《閉合電路歐姆定律》教學反思
• 教學過程
(一)設定猜想、實驗論證,激發(fā)學生興趣,引入新課
向學生展示平時生活中常用的 1 號、 3 號、 5 號干電池、蓄電池、電源,干電池上注明 1.5V ,蓄電池上標明 2.0V ,電源上標明 15V ,用伏特表測電池兩側可以直接測出分別為 1.5V 、 2.0V 、 15V ,再出示一個普通手電筒上的小燈泡。
實物演示實驗:將小燈泡與 2.0V 的蓄電池相接,請學生觀察燈的亮度——正常發(fā)光,已很亮。
提問:如果將這個燈泡與標明為 15V 的電源相接,我們可以猜想一下,小燈泡會怎樣?
學生根據(jù)生活經(jīng)驗可能會回答:小燈會被燒毀,或即使不燒毀也會比接 3V 電源時亮得多,也有可能和接 2.0V 的一樣。
演示實驗:將小燈接在 15V 電源上,結果是:小燈與 15V 電源相接時不但沒有燒毀,亮度反而比接 2.0V 電源時暗一些。與學生猜想結果大相徑庭。
要圓滿解釋上述現(xiàn)象就要用到本節(jié)課將要學習的內(nèi)容——閉合電路的歐姆定律。
請同學們在仿真實驗中觀察剛才演示實驗的現(xiàn)象,思考:電燈亮度不同主要是因為哪個或哪些物理量不同 ? 這種現(xiàn)象是怎樣產(chǎn)生的?
(二)、新課教學
1 、電動勢
( 1 )電動勢 :我們發(fā)現(xiàn)干電池、蓄電池等兩端的電壓是不相同的,其實這兩端電壓是由電源本身的性質(zhì)決定,同種電源兩極間電壓相同,不同種電源兩極間電壓不同。我們引入電動勢這個概念來表征電源的這種特性。
( 2 )電動勢 E 的物理意義 :是描述電源把其他形式的能量轉化為電能本領大小的物理量。其值等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓。
2 、閉合電路的歐姆定律
( 1 )認識電路 :引導學生觀察教學網(wǎng)頁中的實驗電路,了解閉合電路和分電路;內(nèi)電路和外電路。知道電源外部電流流向和電源內(nèi)部電流流向。
( 2 )閉合電路歐姆定律:
學生在仿真實驗中,可以在電阻元件上單擊右鍵,選擇“屬性”改變電阻值,閉合開關,將電動勢、電流和電阻關系記錄在下表中,
物理量
序號 電源電動勢 E ( V ) 電流 I ( A ) 外電阻 R ( Ω) 內(nèi)電阻 r ( Ω ) 關系
1 00000
2 00000
3 00000
4 00000
5 00000
對數(shù)據(jù)進行分析,得出閉合電路的歐姆定律: I=
3 、路端電壓 U 跟負載 R 的關系
( 1 )、演示實驗中電燈亮與暗的實質(zhì)是什么?
電燈作為負載(即用電器),其亮度主要看加在負載上的“有效”電壓即路端電壓 U ,在負載正常工作情況下, U 大,則燈的亮度高, U 小,則亮度低。而如圖所示,將電燈換成可變電阻 R ,改變外電路 R ,路端電壓 U 跟負載 R 有什么關系呢?
( 2 )、分析討論 U 隨 R 變化的規(guī)律
對于同一個電源,一般情況下其電動勢 E 和內(nèi)阻 r 是不變的,當外電阻 R 變化的時候,請同學們根據(jù)閉合電路歐姆定律: I=E/(R+r) ,引導學生從理論上來討論 U 的變化規(guī)律。當 R 增大時,有 I 減小, I 、 R 都是變量,在沒有給出 I 、 R 具體數(shù)據(jù)的情況下,單純利用部分電路的歐姆定律 U=IR 來判斷 U 的變化是很困難的。但在閉合電路中,內(nèi)、外電壓通過關系式 E = U + U '是聯(lián)系在一起的,而 E 是常量。因為 U '= I r ( r 為常量),我們發(fā)現(xiàn) U '的變化是很容易判定的,完全可以先判定 U '的變化,再根據(jù) E = U + U '進而確定 U 的變化。
仿真實驗:在仿真實驗下進行測試,驗證上述推論的正確性。根據(jù)表格進行探究。
物理量
序號 外電阻 R 電流 I 內(nèi)電壓 U ' 外電壓 U
1 增大 111
2 減小 111
( 3 )、討論兩種特殊情況
① .短路: R = 0 , I =, U '= E , U = 0
說明:短路時電流取決于 E 、 r ,一般情況下 r 很小,故短路時電流很大,由于電流的熱效應,常會燒壞電源甚至引起火災。