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時間：2023-08-25 09:10:24
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關(guān)鍵詞：是對物理規(guī)律的一種表達(dá)形式。通過大量的觀察、實驗歸納而成的結(jié)論。反映物理現(xiàn)象在一定條件下發(fā)生變化過程的必然關(guān)系。物理定律的教學(xué)應(yīng)注意：首先要明確、掌握有關(guān)物理概念，再通過實驗歸納出結(jié)論，或在實驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行邏輯推理（如牛頓第一定律）。有些物理量的定義式與定律的表式相同，就必須加以區(qū)別（如電阻的定義式與歐姆定律的表式可具有同一形式R＝U/I），且要弄清相關(guān)的物理定律之間的關(guān)系，還要明確定律的適用條件和范圍。
（1）牛頓第一定律采用邊講、邊討論、邊實驗的教法，回顧“運(yùn)動和力”的歷史。消除學(xué)生對力的作用效果的錯誤認(rèn)識；培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的一種方法——理想實驗加外推法。教學(xué)時應(yīng)明確：牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態(tài)，不能簡單地按字面意義用實驗直接加以驗證。但大量客觀事實證實了它的正確性。第一定律確定了力的涵義，引入了慣性的概念，是研究整個力學(xué)的出發(fā)點，不能把它當(dāng)作第二定律的特例；慣性質(zhì)量不是狀態(tài)量，也不是過程量，更不是一種力。慣性是物體的屬性，不因物體的運(yùn)動狀態(tài)和運(yùn)動過程而改變。在應(yīng)用牛頓第一定律解決實際問題時，應(yīng)使學(xué)生理解和使用常用的措詞：“物體因慣性要保持原來的運(yùn)動狀態(tài)，所以……”。教師還應(yīng)該明確，牛頓第一定律相對于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系，但當(dāng)我們在一段較短的時間內(nèi)研究力學(xué)問題時，常?？梢园训厍蚩闯山瞥潭认喈?dāng)好的慣性系。
（2）牛頓第二定律在第一定律的基礎(chǔ)上，從物體在外力作用下，它的加速度跟外力與本身的質(zhì)量存在什么關(guān)系引入課題。然后用控制變量的實驗方法歸納出物體在單個力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結(jié)論推廣為一般的表達(dá)：物體的加速度跟所受外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。教學(xué)時還應(yīng)請注意：公式F＝Kma中，比例系數(shù)K不是在任何情況下都等于1；a隨F改變存在著瞬時關(guān)系；牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關(guān)系，以及與運(yùn)動學(xué)、動量、功和能等知識的聯(lián)系。教師應(yīng)明確牛頓定律的適用范圍。
（3）萬有引力定律教學(xué)時應(yīng)注意：①要充分利用牛頓總結(jié)萬有引力定律的過程，卡文迪許測定萬有引力恒量的實驗，海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)等物理學(xué)史料，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育。②要強(qiáng)調(diào)萬有引力跟質(zhì)點間的距離的平方成反比（平方反比定律），減少學(xué)生在解題中漏平方的錯誤。③明確是萬有引力基本的、簡單的表式，只適用于計算質(zhì)點的萬有引力。萬有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上，也發(fā)現(xiàn)了它的局限性。
（4）機(jī)械能守恒定律這個定律一般不用實驗總結(jié)出來，因為實驗誤差太大。實驗可作為驗證。一般是根據(jù)功能原理，在外力和非保守內(nèi)力都不作功或所作的總功為零的條件下推導(dǎo)出來。高中教材是用實例總結(jié)出來再加以推廣。若不同形式的機(jī)械能之間不發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，就沒有守恒問題。機(jī)械能守恒定律表式中各項都是狀態(tài)量，用它來解決問題時，就可以不涉及狀態(tài)變化的復(fù)雜過程（過程量被消去），使問題大大地簡化。要特別注意定律的適用條件（只有系統(tǒng)內(nèi)部的重力和彈力做功）。這個定律不適用的問題，可以利用動能定理或功能原理解決。
高中物理《閉合電路歐姆定律》教學(xué)主要是圍繞定律的推導(dǎo)和定律的應(yīng)用這兩個問題展開的。教材在設(shè)計中意在從能量守恒的觀點推導(dǎo)出閉合電路歐姆定律，從理論上推出路端電壓隨外電阻變化規(guī)律及斷路短路現(xiàn)象，將實驗放在學(xué)生思考與討論之中。為了有效提高課堂教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，我們特提出在《閉合電路歐姆定律》教學(xué)中創(chuàng)設(shè)“問題情境”的教學(xué)設(shè)計。
1.《閉合電路歐姆定律》教學(xué)目標(biāo)分析
《閉合電路歐姆定律》教學(xué)目標(biāo)主要有以下幾個方面：一是，經(jīng)進(jìn)閉合電路歐姆定律的理論推導(dǎo)過程，體驗?zāi)芰哭D(zhuǎn)化和守恒定律在電路中的具體應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生推理能力；二是，了解路端電壓與電流的U-I圖像，培養(yǎng)學(xué)生利用圖像方法分析電學(xué)問題的能力；三是，通過路端電壓與負(fù)載的關(guān)系實驗，培養(yǎng)學(xué)生利用實驗探究物理規(guī)律的科學(xué)思路和方法；四是，利用閉合電路歐姆定律解決一些簡單的實際問題，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識解決實際問題的能力。高中物理《閉合電路歐姆定律》教學(xué)主要是圍繞定律的推導(dǎo)和定律的應(yīng)用這兩個問題展開的，其中涉及到了“電動勢和內(nèi)阻”、“用電勢推導(dǎo)電壓關(guān)系”、“焦耳定律”以及“歐姆定律”等諸多內(nèi)容，這些內(nèi)容之間具有一定的聯(lián)系， 只要能夠為其構(gòu)建一個完善的體系，將這些知識有機(jī)的結(jié)合起來，就能夠得出閉合電路的歐姆定律。以建構(gòu)主義教學(xué)思想為基礎(chǔ)，采用創(chuàng)設(shè)“問題情境”的教學(xué)設(shè)計，對于提高課堂教學(xué)有效性具有積極意義。
2.創(chuàng)設(shè)“問題情境”的教學(xué)設(shè)計具體實踐
首先，通過問題的提出激發(fā)學(xué)生的求知欲。例如：將一個小燈泡接在已充電的電容器兩極，另一個小燈泡在干電池兩端，會觀察到什么現(xiàn)象？并展示生活中的一些電源，演示手搖發(fā)電機(jī)使小燈泡發(fā)光和利用紐扣電池發(fā)聲的音樂卡片實驗，使學(xué)生進(jìn)行思考這些現(xiàn)象出現(xiàn)的原因。通過觀察學(xué)生會發(fā)現(xiàn)手搖發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能的過程，停止搖動就沒有電能，燈泡就不會亮，而干電池、蓄電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，其化學(xué)能能夠為干電池提供持續(xù)供電的功能，因此小燈泡能夠持續(xù)發(fā)光。然后教師再在這個基礎(chǔ)上提出問題：什么是電源的電動勢？之后指出電源電動勢的概念，幫助學(xué)生認(rèn)識電源的正負(fù)極，并畫出等效的電路圖，利用學(xué)生已知的知識，如電勢相當(dāng)于高度，電勢差則相當(dāng)于高度差，這樣學(xué)生就能夠很好的對電勢差以及電源電動勢的內(nèi)電壓和外電壓等概念進(jìn)行理解了。
其次，在教學(xué)中可采用類比、啟發(fā)、多媒體等多種方法進(jìn)行教學(xué)。教師在課堂教學(xué)匯總可借助于多媒體播放flash課件， 借助于升降機(jī)舉起的高度差或者兒童滑梯兩端的高度差，幫助學(xué)生更好的理解電源電動勢。另外還可以從能量的角度引導(dǎo)學(xué)生對其進(jìn)行理解，例如小花去買衣服，共有100元，其中10元用于打車，90元用于買衣服，在這里，100元就相當(dāng)于電源的電動勢，車費相當(dāng)于內(nèi)電壓（必要的無用功），買衣服的費用就相當(dāng)于外電壓（有用功），從而使學(xué)生掌握內(nèi)外電壓的本質(zhì)屬性。
最后，要通過實驗來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究。物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，觀察和實驗是提出問題的基礎(chǔ)，在實驗教學(xué)中應(yīng)鼓勵學(xué)生觀察要細(xì)致人微，要善于從實驗中發(fā)現(xiàn)問題，直觀、形象的實驗現(xiàn)象能激發(fā)學(xué)生思考?？梢宰寣W(xué)生通過實驗來探究路端電壓與外電阻（電流）的關(guān)系，得出路端電壓與外電阻（電流）的關(guān)系，再從理論上進(jìn)行分析。然后演示電動勢分別為3V和9V（舊）的電源向一個燈泡供電實驗，引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，讓學(xué)習(xí)進(jìn)行討論，解釋現(xiàn)象原因。通過這種方式能夠讓學(xué)生很容易就明白流過燈泡的實際電流不僅與電源的電動勢有關(guān)，還與電路中的總電阻有關(guān)，從而順理成章的得出閉合電路歐姆定律，完成課堂教學(xué)任務(wù)。
中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）12-0039-2
人教版《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書物理選修3-1》《歐姆定律》一節(jié)內(nèi)容圍繞電阻的定義式、歐姆定律和伏安特性曲線三部分展開，圖1為教材的兩段文字，意思是當(dāng)金屬導(dǎo)體的電阻不變時，伏安特性曲線是一條直線，叫做線性元件，滿足歐姆定律；“這些情況”的電流與電壓不成正比，是非線性元件，歐姆定律不適用[1]。隨后，教材舉例小燈泡和二極管的伏安特性曲線，指出兩個元件都是非線性元件。在遇到歐姆定律時，不論是年輕教師還是學(xué)生常常感到疑惑：歐姆定律適用范圍究竟是金屬和電解質(zhì)溶液還是線性元件？小燈泡是金屬，又是非線性元件，究竟是否滿足歐姆定律？
[導(dǎo)體的伏安特性曲線 在實際應(yīng)用中，常用縱坐標(biāo)表示電流I、橫坐標(biāo)表示電壓U，這樣畫出的I-U圖象叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。對于金屬導(dǎo)體，在溫度沒有顯著變化時，電阻幾乎是不變的（不隨電流、電壓改變），它的伏安特性曲線是一條直線，具有這種伏安特性的電學(xué)元件叫做線性元件。圖2.3-2中導(dǎo)體A、B的伏安特性曲線如圖2.3-3所示。
歐姆定律是個實驗定律，實驗中用的都是金屬導(dǎo)體。這個結(jié)論對其他導(dǎo)體是否適用，仍然需要實驗的檢驗。實驗表明，除金屬外，歐姆定律對電解質(zhì)溶液也適用，但對氣態(tài)導(dǎo)體（如日光燈管、霓虹燈管中的氣體）和半導(dǎo)體元件并不適用。也就是說，在這些情況下電流與電壓不成正比，這類電學(xué)元件叫做非線性元件。]
1 歐姆定律的由來
1826年4月，德國物理學(xué)家歐姆《由伽伐尼電力產(chǎn)生的電現(xiàn)象的理論》，提出歐姆定律：在同一電路中，通過某段導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比。歐姆實驗中用八根粗細(xì)相同、長度不同的板狀銅絲分別接入電路，推導(dǎo)出 ，其中s為金屬導(dǎo)線的橫截面積，k為電導(dǎo)率，l為導(dǎo)線的長度，x為通過導(dǎo)線l的電流強(qiáng)度，a為導(dǎo)線兩端的電勢差[2]。當(dāng)時只有電導(dǎo)率的概念，后來歐姆又提出 為導(dǎo)體的電阻，并將歐姆定律表述為“導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體的電阻R成反比?！?/p>
關(guān)于歐姆定律的m用范圍，一直存在爭議，筆者認(rèn)為可以從不同角度進(jìn)行陳述。
2 歐姆定律的適用范圍
2.1 從導(dǎo)電材料看適用范圍
歐姆當(dāng)年通過對金屬導(dǎo)體研究得出歐姆定律，后來實驗得出歐姆定律也適用于電解質(zhì)溶液，但不適用于氣體導(dǎo)電和半導(dǎo)體元件。
從微觀角度分析金屬導(dǎo)體中的電流問題，金屬導(dǎo)體中的自由電子無規(guī)則熱運(yùn)動的速度矢量平均為零，不能形成電流。有外電場時，自由電子在電場力的作用下定向移動，定向漂移形成電流，定向漂移速度的平均值稱為漂移速度。電子在電場力作用下加速運(yùn)動，與金屬晶格碰撞后向各個方向運(yùn)動的可能性都有，因此失去定向運(yùn)動的特征，又回歸無規(guī)則運(yùn)動，在電場力的作用下再做定向漂移。如果在一段長為L、橫截面積為S的長直導(dǎo)線，兩端加上電壓U，自由電子相繼兩次碰撞的間隔有長有短，設(shè)平均時間為τ，則自由電子在下次碰撞前的定向移動為勻加速運(yùn)動，
2.2 從能量轉(zhuǎn)化看適用范圍
在純電阻電路中，導(dǎo)體消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為電熱，由UIt=I2Rt，得出 在非純電阻電路中，導(dǎo)體消耗的電能只有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，其余部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能（機(jī)械能、化學(xué)能等）， 因此，歐姆定律適用于純電阻電路，不適用于非純電阻電路。
金屬導(dǎo)體通電，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是純電阻元件，滿足歐姆定律。小燈泡通電后，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，燈絲溫度升高導(dǎo)致發(fā)光，部分內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為光能，因此小燈泡也是純電阻，滿足歐姆定律。電解質(zhì)溶液，在不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，也遵守歐姆定律。氣體導(dǎo)電是因為氣體分子在其他因素（宇宙射線或高電壓等條件）作用下，產(chǎn)生電離，能量轉(zhuǎn)化情況復(fù)雜，不滿足歐姆定律。半導(dǎo)體通電時內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，電能少量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，不滿足歐姆定律。電動機(jī)通電但轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)動時電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，遵從歐姆定律；轉(zhuǎn)動時，電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，少量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，為非純電阻元件，也不滿足歐姆定律。
2.3 從I-U圖線看適用范圍
線性元件指一個量與另一個量按比例、成直線關(guān)系，非線性元件指兩個量不按比例、不成直線的關(guān)系。在電流與電壓關(guān)系問題上，線性元件阻值保持不變，非線性元件的阻值隨外界情況的變化而改變，在求解含有非線性元件的電路問題時通常借助其I-U圖像。
從 知導(dǎo)體的電阻與自由電子連續(xù)兩次碰撞的平均時間有關(guān)，自由電子和晶格碰撞將動能傳遞給金屬離子，導(dǎo)致金屬離子的熱運(yùn)動加劇，產(chǎn)生電熱。由 知導(dǎo)體的溫度升高，τ減小，電阻增大。因此，導(dǎo)體的電阻不可能穩(wěn)定不變。當(dāng)金屬導(dǎo)體的溫度沒有顯著變化時，伏安特性曲線是直線，滿足“電阻不變時，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比”。理想的線性元件是不存在的，溫度降低時，金屬導(dǎo)體的電阻減小，當(dāng)溫度接近絕對零度時，電阻幾乎為零。小燈泡的伏安特性曲線是曲線，是非線性元件，當(dāng)燈泡電阻變化時，仍有I、U、R瞬時對應(yīng)，滿足歐姆定律 如同滑動變阻器電阻變化時也滿足歐姆定律[3]。
2.4 結(jié)論
綜上所述，從導(dǎo)電材料的角度看，歐姆定律適用于金屬和電解質(zhì)溶液（無化學(xué)反應(yīng)）；從能量轉(zhuǎn)化的角度看，歐姆定律適用于純電阻元件。對于線性元件，電阻保持不變，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，歐姆定律適用。從物理學(xué)史推想，歐姆當(dāng)年用八根不同銅絲進(jìn)行實驗，應(yīng)該是研究了電壓保持不變時，電流與電阻的關(guān)系，以及電阻保持不變時，電流與電壓的關(guān)系。雖然都是非線性元件，小燈泡是金屬材料，是純電阻元件，滿足歐姆定律，二極管是半導(dǎo)體材料，卻不滿足歐姆定律。因此，線性非線性不能作為歐姆定律是否適用的標(biāo)準(zhǔn)。
3 教材編寫建議
“有了電阻的概念，我們可以把電壓、電流、電阻的關(guān)系寫成 上式可以表述為：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體的電阻R成反比。這就是我們在初中學(xué)過的歐姆定律?！盵1]筆者以為，歐姆定律的內(nèi)容是 這個表達(dá)式最重要的意義是明確了電流、電壓、電阻三個量的關(guān)系，而不是其中的正比關(guān)系和反比關(guān)系，教材沒必要對歐姆定律進(jìn)行正比反比的表述。
“實驗表明，除金屬外，歐姆定律對電解質(zhì)溶液也適用，但對氣態(tài)導(dǎo)體（如日光燈管、霓虹燈管中的氣體）和半導(dǎo)體元件并不適用?！苯滩囊衙鞔_歐姆定律的適用范圍，建議教材將線性元件和非線性元件的概念與歐姆定律的適用范圍分開，同時明確線性、非線性不能作為歐姆定律是否適用的標(biāo)準(zhǔn)。
參考文獻(xiàn)：
3.會用公式進(jìn)行簡單計算.
能力目標(biāo)
1.培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力和研究問題的方法.
2.培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力.
情感目標(biāo)
激發(fā)學(xué)生興趣及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，加強(qiáng)思想品德教育.
教學(xué)建議
教材分析
本節(jié)從解決兩只5Ω的定值電阻如何得到一個10Ω的電阻入手引入課題，從實驗得出結(jié)論.串聯(lián)電路總電阻的計算公式是本節(jié)的重點，用等效的觀點分析串聯(lián)電路是本書的難點，協(xié)調(diào)好實驗法和理論推導(dǎo)法的關(guān)系是本書教學(xué)的關(guān)鍵.
教法建議
本節(jié)擬采用猜想、實驗和理論證明相結(jié)合的方式進(jìn)行學(xué)習(xí).
實驗法和理論推導(dǎo)法并舉，不僅可以使學(xué)生對串聯(lián)電路的總電阻的認(rèn)識更充分一些，而且能使學(xué)生對歐姆定律和伏安法測電阻的理解深刻一些.
由于實驗法放在理論推導(dǎo)法之前，因此該實驗就屬于探索性實驗，是伏安法測電阻的繼續(xù).對于理論推導(dǎo)法，應(yīng)先明確兩點：一是串聯(lián)電路電流和電壓的特點.二是對歐姆定律的應(yīng)用范圍要從一個導(dǎo)體擴(kuò)展到幾個導(dǎo)體(或某段電路)計算串聯(lián)電路的電流、電壓和電阻時，常出現(xiàn)一個“總”字，對“總”字不能單純理解總和，而是“總代替”，即“等效”性，用等效觀點處理問題常使電路變成簡單電路.
教學(xué)設(shè)計方案
1.引入課題
復(fù)習(xí)鞏固，要求學(xué)生思考，計算回答
如圖所示，已知，電流表的示數(shù)為1A，那么
電流表的示數(shù)是多少?
電壓表的示數(shù)是多少?
電壓表的示數(shù)是多少?
電壓表V的示數(shù)是多少?
通過這道題目，使學(xué)生回憶并答出串聯(lián)電路中電流、電壓的關(guān)系
(1)串聯(lián)電路中各處的電流相等.
(2)串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各支路兩端的電壓之和.
在實際電路中通常有幾個或多個導(dǎo)體組成電路，幾個導(dǎo)體串聯(lián)以后總電阻是多少?與分電阻有什么關(guān)系?例如在修理某電子儀器時，需要一個10的電阻，但不巧手邊沒有這種規(guī)格的電阻，而只有一些5的電阻，那么可不可以把幾個5的電阻合起來代替10的電阻呢?
電阻的串聯(lián)知識可以幫助我們解決這個問題.
2.串聯(lián)電阻實驗
讓學(xué)生確認(rèn)待測串聯(lián)的三個電阻的阻值，然后通過實驗加以驗證.指導(dǎo)學(xué)生實驗.按圖所示，連接電路，首先將電阻串聯(lián)入電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓表的讀數(shù)為一整數(shù)(如3V)，電流表的讀數(shù)為0.6A，根據(jù)伏安法測出.
然后分別用代替，分別測出.
將與串聯(lián)起來接在電路的a、b兩點之間，提示學(xué)生，把已串聯(lián)的電阻與當(dāng)作一個整體(一個電阻)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓示數(shù)為一整數(shù)(如3V)電流表此時讀數(shù)為0.2A，根據(jù)伏安法測出總電阻.
引導(dǎo)學(xué)生比較測量結(jié)果得出總電阻與、的關(guān)系.
再串入電阻，把已串聯(lián)的電阻當(dāng)作一個整體，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)為一整數(shù)(如3V)電流表此時示數(shù)為0.1A，根據(jù)伏安法測出總電阻.
引導(dǎo)學(xué)生比較測量結(jié)果，得出總電阻與的關(guān)系：.
3.應(yīng)用歐姆定律推導(dǎo)串聯(lián)電路的總電阻與分電阻的關(guān)系：
作圖并從歐姆定律分別求得
在串聯(lián)電路中
所以
這表明串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)導(dǎo)體的電阻之和.
4.運(yùn)用公式進(jìn)行簡單計算
例一把的電阻與的電阻串聯(lián)起來接在6V的電源上，求這串聯(lián)
電路中的電流
讓學(xué)生仔細(xì)讀題，根據(jù)題意畫出電路圖并標(biāo)出已知量的符號及數(shù)值，未知量的符號.
引導(dǎo)學(xué)生找出求電路中電流的三種方法
(1)(2)(3)
經(jīng)比較得出第(3)種方法簡便，找學(xué)生回答出串聯(lián)電路的電阻計算
解題過程
已知V，求I
解
根據(jù)得
答這個串聯(lián)電路中的電流為0.3A.
強(qiáng)調(diào)歐姆定律中的I、U、R必須對應(yīng)同一段電路.
例二有一小燈泡，它正常發(fā)光時燈絲電阻為8.3，兩端電壓為2.5V.如果我們只有電壓為6V的電源，要使燈泡正常工作，需要串聯(lián)一個多大的電阻?
讓學(xué)生根據(jù)題意畫出電路圖，并標(biāo)明已知量的符號及數(shù)值，未知量的符號.
引導(dǎo)學(xué)生分析得出
(1)這盞燈正常工作時兩端電壓只許是2.5V，而電源電壓是6V，那么串聯(lián)的電阻要分擔(dān)的電壓為
(2)的大小根據(jù)歐姆定律求出
(3)因為與串聯(lián)，通過的電流與通過的電流相等.
(4)通過的電流根據(jù)求出.
解題過程
已知，求
解電阻兩端電壓為
1．鞏固串聯(lián)電路的電流和電壓特點.
2．理解串聯(lián)電路的等效電阻和計算公式.
3．會用公式進(jìn)行簡單計算.
能力目標(biāo)
1．培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力和研究問題的方法.
2．培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力.
情感目標(biāo)
激發(fā)學(xué)生興趣及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，加強(qiáng)思想品德教育.
教學(xué)建議
教材分析
本節(jié)從解決兩只5Ω的定值電阻如何得到一個10Ω的電阻入手引入課題，從實驗得出結(jié)論.串聯(lián)電路總電阻的計算公式是本節(jié)的重點，用等效的觀點分析串聯(lián)電路是本書的難點，協(xié)調(diào)好實驗法和理論推導(dǎo)法的關(guān)系是本書教學(xué)的關(guān)鍵．
教法建議
本節(jié)擬采用猜想、實驗和理論證明相結(jié)合的方式進(jìn)行學(xué)習(xí).
實驗法和理論推導(dǎo)法并舉，不僅可以使學(xué)生對串聯(lián)電路的總電阻的認(rèn)識更充分一些，而且能使學(xué)生對歐姆定律和伏安法測電阻的理解深刻一些．
由于實驗法放在理論推導(dǎo)法之前，因此該實驗就屬于探索性實驗，是伏安法測電阻的繼續(xù)．對于理論推導(dǎo)法，應(yīng)先明確兩點：一是串聯(lián)電路電流和電壓的特點．二是對歐姆定律的應(yīng)用范圍要從一個導(dǎo)體擴(kuò)展到幾個導(dǎo)體（或某段電路）計算串聯(lián)電路的電流、電壓和電阻時，常出現(xiàn)一個“總”字，對“總”字不能單純理解總和，而是“總代替”，即“等效”性，用等效觀點處理問題常使電路變成簡單電路．
教學(xué)設(shè)計方案
1．引入課題
復(fù)習(xí)鞏固，要求學(xué)生思考，計算回答
如圖所示，已知，電流表的示數(shù)為1A，那么
電流表的示數(shù)是多少？
電壓表的示數(shù)是多少？
電壓表的示數(shù)是多少？
電壓表V的示數(shù)是多少？
通過這道題目，使學(xué)生回憶并答出串聯(lián)電路中電流、電壓的關(guān)系
（1）串聯(lián)電路中各處的電流相等．
（2）串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各支路兩端的電壓之和．
在實際電路中通常有幾個或多個導(dǎo)體組成電路，幾個導(dǎo)體串聯(lián)以后總電阻是多少？與分電阻有什么關(guān)系？例如在修理某電子儀器時，需要一個10的電阻，但不巧手邊沒有這種規(guī)格的電阻，而只有一些5的電阻，那么可不可以把幾個5的電阻合起來代替10的電阻呢？
電阻的串聯(lián)知識可以幫助我們解決這個問題．
2．串聯(lián)電阻實驗
讓學(xué)生確認(rèn)待測串聯(lián)的三個電阻的阻值，然后通過實驗加以驗證．指導(dǎo)學(xué)生實驗．按圖所示，連接電路，首先將電阻串聯(lián)入電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓表的讀數(shù)為一整數(shù)（如3V），電流表的讀數(shù)為0．6A，根據(jù)伏安法測出.
然后分別用代替，分別測出．
將與串聯(lián)起來接在電路的a、b兩點之間，提示學(xué)生，把已串聯(lián)的電阻與當(dāng)作一個整體（一個電阻）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓示數(shù)為一整數(shù)（如3V）電流表此時讀數(shù)為0．2A，根據(jù)伏安法測出總電阻．
引導(dǎo)學(xué)生比較測量結(jié)果得出總電阻與、的關(guān)系.
再串入電阻，把已串聯(lián)的電阻當(dāng)作一個整體，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)為一整數(shù)（如3V）電流表此時示數(shù)為0．1A，根據(jù)伏安法測出總電阻．
引導(dǎo)學(xué)生比較測量結(jié)果，得出總電阻與的關(guān)系：.
3．應(yīng)用歐姆定律推導(dǎo)串聯(lián)電路的總電阻與分電阻的關(guān)系：
作圖并從歐姆定律分別求得
在串聯(lián)電路中
所以
這表明串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)導(dǎo)體的電阻之和．
4．運(yùn)用公式進(jìn)行簡單計算
例一把的電阻與的電阻串聯(lián)起來接在6V的電源上，求這串聯(lián)
電路中的電流
讓學(xué)生仔細(xì)讀題，根據(jù)題意畫出電路圖并標(biāo)出已知量的符號及數(shù)值，未知量的符號．
引導(dǎo)學(xué)生找出求電路中電流的三種方法
（1）（2）（3）
經(jīng)比較得出第（3）種方法簡便，找學(xué)生回答出串聯(lián)電路的電阻計算
解題過程
已知V，求I
解
根據(jù)得
答這個串聯(lián)電路中的電流為0.3A.
強(qiáng)調(diào)歐姆定律中的I、U、R必須對應(yīng)同一段電路.
例二有一小燈泡，它正常發(fā)光時燈絲電阻為8.3，兩端電壓為2.5V.如果我們只有電壓為6V的電源，要使燈泡正常工作，需要串聯(lián)一個多大的電阻？
讓學(xué)生根據(jù)題意畫出電路圖，并標(biāo)明已知量的符號及數(shù)值，未知量的符號.
引導(dǎo)學(xué)生分析得出
（1）這盞燈正常工作時兩端電壓只許是2.5V，而電源電壓是6V，那么串聯(lián)的電阻要分擔(dān)的電壓為
（2）的大小根據(jù)歐姆定律求出
（3）因為與串聯(lián)，通過的電流與通過的電流相等.
（4）通過的電流根據(jù)求出.
解題過程
已知，求
解電阻兩端電壓為
如圖1示，設(shè)物體由拋出點A至水平著地點B處飛行時間為t.勻速直線運(yùn)動的位移大小為AC=v0t，其中C點為物體勻速直線運(yùn)動的末位置.
由圖示幾何關(guān)系可以得出：
AC2=（CD—DB）2+OB2，
由于
AC=v0t、
CD—DB=12gt2—h，
且
OB=s，
所以有
（v0t）2=（12gt2—h）2+s2，
將該式展開整理后可得
s2=—（12gt2—v20+hgg）2+（v20+ghg）2—h2
（1）
為使射程s達(dá)到最大，則（1）式等式右邊必有
12gt2—v20+ghg=0，
由此式可求出斜拋物體達(dá)到最大射程所用時間
t=2v20+2ghg
（2）
此時物體達(dá)到最大射程為
s2max=（v20+ghg）2—h2=v40+2ghv20+g2h2—g2h2g2
=v20（v20+2gh）g2，
smax=v0gv20+2gh=OB=AD
（3）
由圖知：最大射程對應(yīng)拋射角應(yīng)有如下三角關(guān)系
tanα=CDAD=12gt2—hsmax
（4）
將（2）、（3）式代入（4）式，可得
tanα=CDAD=12gt2—hsmax
=v20+2gh2g—hv0gv20+2gh=11+2ghv20
（5）
討論：（1）h=0時，tanα=1，α=45°，這是我們熟知的斜上拋物體最大射程拋射角.
（2）h≠0時，物體著地點速度為v可以視為物體拋射初速度v0與物體做自由落體運(yùn)動經(jīng)時間t后的速度v′的合成.
因為
t=2v20+2ghg，
故
v′=gt=2v20+2gh，
v′2=2v20+2gh=v20+v20+2gh
（6）
由機(jī)械能守恒定律考察斜上拋物體運(yùn)動有如下關(guān)系
v2—v20=2gh，
即v2=v20+2gh
（7）
將（6）式代入（7）式可得
v′2=v2+v20，
即v與v0方向垂直.
結(jié)論 由上述討論可知，斜拋物體若達(dá)到最大射程，則其拋射角與著地時速度與地面的夾角之和必為90°；亦即當(dāng)二角之和為90°時，斜拋物體射程最大（也可以表述為當(dāng)上拋物體初速度與末速度方向垂直時，射程最大.）
________________________________________
可推導(dǎo)出適用一切電路的公式
電流表和電壓表是初學(xué)電學(xué)者必會的測量工具，它們分別是用來測量所在電路的電流和電壓的，所以要弄清電表示數(shù)的變化情況，用到的知識是歐姆定律以及串、并聯(lián)電路中電流、電壓和電阻的關(guān)系。針對不同連接方式的電路以及電表所測電路部分的不同，解決思路又有所區(qū)別，這里以例題為證。
例1.在如圖所示的電路中，電源電壓不變，閉合開關(guān)S后，電流表的示數(shù)為I，電壓表的示數(shù)為U，若滑動變阻器的滑片P向右移動，則I__________；U__________；若電壓表與R2并聯(lián)時，U
__________（均選填“變大”“變小”或“不變”）。
這是一個串聯(lián)電路，很顯然要根據(jù)串聯(lián)電路及歐姆定律的有關(guān)知識去解決。
在電路中，電壓表測量R1兩端的電壓，當(dāng)滑動變阻器的滑片P向右移動時，R2增大，根據(jù)R總=R1+R2，得R總也增大，再根據(jù)歐姆定律，I=U總/R總，因U總不變，所以I變??；電壓表的示數(shù)U，可直接用U=IR1去推導(dǎo)得出變小。而第三空就不能直接利用U=IR2去推導(dǎo)，因I變小，R2變大，那么I與R2的乘積將如何變化呢？這是初學(xué)者容易犯錯誤的地方。該怎樣去判斷此時電壓表的示數(shù)U的變化呢？再回過頭來看，因R1與R2串聯(lián)，所以，我們應(yīng)考慮先確定R1兩端的電壓U1的變化情況，這樣，再根據(jù)U=U總-U1，就迎刃而解了。在這個電路中I變小，R1不變，所以U1=IR1變小，U=U總-U1，U總不變，故U總-U1的差變大，即U變大，得解了。
以上是在串聯(lián)電路中常見的情況，當(dāng)電路并聯(lián)時，我們又該怎么判斷呢？
例2.如圖所示電路，當(dāng)滑動變阻器的滑片P由中點向上移動時，電壓表V的示數(shù)__________，電流表A1的示數(shù)__________，A2的示數(shù)__________，A的示數(shù)__________。（選填“變大”“變小”或“不變”）
在這個電路中，R1與R2并聯(lián)，電流表A1、A2和A分別測R1、
R2和干路中的電流，電壓表V看似只與R1并聯(lián)，因在并聯(lián)電路
中，各支路兩端電壓相等，且在這個電路中，各支路兩端電壓就等于電源電壓，所以我們首先就可以確定，當(dāng)滑片移動時，V的示數(shù)是不變的，再分別根據(jù)歐姆定律I=U/R判斷電流表A1的示數(shù)I1與電流表A2的示數(shù)I2的變化情況，I1=U/R1，U不變，R1不變，所以I1
不變；I2=U/R2，當(dāng)滑片P向上移動時，R2變大，U不變，所以I2變
小。最后根據(jù)并聯(lián)電路中I=I1+I2，I1不變，I2變小，所以I也變小。題中四空答案也就確定了。
1.如何方便地測定電源的電動勢？
演示：用伏特表按圖（1）電路直接測電源的電動勢，測得伏特表示數(shù)為2.9伏。
2.若電路中加接電阻R，閉合開關(guān)S，觀察此時伏特表的讀數(shù)。
演示：按圖（2）電路，測得伏特表的示數(shù)為2.1伏。
此時教師及時把握實驗造成的認(rèn)識沖突進(jìn)行設(shè)問：此時電源電動勢變化了嗎？為何第二次伏特表示數(shù)變小了呢？你能知道此時電源的內(nèi)電壓是多大嗎？
通過上述的問題情境，使學(xué)生的思維進(jìn)入專注的學(xué)習(xí)狀態(tài)，隨之，通過學(xué)生的思維，有利于理解E=U外+U內(nèi)的關(guān)系式以及伏特表測量的物理意義，為閉合電路歐姆定律的教學(xué)埋下了伏筆。
3.若上述電路中再串聯(lián)一個安培表（圖3），當(dāng)電阻R發(fā)生變化時，伏特表和安培表的示數(shù)將如何變化？
先讓學(xué)生進(jìn)行猜想，后演示，并運(yùn)用歐姆定律I=U/R進(jìn)行分析。猜想與實驗結(jié)論形成了矛盾，使學(xué)生的認(rèn)知再次發(fā)生了沖突。接著，在教師的引導(dǎo)下，讓學(xué)生在矛盾的思索中，以直觀的形象進(jìn)入理性的頓悟，從而得出某部分電路R的變化對電路的影響，只用某部分電路的歐姆定律來分析已不適用，因而必須對整個電路進(jìn)行認(rèn)識把握。教師由此把握契機(jī)，導(dǎo)出本堂課的研究課題。
接著，我通過設(shè)計以下教學(xué)程序，讓學(xué)生主動參與探索規(guī)律的活動，使之身臨其境，再現(xiàn)了當(dāng)年科學(xué)家研究的思維方法和發(fā)現(xiàn)的過程。
1.鼓勵學(xué)生進(jìn)行大膽猜想。
設(shè)問：閉合電路中的電流強(qiáng)度可能與哪些因素有關(guān)？
教師可啟發(fā)學(xué)生在歐姆定律中決定電流強(qiáng)度I的有關(guān)要素，從而通過思維方法的遷移、猜想得到：I與R、與E、與r、等因素有關(guān)。
2.引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗驗證上述猜想。
設(shè)問：你能用什么方法驗證上述猜想呢？（教師提示：物理學(xué)中最有說服力的武器――科學(xué)實驗。）
設(shè)問：那么多變量之間的關(guān)系又如何處理？（教師啟發(fā)學(xué)生：探索牛頓第二定律時對那么多變量問題的處理――控制變量的方法。）
3.實驗的具體設(shè)計及演示驗證。
通過逐個控制變量的方法，討論、設(shè)計并演示如下實驗：
（1）用手搖直流發(fā)電機(jī)M作電源（圖4）。通過改變轉(zhuǎn)速來改變電動勢的大小。（當(dāng)R、r一定時，I與E關(guān)系？）
（2）選用可調(diào)電源（圖5），改變外電阻R，觀察安培表示數(shù)變化。（當(dāng)E、r一定時，I與R的關(guān)系？）
（3）選用可調(diào)電源（圖6），改變電源內(nèi)阻，觀察安培表示數(shù)變化。（當(dāng)E、R一定時，I與r的關(guān)系？）
通過上述教學(xué)程序，學(xué)生的思維實現(xiàn)了從猜想到實驗性驗證的探索過程。
4.引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已有知識進(jìn)行科學(xué)推理，使之由定性升華到定量。
設(shè)問：由E=U外+U內(nèi)能得出I與上述各量的定量關(guān)系嗎？
對于外電路U外=IR，那么內(nèi)電路U內(nèi)=Ir亦成立嗎？
再次引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用實驗手段驗證。如圖（6）所示，用探針接伏特表，可測得內(nèi)電壓，安培表可測得內(nèi)電路的電流。通過改變R，測得伏特表和安培表的示數(shù)如下：
分析上表所得的數(shù)據(jù)，觀察得到U內(nèi)/I=定值，得出歐姆定律也同樣適用于內(nèi)電路，即U內(nèi)=Ir。由此，學(xué)生可推導(dǎo)出：E=IR+Ir。討論I的決定因素，將公式變換得I=E/（R+r），即閉合電路歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。
對閉合電路歐姆定律進(jìn)行剖析、運(yùn)用時，好讓學(xué)生思考、觀察、分析、討論，增強(qiáng)課堂思維量，加深對規(guī)律的進(jìn)一步理解，我通過設(shè)計以下問題的思維階梯來拓展思維層次：
設(shè)問：1.請大家運(yùn)用此規(guī)律解釋前面導(dǎo)課中、的示數(shù)如何變化？
2.當(dāng)外電路處于斷路狀態(tài)時，=E，為什么？
3.若電源兩端連接一根導(dǎo)線（即電路處于短路狀態(tài)），I=？短路狀態(tài)有何危害？（學(xué)生思考后，教師演示短路狀態(tài)時保險絲熔斷實驗。）
4.請大家根據(jù)U=E-I r關(guān)系式，畫出U-I函數(shù)圖線，并說明物理意義。
5.先通過實驗演示，然后提出問題。
如圖（7）電路，已知電阻R1=5Ω，當(dāng)S閉合時，讀出的讀數(shù)（I1=0.35A），據(jù)此數(shù)據(jù)能否求電源的E和r？
（2）如何想法求得？（提示：若再給一只R2 =10Ω的電阻，行嗎？）演示實驗并測得的示數(shù)（I2 =0.22A），請學(xué)生列式求得（E=3V，r=3.5Ω）。
然后小結(jié)，此題告訴了我們一種測量E、r的重要方法，即課本中例題解決的問題，并進(jìn)一步設(shè)問（留給學(xué)生課外思考）：
①若把改成一只，如何設(shè)計實驗測量E、r？
②若只給一只和一只及一只可變電阻，又如何設(shè)計實驗測量E、r？
6.先給實物電路，讓學(xué)生運(yùn)用規(guī)律計算求解，后讓學(xué)生觀察實驗，在發(fā)生認(rèn)知沖突中，使學(xué)生自悟自解，深化思維層次。
（1）圖（8）電路中，若把電阻R換成一只內(nèi)阻為1.5Ω的電動機(jī)，當(dāng)閉合開關(guān)S，的示數(shù)多大？（請學(xué)生求解。）
1.1 知道電動勢的定義.
1.2 理解閉合電路歐姆定律的公式，理解各物理量及公式的物理意義，并能熟練地用來解決有關(guān)的電路問題。
1.3 知道電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓，電源的電動勢等于內(nèi)、外電路上電勢降落之和。
1.4 理解路端電壓與電流（或外電阻）的關(guān)系，知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá)，并能用來分析、計算有關(guān)問題。
1.5 理解閉合電路的功率表達(dá)式。
1.6 理解閉合電路中能量轉(zhuǎn)化的情況。
2 能力目標(biāo)
2.1 培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題能力，會用閉合電路歐姆定律分析外電壓隨外電阻變化的規(guī)律。
2.2 理解路端電壓與電流（或外電阻）的關(guān)系，知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá)，并能用來分析、計算有關(guān)問題。
2.3 通過用公式、圖像分析外電壓隨外電阻改變規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生用多種方式分析問題能力。
3 情感目標(biāo)
3.1 通過外電阻改變引起電流、電壓的變化，樹立學(xué)生普遍聯(lián)系觀點。
3.2 通過分析外電壓變化原因，了解內(nèi)因與外因關(guān)系。
3.3 通過對閉合電路的分析計算，培養(yǎng)學(xué)生能量守恒思想。
3.4 知道用能量的觀點說明電動勢的意義。
教學(xué)建議
1 電源電動勢的概念在高中是個難點，是掌握閉合電路歐姆定律的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，在處理電動勢的概念時，可以根據(jù)教材，采用不同的講法.從理論上分析電源中非靜電力做功從電源的負(fù)極將正電荷運(yùn)送到正極，克服電場力做功，非靜電力搬運(yùn)電荷在兩極之間產(chǎn)生電勢差的大小，反映了電源做功的本領(lǐng)，由此引出電動勢的概念；也可以按本書采取討論閉合電路中電勢升降的方法，給出電動勢等于內(nèi)、外電路上電勢降落之和的結(jié)論.教學(xué)中不要求論證這個結(jié)論.教材中給出一個比喻（兒童滑梯），幫助學(xué)生接受這個結(jié)論。
需要強(qiáng)調(diào)的是電源的電動勢反映的電源做功的能力，它與外電路無關(guān)，是由電源本生的特性決定的。 電動勢是標(biāo)量，沒有方向，這要給學(xué)生說明，如果學(xué)生程度較好，可以向?qū)W生說明，做為電源，由正負(fù)極之分，在電源內(nèi)部，電流從負(fù)極流向正極，為了說明問題方便，也給電動勢一個方向，人們規(guī)定電源電動勢的方向為內(nèi)電路的電流方向，即從負(fù)極指向正極。
2 路端電壓與電流（或外電阻）的關(guān)系，是一個難點.希望作好演示實驗，使學(xué)生有明確的感性認(rèn)識，然后用公式加以解釋.路端電壓與電流的關(guān)系圖線，可以直觀地表示出路端電壓與電流的關(guān)系，務(wù)必使學(xué)生熟悉這個圖線。
學(xué)生應(yīng)該知道，斷路時的路端電壓等于電源的電動勢.因此，用電壓表測出斷路時的路端電壓就可以得到電源的電動勢.在考慮電壓表的內(nèi)阻時，希望通過第五節(jié)的“思考與討論”，讓學(xué)生自己解決這個問題。
3 最后講述閉合電路中的功率，得出公式 ， .要從能量轉(zhuǎn)化的觀點說明，公式左方的 表示單位時間內(nèi)電源提供的電能.理解了這一點，就容易理解上式的意義：電源提供的電能，一部分消耗在內(nèi)阻上，其余部分輸出到外電路中。
教學(xué)設(shè)計方案
閉合電路的歐姆定律
1 教育目標(biāo)
1.1 知識教學(xué)點
1.1.1 初步了解電動勢的物理意義。
1.1.2 了解電動勢與內(nèi)外電壓的關(guān)系。
1.1.3 理解閉合電路歐姆定律及其公式，并能熟練地用來解決有關(guān)的電路問題。
1.1.4 理解路端電壓與電流（或外電阻）的關(guān)系，知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá)，并能用來分析、計算有關(guān)問題。
1.1.5 理解閉合電路的功率表達(dá)式，理解閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化。
1.2 能力訓(xùn)練點
通過用公式、圖像分析外電壓隨外電阻變化而變化的規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生用多種方法分析問題的能力。
1.3 德育滲透點[來源：高考資源網(wǎng)]
1.3.1 通過外電阻的改變而引起I、U變化的深入分析，樹立事物之間存在普遍的相互聯(lián)系的觀點。
1.3.2 通過對閉合電路的分析計算，培養(yǎng)學(xué)生能量守恒的思想。
2 重點、難點、疑點及解決辦法
2.1 重點
①正確理解電動勢的物理意義。[來源：高考資源網(wǎng)]
②對閉合電路歐姆定律的理解和應(yīng)用。
2.2 難點
路端電壓、電流隨外電阻變化規(guī)律。
2.3 疑點
路端電壓變化的原因（內(nèi)因、外因）。
2.4 解決辦法
制作多媒體課件，采用類比分析、動態(tài)畫面、圖像等幫助同學(xué)增強(qiáng)感性認(rèn)識，逐步了解電動勢的含義，推導(dǎo)閉合電路歐姆定律公式，分析各項的意義，使學(xué)生有初步整體感知，精選運(yùn)用閉合電路歐姆定律分析路端電壓隨外電阻改變而改變的規(guī)律的典型例題，結(jié)合圖像分析突破難點。
3 教學(xué)過程設(shè)計
引入新課：
教師：同學(xué)們都知道，電荷的定向移動形成電流.那么，導(dǎo)體中形成電流的條件是什么呢？（學(xué)生答：導(dǎo)體兩端有電勢差）
演示：將小燈泡接在充滿電的電容器兩端，會看到什么現(xiàn)象？（小燈泡閃亮一下就熄滅.）為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？
分析：當(dāng)電容器充完電后，其上下兩極板分別帶上正負(fù)電荷，如圖1所示，兩板間形成電勢差.當(dāng)用導(dǎo)線把小燈泡和電容器兩極板連通后，電子就在電場力的作用下通過導(dǎo)線產(chǎn)生定向移動而形成電流，但這是一瞬間的電流.因為兩極板上正負(fù)電荷逐漸中和而減少，兩極板間電勢差也逐漸減少為零，所以電流減小為零，因此只有電場力的作用是不能形成持續(xù)電流的。
教師：為了形成持續(xù)的電源，必須有一種本質(zhì)上完全不同于靜電性的力，能夠不斷地分離正負(fù)電荷來補(bǔ)充兩極板上減少的電荷.這才能使兩極板保持恒定的電勢差，從而在導(dǎo)線中維持恒定的電流，能夠提供這種非靜電力的裝置叫電源.電源在維持恒定電流時，電源中的非靜電力將不斷做功，從而把已經(jīng)流到低電勢處的正電荷不斷地送回到高電勢處.使它的電勢能增加。
4 課時安排[來源：高考資源網(wǎng)][來源：高考資源網(wǎng)]
1課時
5 教具學(xué)具準(zhǔn)備
不同型號的干電池若干、小燈泡（3.8V）、電容器一個、紐扣電池若干、手搖發(fā)電機(jī)一臺、可調(diào)高內(nèi)阻蓄電池一個、電路示教板一塊、示教電壓表（0～2.5V）兩臺、10Ω定值電阻一個、滑線變阻器（0～50Ω）一只、開關(guān)、導(dǎo)線若干。
6 學(xué)生活動設(shè)計
學(xué)生觀察、動手測電源電動勢，并邊觀察邊思考，逐步推導(dǎo)閉合電路歐姆定律，在教師的啟發(fā)下逐漸理解公式含義，引導(dǎo)學(xué)生用公式法和圖像法去分析同一問題。
7 教學(xué)過程
教師：同學(xué)們都知道，電荷的定向移動形成電流。那么，導(dǎo)體中形成電流的條件是什么呢？（學(xué)生答：導(dǎo)體兩端有電勢差。）
演示：將小燈泡接在充電后的電容器兩端，會看到什么現(xiàn)象？（小燈泡閃亮一下就熄滅。）為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？
分析：當(dāng)電容器充完電后，其上下兩極板分別帶上正負(fù)電荷，如圖1所示，兩板間形成電勢差。當(dāng)用導(dǎo)線把小燈泡和電容器兩極板連通后，電子就在電場力作用下沿導(dǎo)線定向移動形成電流，但這是一瞬間的電流。因為兩極板上正負(fù)電荷逐漸中和而減少，兩極板間電勢差也逐漸減小為零，所以電流減小為零，因此要得到持續(xù)的電流，就必須有持續(xù)的電勢差。
教師：能夠產(chǎn)生持續(xù)電勢差的裝置就是電源。那么，如何描述電源的特性？電源接入電路，組成閉合電路，閉合電路中的電流有什么規(guī)律呢？這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)閉合電路歐姆定律。
8 板書設(shè)計
8.1 電源電動勢：等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓。
8.2 閉合電路歐姆定律。
閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。
8.3 路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系。
【例1】 把電源（電壓一定）、開關(guān)、兩個未知阻值的定值電阻R1和R2、滑動變阻器R、一個電流表和兩個電壓表、導(dǎo)線連成了如圖1所示的電路。閉合開關(guān)后，調(diào)節(jié)滑動變阻器R的滑片P，發(fā)現(xiàn)V1、V2、A表的示數(shù)都在改變，把電流表A的示數(shù)和對應(yīng)的電壓表V1、V2的示數(shù)記在下表中。（設(shè)電阻不隨溫度變化而改變）
（1）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)求出定值電阻R2的阻值。
（2）求出電源電壓U和定值電阻R1的阻值。
（3）求整個電路消耗的最大電功率。
解：(1)從表格數(shù)據(jù)可知I＝0.2A時，R2兩端的電壓U2＝0.8V，由I＝UR 得R2＝U2I＝0.8V0.2A＝4Ω 。(2)設(shè)電源電壓為U，由表中數(shù)據(jù)知，當(dāng)電路電流I=0.2A時，R2和滑動變阻器R兩端總電壓U2=2.8V。根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律和歐姆定律有：U=0.2R1+2.8；
當(dāng)電路電流I2=0.3A時，R2和滑動變阻器R兩端總電壓為U3=2.7V，根據(jù)上面推導(dǎo)有：U=0.3R1+2.7，聯(lián)解得U=3V，R1=1Ω。
（3）當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值為零時，電路消耗的功率最大則有：I最大=UR1+R2=3V1Ω+4Ω=0.6A ，
P最大＝UI最大=3V×0.6A=1.8W。
這道物理計算題主要考查學(xué)生審讀電路圖的能力和運(yùn)用串聯(lián)電路的特點，歐姆定律等的知識，學(xué)生就要對串聯(lián)電路及其特點、歐姆定律有確切的理解，因此在教學(xué)中教師就要引導(dǎo)學(xué)生從串聯(lián)電路及特點、歐姆定律入手考慮。解答這道題首先要知道電路是串聯(lián)電路，再根據(jù)串聯(lián)電路的特點，當(dāng)然也要求學(xué)生理解好歐姆定律，才能準(zhǔn)確地解答出答案。若學(xué)生對這些知識沒有掌握好，電路連接方式判斷錯誤或者歐姆定律的運(yùn)用錯誤，就會導(dǎo)致本題的大失分。
二、力學(xué)計算題教學(xué)
在初中物理的力學(xué)中，浮力計算既是重點又是難點，很多學(xué)生對這類題束手無策，其主要原因是學(xué)生不熟悉掌握浮力的求法及其受力分析能力差，教師在講解浮力計算題時應(yīng)加強(qiáng)解題方法的指導(dǎo)。
圖2
【例2】 如圖2甲所示，把邊長為0.1m的正方體木塊放入水中，靜止時有2/5的體積露出水面，然后在其上表面放一塊底面積為2.0×10-3m2的小柱體，如圖2乙所示，靜止時方木塊剛好能全部浸入水中。(g=10N/kg)求：
(1)甲圖中木塊受到的浮力。(2)木塊的密度。
(3)小柱體放在木塊上面時對木塊上面的壓強(qiáng)。
解：（1）甲圖中木塊漂浮在水中，木塊受到的浮力
F?。溅阉甮V排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1)3×35 =6N。
（2）甲圖中木塊漂浮在水中，F(xiàn)浮＝G木，ρ水g×35 V木=ρ木gV木，ρ木＝35 ×10×103kg/m3=0.6×103kg/m3。
(3)方法一：小柱體放在木塊上面時，F(xiàn)浮1=G柱+G木，
G柱＝F浮1-G木＝ρ水gV木-G木＝1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1)3m3-6N=4N，
小柱體放在木塊上面時對木塊的壓強(qiáng)為：
p=FS =G柱S ＝4N2.0×10-3m2 =2×103Pa。
方法二：小柱體放在木塊上面時對木塊的壓力等于小柱體的重力，從圖甲到圖乙增加的浮力就等于小柱體的重力，即：
G木=F浮2=ρ水gV排2=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1)3m3×25 =4N，
一、教學(xué)設(shè)計
1.課題
閉合電路的歐姆定律（人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書選修3-1）
2.教材分析
本節(jié)內(nèi)容是全章的重點，是歐姆定律的延伸，教材從能量入手，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生推出閉合電路的歐姆定律，教學(xué)過程簡單、學(xué)生易于接受。之后應(yīng)用定律解決物理規(guī)律問題，使學(xué)生明白物理規(guī)律可以用已知定律從理論上導(dǎo)出，將理論應(yīng)用于實際。
3.教學(xué)目標(biāo)
知識與技能：①理解內(nèi)、外電路及電源的內(nèi)阻。②知道電源電動勢等于沒接入電路時兩極板間的電壓。③理解閉合電路的歐姆定律及其公式并能熟練地解決電路問題。過程與方法：①培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。②培養(yǎng)獨立思考、自主探究物理問題的能力。情感態(tài)度與價值觀：①激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和求知欲。②培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和合作學(xué)習(xí)精神。
4.教學(xué)重、難點
教學(xué)重點：①閉合電路歐姆定律的內(nèi)容。②路端電壓與電流的關(guān)系公式及圖像表示。教學(xué)難點：①閉合電路歐姆定律的應(yīng)用。②路端電壓與負(fù)載的關(guān)系。
二、教學(xué)過程
1.自主學(xué)習(xí)
課前教師下發(fā)學(xué)案，學(xué)生根據(jù)學(xué)案進(jìn)行預(yù)習(xí)，重點思考并回答以下問題：
（1）什么是電源？
（2）電源電動勢的概念和物理意義是什么？
（3）什么是內(nèi)電路？什么是外電路？在回路中的電流方向如何？
（4）在內(nèi)、外電路中電勢是如何變化的？
（5）怎樣計算內(nèi)電路以及外電路中消耗的電能？
（6）如何計算電池內(nèi)部非靜電力所做的功？
（7）內(nèi)電路和外電路上消耗的電能與電源內(nèi)部非靜電力做的功有什么關(guān)系？
（8）路端電壓與負(fù)載的關(guān)系是怎樣的？
【設(shè)計意圖】課前預(yù)習(xí)使學(xué)生將學(xué)習(xí)活動延伸到了課外，保證了學(xué)生思考的空間，增加了有效學(xué)習(xí)的時間。只有學(xué)生本人了解自己已經(jīng)掌握了哪些知識，需要學(xué)習(xí)哪些知識，才能有針對性地進(jìn)行相關(guān)復(fù)習(xí)、查閱資料，避免傳統(tǒng)課堂“一刀切”的現(xiàn)象，學(xué)生帶著問題積極主動地學(xué)習(xí)新知識，滿足了高中生思維發(fā)展和自我意識發(fā)展的需要，有利于開發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的潛能。
2.交流探究
師友之間根據(jù)預(yù)習(xí)情況交流學(xué)習(xí)。由徒弟向師傅講解本節(jié)課的相關(guān)內(nèi)容，師傅補(bǔ)充完善不足之處，在合作中解決疑難問題，突破重難點。教師巡視了解每對師徒的學(xué)習(xí)情況，對學(xué)習(xí)過程中存在疑問的師徒進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，對學(xué)習(xí)深度不夠的師徒進(jìn)行誘導(dǎo)點撥。如，有些師友根據(jù)理論知識推導(dǎo)出閉合電路的歐姆定律之后便欣然接受，此時教師應(yīng)該提醒學(xué)生設(shè)計實驗對其進(jìn)行驗證；在師友探討路端電壓與負(fù)載的關(guān)系之前，教師應(yīng)提出問題：能否用實驗探究路端電壓與負(fù)載的關(guān)系，并引導(dǎo)師友合作設(shè)計實驗方案，完成實驗步驟，分析實驗數(shù)據(jù)完成U-I圖像，進(jìn)而依據(jù)圖像解釋U、I的關(guān)系以及在短路、斷路中的特殊現(xiàn)象。
【設(shè)計意圖】該環(huán)節(jié)采用學(xué)生之間交流合作學(xué)習(xí)的方式完成本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，并在教師的點撥下激發(fā)了學(xué)生動手設(shè)計實驗驗證物理定律和探究物理規(guī)律的積極性，從而通過學(xué)生的親身經(jīng)歷完成了教學(xué)重難點內(nèi)容的學(xué)習(xí)。這一做法顛覆了傳統(tǒng)教學(xué)中教師“高高在上”的地位，而是十分“親民”走到學(xué)生之中參與、啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，消除了教師與學(xué)生之間的距離感。同時，學(xué)生之間通過交流不僅可以在學(xué)習(xí)上取長補(bǔ)短、互利共贏，更可以在性格上相互影響、共同發(fā)展，這樣不但能鍛煉學(xué)生與人交流合作的能力，又有利于開拓思路、培養(yǎng)他們的探索精神和創(chuàng)新能力。
3.互助提高
鼓勵學(xué)生積極上臺講解本節(jié)課自己學(xué)到的知識，板演相關(guān)例題，其他學(xué)生認(rèn)真聽講并進(jìn)行補(bǔ)充，也可以提出自己的質(zhì)疑并闡述觀點進(jìn)行全班討論。教師注意指導(dǎo)學(xué)生使用物理術(shù)語，規(guī)范學(xué)生的解題步驟，引導(dǎo)學(xué)生歸納需要注意的問題以及總結(jié)相關(guān)規(guī)律。
【設(shè)計意圖】全國教育心理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)教師所青睞的講授式教學(xué)方式學(xué)生對知識的記住率只有5%，而極少數(shù)教師鼓勵的學(xué)生教別人的方法，使學(xué)生本人對知識的記住率高達(dá)95%。本環(huán)節(jié)中，教師把課堂真正讓位給學(xué)生，讓學(xué)生做主講，不但鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力，同時在學(xué)生教會其他同學(xué)時自己也會收獲新的體會，而全班同學(xué)的參與交流又可以各抒己見、集思廣益、通力合作，真正實現(xiàn)人人參與、人人發(fā)展、人人進(jìn)步的高效課堂的發(fā)展趨勢。
4.總結(jié)歸納
教師組織學(xué)生一起梳理本節(jié)課的知識點，針對學(xué)生仍然不理解以及容易產(chǎn)生錯誤的知識點予以講解；明確學(xué)生易混、易錯、易漏的問題，對解題規(guī)律、注意事項、解題方法和技巧等進(jìn)行全面的總結(jié)，歸納出知識體系，以便學(xué)生能夠得心應(yīng)手的運(yùn)用。例如，教師應(yīng)強(qiáng)調(diào)閉合電路歐姆定律反映的只是電動勢與路端電壓的數(shù)量上的關(guān)系，他們的本質(zhì)是不同的，電動勢反映了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的大小，而路端電壓反映了外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的本領(lǐng)的大小，因而用電壓表直接接在電源兩級上，其示數(shù)不等于電源電動勢，但很接近電源電動勢：U=IRV=?RV=，當(dāng)RV>r時，U≈E。
【設(shè)計意圖】本節(jié)課的問題是由學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)解決的，規(guī)律也是由學(xué)生自己探究驗證出來的，甚至例題都是學(xué)生自己解讀體悟的，可以說全程都是由學(xué)生自己完成的，因而在本環(huán)節(jié)中學(xué)生可以很容易地總結(jié)歸納出本節(jié)課的知識體系，真正做到將學(xué)來的知識變?yōu)樽约核鶕碛械闹R，實現(xiàn)學(xué)習(xí)效率的最大化。
5.當(dāng)堂鞏固
教師根據(jù)學(xué)生對本節(jié)課內(nèi)容的掌握情況出示有代表性的一或兩道典型題，學(xué)生在規(guī)定時間完成后師友當(dāng)堂交換批改，之后交流做題心得與體會。教師檢查學(xué)生的掌握情況，布置課后作業(yè)。
【設(shè)計意圖】本環(huán)節(jié)的設(shè)計意在幫助學(xué)生檢驗學(xué)習(xí)成果，深化學(xué)生對各個知識點的認(rèn)知，培養(yǎng)他們自行解決物理問題的信心和決心，端正學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。同時，教師可以根據(jù)學(xué)生的掌握情況，及時反饋、適時調(diào)整并通過課后作業(yè)將學(xué)生的學(xué)習(xí)活動延伸到課下，為下節(jié)課埋下伏筆，使整堂課留有余味。
三、課堂教學(xué)設(shè)計建議
在設(shè)計學(xué)案時應(yīng)當(dāng)充分分析教材以及學(xué)生，做到環(huán)環(huán)相扣，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生完成自學(xué)；在學(xué)生進(jìn)行交流探究時，教師應(yīng)該注意學(xué)生探究的內(nèi)容要與本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容相關(guān)，探究要有深度不能屈于表面；在互助提高階段，教師應(yīng)該積極鼓勵內(nèi)向的學(xué)生大膽發(fā)言，提高其與同學(xué)溝通以及表達(dá)能力。本文中《閉合電路歐姆定律》的教學(xué)設(shè)計依據(jù)高中學(xué)生個性心理發(fā)展特點，通過課前預(yù)習(xí)以及課上互助式學(xué)習(xí)充分地調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，有利于改變傳統(tǒng)教學(xué)方式在高中物理教學(xué)中出現(xiàn)的弊端，以便于為物理教師的有效教學(xué)提供參考。
參考文獻(xiàn)：
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