袑W(xué)過(guò)的部分電路歐姆定律I=??/??，對(duì)于閉合電路來(lái)說(shuō)，電流I跟電源的電動(dòng)勢(shì)E及內(nèi)阻r、外電路的電阻R之間會(huì)有怎樣的關(guān)系呢？現(xiàn)在讓我們從能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律來(lái)分析閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化情況。理論探究：閉合電路中電流I的決定因素。情景：電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,與一個(gè)用電器接成閉合電路，設(shè)用電器兩端電壓為U,電路中電流為I,通電時(shí)間為t。電源內(nèi)部非靜電力做了多少功？對(duì)于電源來(lái)說(shuō)，因非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，轉(zhuǎn)化的數(shù)值與非靜電力做的功W相等。時(shí)間t內(nèi)電源輸出的電能為W＝Eq＝EIt。閉合回路中能量如何轉(zhuǎn)化？在電源內(nèi)部非靜電力做功，把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能；在外電路及內(nèi)阻處，靜電力做功，把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。提出問(wèn)題：電源提供的電能在哪些地方轉(zhuǎn)化成其他形式能量（被消耗）？在外電路只有電阻的情況下，電能在內(nèi)、外電路都只轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，同學(xué)也可以嘗試用教材85頁(yè)的方法得出同樣的結(jié)論。二、閉合電路歐姆定律內(nèi)容：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。公式：適用范圍：外電路中沒(méi)有電動(dòng)機(jī)、電解池等用電器，只有電阻。正電荷在靜電力的作用下從電勢(shì)高的位置向電勢(shì)低的位置移動(dòng)，電路中正電荷的定向移動(dòng)方向就是電流的方向，所以，在外電路中，沿電流方向電勢(shì)降低。內(nèi)電阻的電勢(shì)也會(huì)沿電流方向降低。小結(jié)：這里我們是從能量的觀念分析電路問(wèn)題的。理論探究閉合電路歐姆定律時(shí)，推導(dǎo)的核心就是分析閉合電路的能量關(guān)系。對(duì)電動(dòng)勢(shì)的概念的建構(gòu)，注重從功能關(guān)系和能量轉(zhuǎn)化的角度理解，用物理量之比定義了電源電動(dòng)勢(shì)。推導(dǎo)出全電路歐姆定律之后，我們又可以從全電路的電勢(shì)升、降角度來(lái)理解電動(dòng)勢(shì)。實(shí)驗(yàn)探究與理論探究是同等重要的，下節(jié)課我們將通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證閉合電路的歐姆定律，請(qǐng)大家拭目以待。課后練習(xí)1.關(guān)于電源電動(dòng)勢(shì)大小的說(shuō)法，正確的是( )A.同一種電池，體積越大，電動(dòng)勢(shì)也越大B.電動(dòng)勢(shì)的大小表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的大小C.電路斷開(kāi)時(shí)，電源的非靜電力做功為0，電動(dòng)勢(shì)并不為0D.電路中電流越大，電源的非靜力做功越多，電動(dòng)勢(shì)也越大2.一組鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)為4.8V，內(nèi)阻不為零，以下說(shuō)法中正確的是()A．電路中每通過(guò)1C電荷量，鉛蓄電池能把4.8J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹷．體積大的鉛蓄電池比體積小的鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)大C．電路中每通過(guò)1C電荷量，鉛蓄電池內(nèi)部非靜電力做功為4.8JD．該鉛蓄電池把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)比一節(jié)干電池(電動(dòng)勢(shì)為1.5V)的強(qiáng)3.將電動(dòng)勢(shì)為3.0V的電源接入電路中，測(cè)得電源兩極間的電壓為2.4V，當(dāng)電路中有6C的電荷流過(guò)時(shí)，求：(1)有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能(2)外電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能(3)內(nèi)電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能課后練習(xí)解析和答案1.答案：BC解析：電源電動(dòng)勢(shì)是表征電源中非靜電力做功能力的大小，是電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的本領(lǐng)的大小，與電池的體積無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確。電動(dòng)勢(shì)E=Wq是用比值定義的物理量，電流越大，在相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)的電量q也越多，非靜電力做的功W2.答案：ACD解析：W＝Eq可知，電路中每通過(guò)1C的電荷量時(shí)，電池將4.8J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故A正確；電池的電動(dòng)勢(shì)只與電池的性質(zhì)有關(guān)，與體積無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；電路中每通過(guò)1C的電荷量，電池內(nèi)部非靜電力做功為W＝Eq＝4.8J，故C正確；電動(dòng)勢(shì)反映電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，故D正確。3.答案：(1)18J(2)14.