主題四直流電及其應用

第二節全電路歐姆定律教學設計案例

課程內容第二節全電路歐姆定律

課程類型啟發講授課課時2學時

本節主要讓學生了解電源電動勢的概念，能列舉生活中常見的各種

教材內容

電池的電動勢大小。了解內電阻的概念。通過實驗，理解全電路歐姆定

分析

律，能進行簡單計算，能用其解釋生產、生活中的相關現象。

學生在初中也接觸過電源這一裝置，但是不了解電動勢這一概念。因

此，在中職物理中，要著重讓學生建構好電動勢的概念，理解電源是把其

他形式的能轉化為電能的裝置。學生在初中只學習過部分電路歐姆定律、

學情分析

電阻的串聯和并聯、電功、電功率、焦耳定律，也沒有學習過全電路的規

律，因此，中職物理中要讓學生形成電路中的電流跟電源的電動勢、內阻

和外電阻都有關系等物理觀念。

1.建構電源、電動勢、全電路、外電阻、內阻、端電壓等概念，形

成電源就是把其他形式的能轉化為電能的裝置、電源具有電動勢、全電路

就是包含電源在內的閉合電路、全電路中的電流跟電源的電動勢和總電

阻都有關等物理觀念，并能應用其解釋生產生活中的相關現象，解決相關

簡單問題。

教學目標2.了解建構電源、全電路、電阻器等物理模型的方法，了解有關全

電路歐姆定律、端電壓與外電阻關系的科學論證方法。

3.通過觀察演示實驗增加對電源電動勢及全電路的感性認識，增強

實驗觀察素養。通過與同學對實驗現象的討論，增強探究設計能力。

4.了解電池的發明過程和氫燃料電池的制造技術，增強科技傳承的

責任感。了解我國領先世界的特高壓直流輸電技術，增強家國情懷。

讓學生建構電動勢的概念，理解全電路歐姆定律，了解模型建構、科

教學重點

學論證等科學方法。

教學難點建構電動勢的概念，理解全電路歐姆定律。

讓學生通過自主學習與合作學習了解新知識，形成新觀念，提高實驗

教學策略

觀察能力，受到科學方法熏陶。

主要教法啟發式講授、演示實驗、組織合作學習

主要學法自主學習、觀察實驗、思考討論、合作學習

多媒體課件展示系統、長10cm、寬10cm,厚2cm的泡沫塑料板一

塊，長2cm、寬1.5cm鋅片2個，長2cm、寬1.5cm銅片2個，LED

教學資源燈1個，導線若干，白醋少許，小刀，1.5V一號干電池1節、開關1個、

滑動變阻器(5Q)1個、電壓表(3V)1個、電流表(0.6A)1個、導

線若干等。

課堂實施

教學

教學內容教師活動學生活動設計意圖

環節

1.簡易化學電池提供的電能是由1.安排學生對教材和教讓學生通

什么能量轉化來的？進行預習(閱學視頻進行過課前自

2.什么是電源？什么是電源的電讀教材、觀看學習和思主學習，

動勢？老師提供的考，并與同發現自己

3.什么是全電路？什么是內阻？微課視頻)。學討論其中不理解的

課前4.什么是全電路歐姆定律？2.就學生提發現的問問題，準

準備5.什么是端電壓？端電壓與外電出的問題進題，將疑問備到課堂

阻有什么關系？行有針對性反饋給老上與同學

6.什么是斷路？什么是短路？地備課，準備師。討論，與

在課堂上學老師交

生討論時給流，解決

予指導。疑問。

新創設情境：展示圖片、提觀看、思考激發學生

課堂

課天黑以后，每家都會打開電燈，問：學習動

實施

如圖所示，此時是城市里的用

引電高峰時段，如果細心觀察，電燈、空調在力，明確

入你會發現電燈發出的光較暗，用電高峰時學習目標

有些大電器如空調等的制冷或段和用電低

制熱效果較差。而到了深夜或谷時段為什

凌晨的用電低谷時段，同一盞么會有如此

燈發出的光卻變得比較亮，空變化？

調的制冷或制熱效果也提高

了。

新意大利物理學家伏打受伽伐尼展示圖片、講傾聽、了解讓學生了

課的發現啟發，經過近20年的研述解化學電

教究，伏打發現了一個金屬序列：池的發明

學鋅、鉛、錫、鐵、銅、銀、金……。過程。

基于這些知識，伏打于1800年

制成了伏打電堆，如圖所示。

在鋅片和銀片之間夾上浸透了

鹽水的厚紙，再把幾十個這樣

的單元疊置起來，就能夠提供

持續的電流。伏打電堆就是今

天使用的化學電池的雛形。

演示實驗：觀察簡易化學電池進行演示實觀看實驗、增加學生

的作用驗，提問：合作學習、對電源的

在一個泡沫塑料板上挖兩個小以學習小組回答：感性認

槽，將兩個鋅片和兩個銅片分為單位討論，使LED燈識，引導

別交叉插在兩個槽的兩邊，用在本實驗中，發光的電能學生通過

導線將中間相鄰的銅片和鋅片使LED燈發來自于化學現象歸納

用導線連接起來，再將兩側的光的電能來電池的化學規律。

鋅片和銅片分別用導線接到自于哪里？能。

LED燈的負極和正極。在兩個

小槽中分別倒入一些白醋，觀

察發生的現象。

生活中常用的化學電池有干電講述傾聽讓學生進

池、鉛蓄電池、鋰電池等。常用一步增加

的普通干電池大都是鎰鋅電對電源的

池，中間是正極碳棒，外包石認識。

墨和二氧化鎰的混合物。再外

面包有電解質糊，因其是一種

不能流動的糊狀物，所以稱為

干電池。最外層是金屬鋅皮做

的筒，也就是負極。化學電池

都是通過化學反應，將化學能

轉化為電能。

【行為與責任】講述傾聽讓學生增

注意生活中使用完畢的廢電池加保護環

含有重金屬有毒物質，不可以境的社會

進行破壞或解剖，也不能將其責任感。

置于火上進行灼燒或炙烤，也

不能隨意丟棄，應作為有害垃

圾投入相應的垃圾桶中進行分

類回收。

現代生產、生活中使用的大部講述傾聽、記憶讓學生建

分電能都來自于發電廠的發電構電源的

機組。發電機組發電時，都是概念。

先通過蒸汽使發電機旋轉起

來，然后通過其內部的電磁作

用，將機械能轉化為電能。

除了化學電池和發電機組，生

產、生活中還有其他種類的電

源，如太陽能電池、氫燃料電

池、核電池等。概括起來說，把

其他形式的能轉化為電能的裝

置，稱為電源。

不同的電源將其他形式講解傾聽、理解幫助學生

的能轉化為電能的本領一般不建構電源

同，為了表示電源這種轉化本的電動勢

領的大小，人們把非靜電力（除概念。

靜電力以外的其他種類的力）

將正電荷從電源負極經內電路

移到正極做的功W作跟被移送

的電荷量q的比值，稱為電源

的電動勢，用E表示，即

.勿非

q

E、W弗和q的國際單位制單位

分別為V（伏）、J（焦）和C

（庫）。

【應用與拓展】氫燃料電池展示圖片、組觀看、閱讀、讓學生了

氫燃料電池是一種清潔型發電織學生自主討論、質疑解氫燃料

裝置，工作原理如圖所示。學習，巡視、電池這一

答疑.新技術。

生活中使用的電池、移動電源展示圖片、講觀看、傾聽、讓學生了

（充電寶），大多還有一個技術述了解解生活中

指標：容量。容量的大小常用的電源及

mA?h（毫安時）表示。電池的其技術指

容量越大，產生的電能越多，標。

使用的時間越長。如果某電池

的標稱容量為4000mA?h,則

表示它能夠以100mA的電流

放電40h,或以200mA的電

流放電20h。

包含電源在內的閉合電路，稱展示圖片、講傾聽、理解、了解全電

為全電路。全電路由外電路和述記憶路的概

內電路組成，如圖所示。虛線念，建構

框以外部分是外電路，由用電正確的物

器、導線等組成；虛線框以內理模型。

部分是內電路，即電源內部的

電路。外電路上的用電器的電

阻，稱為外電阻，用R表示。

電路中導線的電阻忽略不計。

電源內部的電路，如發電機的

線圈、電池內的電解液等，其

電阻稱為電源的內阻，用Ri表

示。電路圖中的電源往往不畫

出內阻，但要標記出來，因為

在研究全電路的規律時必須要

考慮這一因素。

演示實驗：測量電源兩端的電進行演示實觀看、思考讓學生增

壓驗，提問：加對端電

用一節干電池作為電源，用導電壓表的位壓的感性

線將滑動變阻器(5Q)和開關，置沒有變化，認識。

按圖所示的電路連接起來。先為什么在電

將滑動變阻器置于最大值，開路開關閉合

關處于打開位置，電壓表接到后，電壓表的

圖中所示的位置，記下電壓表示數會發生

的示數。然后將開關閉合，再變化？

觀察電壓表的示數。

在一個純電阻電路中，假展示圖片、講觀看、傾聽、讓學生理

設全電路中的電流為/,則在時解記憶解全電路

間f內，電源可以將E〃的其歐姆定

他形式的能量轉化為電能。這律。

些電能都被外電阻和內電阻消

耗，其中外電阻消耗的電能為

l2Rt,內電阻消耗的電能為

/2叫人根據能量守恒定律，應

有

EIt=PRt+PR.t

所以

I=—R+Ri

即：在純電阻電路中，全電路

中的電流跟電源的電動勢成正

比，跟整個電路的總電阻成反

比，這個規律稱為全電路歐姆

定律。

由全電路歐姆定律可得講解傾聽、理解讓學生建

E=/R+/構端電壓

的概念。

上式中，/R為電源兩端（也是

外電路兩端）的電壓，通常稱

為端電壓，也叫輸出電壓，常

用U表示。

U=IR=E-1R.1

由上式可知，當電路接通時，

端電壓都會比電源的電動勢

小。

演示實驗：研究端電壓與外電進行演示實觀看電路中讓學生增

阻的關系驗。的電流和端加對端電

按圖所示連接電路并閉合開電壓的變化壓的感性

關。改變外電路的電阻R的大規律，思考認識，嘗

小，觀察電路中的電流和端電其原因。試解釋該

壓怎樣變化。現象。

【思考與討論】組織學生合合作學習、引導學生

電路中電源的電動勢和內阻是作學習、巡觀察、討論、應用全電

固定不變的，當外電阻R增大視、指導、答質疑路歐姆定

時，電路中的總電阻疑律分析實

（R+&）_____,根據全電路驗現象產

生的原

歐姆定律可知，電路中的電流

因。

/，內阻上的電壓

IR.______因此端電壓U（=E-

//?.）_____（填“增大”或“減

小

汽車蓄電池的供電電路示意圖展示圖片、講觀看、傾聽、讓學生應

如圖所示。只打開車燈時，車解理解、記憶用全電路

燈正常發光。當汽車啟動時，歐姆定律

啟動電動機的電路接通，由于分析生活

啟動電動機和車燈是并聯的，中的現

因此，總的外電阻減小，使得象。

外電路的端電壓減小，車燈的

工作功率降低，導致車燈變暗。

汽車發動以后，啟動電動機停

止工作，外電阻恢復原大小，

端電壓回升，車燈便恢復正常

亮度。

天黑以后，幾乎每個家庭都會回應“情境與傾聽、理解讓學生了

打開電燈、空調等用電器，而問題”中的問解應用全

這些用電器都是并聯在電路中題。電路歐姆

的，因此電路中的外電阻減小，定律解決

端電壓降低，此時電燈發出的實際問

光較暗，空調的實際功率降低。題。

而到了深夜，很多用戶休息了，

用電器減少，外電阻增大，端

電壓升高，所以，電燈發出的

光變亮，空調的實際功率增加。

當外電路斷開時，如圖所示，展示圖片、講觀看、傾聽、讓學生了

外電阻R變為無限大，這種情解理解、記憶解應用全

況稱為斷路。斷路時，電路中電路歐姆

的電流/為0,內阻上的電壓定律解決

/Ri也為零，端電壓U就等于電實際問題

源的電動勢及因此，我們可把的方法。

電壓表直接接在電源兩極來測

量電源的電動勢。

當外電路如圖所示連接時，外

電阻等于零，這種情況稱為短

路.短路時，電路中的電流很

大，端電壓U等于零。一般情

況下，電源的內阻都很小，因

此短路時電流很大，不但會燒

壞電源，還可能引起火災。因

而絕不允許將一根導線或電流

表直接接在電源兩極上。

示例1在如圖所示的電路中，展示圖片、講觀看、傾聽、讓學生了

小燈泡由兩節電池組成的電源解例題理解、記憶解應用全

供電，正好能夠正常發光，若電路歐姆

電源的電動勢E=3.0V,內阻定律解決

R=1.0C,小燈泡的電阻/?=實際問題

14Q,電路中的其他電阻不計。的形式和

求：通過小燈泡的電流和小燈方法。

泡兩端的電壓各是多少？

示例2在如圖所示的電路中，

4=8.0C,R,=5.0C。當單刀

雙擲開關S扳到位置1時，測

得電流/|=0.20A；當S扳到

位置2時，測得電流12=0.30

Ao求：電源電動勢E和內阻

4各是多少？

【技術?中國】領先世界的組織學生自閱讀、討論對學生進

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