《4.2全電路歐姆定律》教學設計【教學內容】第四單元第2節。【教學目標】1.了解電源電動勢和內電阻的概念；掌握全電路歐姆定律，并能進行電路問題的分析和計算；知道實驗室中常用的測量電源電動勢和內阻的方法。2.在介紹全電路的有關知識后，通過實驗，引出電動勢的概念；通過類比方法，對全電路歐姆定律中的電動勢、內電阻、外電阻進行討論，總結出全電路歐姆定律；通過例題探究，使學生學會運用全電路歐姆定律分析與求解電路問題的思路與方法。3.通過實驗觀察與理論探究，培養學生尊重事實，尊重客觀規律的意識和精神，培養學生的合作意識。【教學重點】全電路歐姆定律。【教學難點】電動勢的理解。【教具準備】電池組、開關、導線、滑動變阻器、電壓表、電流表等。【教學過程】◆創設情境──引出課題1．回顧復習初中所學電路知識（1）一個正常工作的電路，由哪幾個部分組成？各部分的作用是什么？（2）電路中出現持續電流的條件是什么？（3）一段不包含電源的電路中的電流、電阻及兩端的電壓三者之間有什么關系？2．交流評價──教師講述閉合電路中的電流在由電源內部及外部元件所組成的閉合路徑中閉合流動，這個電流的大小與哪些因素有關系呢？又有什么樣的關系呢？這個關系就是全電路歐姆定律。◆合作探究──新課學習一、電源電動勢1．探究閉合電路的組成（1）外電路：電源外部的電路，由導線、開關、用電器等組成。電流由電源正極出發經外電路流至電源負極。外電路上所有元件所組成的電路的等效電阻，叫外電阻。在電源外部，由正極到負極電路兩端的電壓叫路端電壓（外電壓）。電路正常工作時，用電壓表測閉合電路中電源正負極間的電壓，就是端電壓。（2）內電路：電源內部，由正極到負極間的電路，一般是線圈（發電機）、導電溶液（化學電池），電流在電源內部流動時，它們對電流也有電阻，叫內電阻。電源內部，正負極間的電壓，叫內電壓。2．探究端電壓與外電阻的關系（1）參照教材第98頁“實驗與觀察”進行實驗，引導學生得出結論：外電阻增大時，端電壓也增大；外電阻減小時，端電壓也減小。（2）提出問題：為什么出現這一現象？3．探究電源在電路中的作用──電動勢（1）探究電流的形成：電源的正極聚集有正電荷，負極聚集有負電荷，在電源的外部及內部，都會形成由正極指向負極的電場。在外電路上，這個電場迫使正電荷沿外電路由正極流向負極。正電荷到達負極后，進入電源內部，由于內部的電場方向是由正極到負極的，它會使進入的正電荷受到由正極指向負極的電場力，阻止正電荷由負極向正極的運動，若正電荷不能到達正極，電路中就不會有持續的電流。但事實上，電路中的電流是持續的閉合電流，這就說明，在電源內部存在著一種與電場力作用相反的作用，克服了電場力對正電荷運動的阻礙，保證了正電荷在整個閉合電路的流動，形成了持續的電流。若把閉合電路比喻成由高臺、滑梯、小朋友組成的系統，把正電荷比喻成小皮球，則閉合電路中的電流就像在高抬、滑梯間流動的小皮球，重力就相當于電場力，小朋友將地面的小皮球送到高臺上，要克服重力做功，這種作用就相當于電源克服電場力將正電荷由負極經電源內部送到正極。電源的這一特性，用電動勢表示。（2）電源的電動勢：電動勢是表示電源特性的物理量，常用字母E表示。任何電源都具有電動勢，電動勢的單位與電壓單位相同，是V。不同的電源，電動勢不同，常見干電池的電動勢是1.5V，鉛蓄電池的電動勢是2V。電源的電動勢等于電源沒有接入電路是兩極間的電壓。（3）電源電動勢的測量：直接用電壓表測量未接入電路的電源正負極間的電壓，測得的電壓值就是電源的電動勢。二、全電路歐姆定律1．探究閉合電路的外電壓（端電壓）、內電壓與電動勢的關系（1）理論探究：電路閉合后，電源在外電路形成外電壓，同時在內電路形成內電壓。可以把閉合電路看成是由外電路與內電路串聯構成的，電源的電動勢E相當于串聯電路的總電壓，由串聯電路的電壓關系可知：。（2）實驗探究：科學家運用電壓表分別測出閉合電路的內、外電壓，發現：。2．探究閉合電路中的電流──全電路歐姆定律（1）推導全電路歐姆定律設閉合電路中的電流是I，內外電路的電阻分別是r、R，對內、外電路分別運用歐姆定律有：，將其代入整理可得：（2）閉合電路歐姆定律公式表示的關系叫全電路歐姆定律，它反映出閉合電路中的總電流是由電源的電動勢、外電阻、內電阻共同決定的。3．交流評價：公式中共涉及是個物理量，知道其中的三個，就可以求出未知的一個。對于一個閉合電路，若運用全電路歐姆定律求出了電路中的總電流，接下來可以根據部分電路歐姆定律或分壓、分流關系對各部分電路進行分析求解。◆案例研究──鞏固所學例1教材第98頁“例題”。三、對閉合電路的討論1．閉合電路中的能量轉化電流流過閉合電路過程中，電流要做功，要消耗電能，這個電能是由電源提供的，電源提供的電能又是哪里來的呢？有能量守恒可知，只能是由其它形式的能轉化來的。從能量角度講，電路中電源的作用，就是把其它形式的能轉化成電能。比如水力發電機是把水的機械能轉化成了電能，化學電池是把化學能轉化成了電能，太陽能電池板是把太陽能轉化成電能。電源的這種本領的強弱，與電動勢的大小有關系。電流流過內外電路，產生焦耳熱，把一部分電能轉化成了熱力學能。通過其它用電器可以把電能轉化成其它形式的能，如通過電動機把電能轉化成機械能，通過電解裝置把電能轉化成化學能。電路中的能量轉化然遵循能量守恒定律。2．閉合電路的兩種故障狀態（1）斷路或開路：就是把外電路斷開，相當于外電阻無窮大，此時電路中的電流為零，電源內電壓等于零，端電壓等于電動勢。電路不能對外提供電流，用電器不能工作。（2）短路：就是電源的正負極被直接用導線連接在一起，此時外電阻等于零，由知，電路中的電流是。由于一般電源的內電阻都比較小，所以短路電流很大，這會燒毀電源及用電器。因此在電路中要杜絕短路出現，在連接電路后，閉合開關前，一定先要檢查連接情況