1　能量量子化名师教学视频（文字实录）

闭合电路的欧姆定律

闭合电路的欧姆定律是高二物理选修3-1第二章《闭合电路的欧姆定律》第七节的内容。本节课是在学习了部分电路欧姆定律、焦耳定律、电功和电功率基础上进行的，可说是部分电路欧姆定律的延伸，是分析各种电路的基础，是电学的基本规律之一，也是本章的教学重点。

一、

教学目标

1.

知识与技能

（1）

经历闭合电路欧姆定律的探究过程，渗透物理是一门以实验为基础的学科。

（2）

掌握闭合电路的欧姆定律

（3）

理解内外电路的电势降落，知道闭合电路欧姆定律的三个表达形式的物理意义是有区别的

（4）

会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系，并能进行相关的电路分析和计算。

2.

过程与方法

（1）

通过实验培养学生的实验分析能力

（2）

通过实验培养学生的处理数据的能力

3.

情感态度与价值观

激发学生对科学探究的热情，体验探究的乐趣

二、

教学重点

闭合电路的欧姆定律

三、

教学难点

闭合回路中内外电压之和与电源电动势的关系

数据处理

四、

设计思想

闭合电路的欧姆定律是恒定电流部分的一个重点也是难点，教材强调了能量守恒的思想，能量的思想非常重要，但如果还原定律发现的过程，沿着科学家追寻规律的足迹体验规律的发现历程，更有利于培养中学生科学探究精神。本节课采用的两个小实验引入新课，第一个实验是一节干电池与小灯泡相连，让学生观察灯泡的发光程度；第二个实验是自制萝卜电池，电动势大约4.5伏，与小灯泡相连，按照现有的认知，肯定会认为小灯泡会亮，实际灯泡竟然不亮，学生有了第一次思维认知上的冲突，紧接用多用电表测量电池两端的电压，发现闭合电键后电池两端的电压减小了，此时学生有了第二次思维认知上的冲突，到此为止学生的求知欲已基本被调动起来。本次实验选用萝卜电池，一是取材来自生活，低碳环保，二是符合物理从生活中来的课程理念。在课堂探究阶段，利用实验室常见器材，测量回路的电流与滑动变阻器两端的电压，获得第一手数据，让学生了解运用数据寻找规律的方法，感受逻辑的力量，是本次课堂设计的初衷。通过数据寻找物理量的关系是本节课的难点，学生容易想到画I-R图像，通过非线性的图像也可以想到用I-1/R图像进行验证，但在验证之后仍不是直线时，学生没有思维上的记忆，再进行猜测意义不大，我处理的方式是直接给出猜测方向，通过图像画出后的直线及函数分析让学生认识到画1/I-R图像的作用，再通过图像得出闭合电路欧姆定律就水到渠成了。通过实验探究出规律之后，在利用教材上能

量转化的思想让学生通过逻辑推理推导内外电压之和与电源电动势的关系。领会EU外U内与I五、

教学器材

自制水果电池、干电池、小灯泡、导线、电键、滑动变阻器、数字多用电表

六、

教学方法：实验探究

七、

教学过程

新课引入：

师：我这里有一节干电池将它与小灯泡相连，观察小灯泡的发光程度，还有一个萝卜电池，它有镁片和铜片组成，让它也和小灯泡相连，观察小灯泡的发光程度，小灯泡不亮,说明流过灯泡的电流太小，那我们测一下

萝卜电池两端的电压，断开电键测量，闭合电键测量；那我们也测一下干电池两端的电压，断开电键测量。

我们发现闭合电键后无论萝卜电池还是干电池两端的电压均有不同程度的减小，那么减小的电压哪去了？

生：电源有内阻

师：对，因为电源内部也是有导体组成的，所以也有内阻。

师：与萝卜电池相连小灯泡不亮主要因为萝卜电池的内阻大，看来电路中的电流与电源的内阻有关，要定量的解释上述现象就要用到今天我们要学习的内容：闭合电路的欧姆定律。（板书课题）

师：这是我们刚才用到的电路图，导线把电源与用电器连成的回路叫做闭合回路，导线与小灯泡的电路叫外电路，电源内部的电路叫内电路。看来闭合回路的电流不但和外电路的电阻有关，还和内电路的电阻有关，E区别与联系。

Rr

接下来我们通过实验来研究回路的电流与内外电阻的关系。（板书实验目的）

，实验器材有干电池，不用萝卜电池的原因是内阻太大、电动势也不稳定

，导线、电键、滑动变阻器、数字多用电表。实验原理图见黑板，按照原理图连接电路，下面准备记录数据。数据记录完毕，接下来

我们将数据输入电脑，如何让才能利用这些实验数据更直观的呈现它们之间的关系呢？

生：画图

师：

我们的实验目的是探究闭合回路中电流与内外电阻系，可是我们没有电阻的数据。

生：

U

I I U R1/R1/I0.062.8146.830.0216.670.082.7934.880.0312.500.092.7530.560.0311.110.122.7122.580.048.330.152.6617.730.066.670.202.5912.950.085.000.312.447.870.133.230.392.315.920.172.560.492.154.390.232.040.661.912.890.351.520.871.611.850.541.150.991.401.410.711.01 R50.00师：计算出R，接下来画I-R图像？

生：对

师：是条曲线，I与R什么关系

生：反比

师：反比吗？曲线就是反比关系吗？如果是反比关系，I1

R45.0040.0035.0030.00 R25.0020.0015.0010.00I-R图像

5.00生：一条直线

师：显然I没有试

0.000.000.200.400.600.801.001.201.401.60111I我们试过了，是曲线，说明I-R不是反比关系，还有RRRI

1/R1.60生：对

师：那我们试试R的图像吧，好像是一条直线，看一下它的函数表达式，是一次函数。

接下来思考一下如何得出回路中的电流与内外电阻的关系

1I1.401.201.00I0.800.601

R1/R0.400.200.000.000.200.400.600.801.001.201.401.60图表标题18.00生：

IE（1）（学生Rr16.00y = 0.345x + 0.522114.00讲解得出的过程）

师：其实我们刚刚的探究过程是还原了欧姆当年发现规律的历程。这说明回路的总电流与电源电动势12.0010.001/I线性 (1/I)8.006.001R

I4.002.000.000.005.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.00成正比，与回路的总电阻成反比。这就是闭合电路的欧姆定律

师：根据闭合电路的欧姆定律可得EIRIr（2），我们用U外表示（2）式中的IR，它是外电路上总的电势降落，习惯上叫做路端电压；用U内表示Ir，它是内电路的电势降落，所以（2）也可以写为EU外U内。

点寻找电源电动势与内外电压的关系。（在时间t内电源提供的能量为EIt，外电路消耗的能量为U外It，内电路消耗的能量为U内It，可知EU外U内，如果是纯电阻电路U外IR，所以IE的适用条件是纯电阻电路，而Rr。由EU外U内得到路端电压与电流关系为EU外U内却不需要此条件）UEIr，利用我们的实验数据也可以得其图像（演示），一条直线，从

图像上可以获得什么信息？

生：纵截距为电源电动势，斜率的绝对值为电源的内阻。路端电压随电流的增加而减小。

师：电路中，消耗电能的元件常常称为负载，负载变化时，电路中的电流就会变化，路端电压也随之变化，因此路端电压与电流的关系，也可叫做路端电压与负载的关系.接下来我们从能量的观点自主推导一下闭合电路的欧姆定律。（学生到黑板板演，并讲解）

师：请看例1，思考这道题目的用意。

生：提供了一种测量电源电动势与内阻的关系。

师：非常好！接下来我们对本节课小结一下：

1.

闭合电路的欧姆定律：IE（纯电阻电路）

Rr2.

闭合回路电压关系：EU外U内

3.

路端电压与负载的关系：UEIr（纯电阻电路）

作业：测量手机电池的电动势