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主題：閉合電路的歐姆定律
班級：12 年級（3、4、5、9 年級）
主教練：徐俊
1.教學目標
1. 知識目標
1、知道電源的電動勢等于電源未接入電路時兩極之間的電壓。
2.了解閉合電路歐姆定律公式，理解各物理量及公式的物理意義，并能熟練運用它們解決有關的電路問題。
3、知道電源的電動勢等于其內部和外部電路中的電位降之和。
4、了解端電壓與電流（或外電阻）的關系，知道這種關系的公式及圖形表達，并能運用其分析、計算有關問題。
5.了解閉合電路的功率表達式。
6.了解閉合電路中的能量轉換。
2. 能力目標
1、培養學生分析問題、解決問題的能力，利用閉合電路歐姆定律，分析外部電壓隨外部電阻的變化規律。
2、了解電路末端電壓與電流（或外電阻）之間的關系，知道這種關系的公式和圖形表達，并能運用它分析、計算有關問題。
3、利用公式、圖像分析外加電壓隨外加電阻變化的情況，培養學生多種分析問題的能力。
3.情感目標
1、外部電阻的變化引起電流和電壓的變化，建立學生萬有連接觀念。
2、通過分析外部電壓變化的原因留學之路，了解內因與外部因素之間的關系。
3、通過閉合電路的分析和計算，培養學生能量守恒的思想。
二、教學建議
1、電源電動勢的概念是高中階段的一個難點，是掌握閉合電路歐姆定律的關鍵和基礎。在處理電動勢的概念時，可以根據教材采用不同的解釋。理論上講，電源中的非靜電力做功，將正電荷從電源負極輸送到正極，克服電場力做功，非靜電力輸送電荷引起的兩極間電位差的大小反映了電源做功的能力，從而引入電動勢的概念；也可以參照本書討論閉合電路中電位的升降的方法，得出電動勢等于內外電路電位降之和的結論。教學中并不要求證明這個結論，教材給出了一個比喻（兒童幻燈片），幫助學生接受這個結論。
需要強調的是，電源的電動勢體現的是電源做功的能力，與外電路無關，是由電源固有特性決定的。
電動勢是一個標量，沒有方向。這個需要給學生講清楚。如果學生水平還好，可以給他們講解，作為電源，有正極和負極，電源內部，電流是從負極流向正極的。為了講解問題方便，電動勢也賦予了一個方向。人們把電源電動勢的方向定義為內部電路中電流的方向，即從負極流向正極。#p#Page title#e#
2. 電路端電壓與電流（或外接電阻）的關系是一個難點，我們希望做好演示實驗，讓學生有一個清晰的感性認識，然后用公式來解釋。電路端電壓與電流的關系圖可以很直觀的展示電路端電壓與電流的關系，這個圖同學們一定很熟悉。
同學們要知道，電路斷路時，電路末端的電壓等于電源的電動勢，因此，用電壓表測量電路斷路時，電路末端的電壓即可求得電源的電動勢。在考慮電壓表內阻時高中物理電路圖輔導，希望通過第五節的“思考與討論”，同學們可以自己解決這個問題。
3、最后我們來說說閉合電路中的功率，得出公式。從能量轉換的角度來解釋，公式左邊代表的是電源單位時間內提供的電能。理解了這一點，就很容易理解上面公式的含義了：電源提供的電能一部分被內部電阻消耗，另一部分輸出到外部電路。
3. 重點難點分析
（一）要點：
1.電動勢是表示電源特性的物理量。
2.閉合電路歐姆定律的內容；
3、利用定律討論端電壓、輸出功率、電源效率隨外接電阻變化的規律。
（二）難點：
1、閉合電路中電源的電動勢等于電路內外電壓之和。
2.短路和開路特性
3.利用閉合電路歐姆定律討論電路末端電壓、電流強度與外阻變化的關系
4.教學過程設計
指導：同學們都知道，電荷的定向運動就形成電流。那么，導體中形成電流的條件是什么呢？（學生回答：導體兩端存在電位差。）
教師指導：怎樣實現導體兩端產生電位差？
板書：1、電源：電源是一種能把其他形式的能量連續地轉換成電能的裝置，它本身不產生能量，也不產生電荷，例如干電池把化學能轉換成電能，發電機把機械能、核能等轉換成電能。
（1）電源可以不斷地把其他形式的能量轉換成電能，并提供恒定的電壓。那么，不同電源兩極之間的電壓是否相同？展示各種干電池（1號、2號、5號、7號），并請幾位學生觀察電池上寫的規格。用電壓表進行驗證。
（2）展示蓄電池和紐扣電池，它們的端子電壓也是1.5V嗎？怎么知道它們的端子電壓？
結論：電源兩極之間的電壓完全由電源本身的性質（如材料，工作方式等）決定。
同一型號的電池用電壓表測得兩極之間的電壓是相同的，不同型號的電池用電壓表測得兩極之間的電壓是不同的。為了表達電源本身的這種特性，物理學中引入了電動勢的概念。
黑板：2、電源電動勢：電源的電動勢，在數值上等于電源未接入電路時，其兩極之間的電壓。
問題：各種型號干電池的電動勢都是1.5V。那么如果將一節1號電池接入電路，它的兩極之間的電壓還是1.5V嗎？用教學板演示，電路如圖，結論：開關閉合前電壓顯示數字為1.5V，開關閉合后電壓顯示數字變為1.4V。實驗表明，電路中有電流流過后，電源兩極之間的電壓減小。#p#Page title#e#
問題：在上面的實驗中，開關閉合之后，電源兩極之間的電壓下降到1.4V，那么降低的電壓到哪里去了呢？
引言：閉合電路可分為內電路和外電路兩部分。內電路是電源內部的部分，外電路是電源外部的部分。接在電源外電路兩端的電壓表測得的電壓稱為外電壓。接在電源內部電極附近的探針A、B上的電壓表測得的電壓稱為內電壓。下面我們通過實驗來研究閉合電路中電動勢與內外電壓的關系。
黑板：3.幾個概念（內部電路，外部電路，內部電阻，外部電阻，內部電壓，外部電壓）
師：向學生介紹實驗裝置及電路連接方法，重點講解內部電壓的測量。實驗中，打開開關，移動滑動變阻器的滑動頭，使其阻值減小，用兩只電壓表讀出幾組內部和外部電壓之和。然后斷開開關，用電壓表測量電動勢。分析實驗結果，可以發現什么規律？
學生：在允許的誤差范圍內，內外電壓之和等于電源電動勢。
板書：在閉合電路中，電源的電動勢等于內外電壓之和，即。
接下來我們分析整個電路中電壓、電流、電阻的關系。
老師：在圖1所示的電路圖中，設電流為，根據歐姆定律，，，則電流強度為，這就是閉合電路的歐姆定律。
黑板：4、閉合電路歐姆定律的內容：閉合電路中的電流強度與電源電動勢成正比，與電路內外電阻之和成反比，表達式為。
一般認為電源的電動勢和內阻在短時間內可以認為是恒定的，那么外部電阻的變化就會引起電路中電流的變化，進而引起端電壓、輸出功率、電源效率等的變化。
黑板：5.幾個重要的推論
（l）端電壓隨外阻變化的規律
演示實驗，如圖2所示電路，4節1號電池與一只10Ω固定電阻串聯，組成電源（因為電源內阻通常很小，變化也很小，現象不明顯）。撥動滑動變阻器的滑動片，觀察電流表、電壓表的讀數如何變化？
現象：從實驗中得知高中物理電路圖輔導，隨著電阻的增大，電流逐漸減小，電路末端電壓逐漸增大。能用閉路歐姆定律解釋這個實驗現象嗎？
學生分析：由于變大，閉合電路的總電阻增大，根據閉合電路歐姆定律， ，電路中的總電流減小，又由于 ，電路末端的電壓增大。
結論：電路端電壓隨外阻的增大而增大，隨外阻的減小而減小。當→無窮大時，可視外電路為開路，→0，根據，則，即當外電路斷開時，用電壓表直接測得電源兩極之間的電壓，其值等于電源電動勢；當減小到0時，可視電路為短路，為短路電流，電路端電壓為。
板書（1）：電路端部電壓隨外電阻的增大而增大，隨外電阻的減小而減小。
電路開路時，→∞， ；電路短路時， ， 。#p#Page Title#e#
電路端電壓與電流的關系可以用圖形表示如下
（2）電源輸出功率隨外阻變化的規律。
老師：在純電阻電路中，當采用固定電源（假設r為常數）給一個可變的外部電阻供電時，輸出功率為
因為，
所以，
此時電源輸出功率最大，我們可以畫出輸出功率隨外接電阻變化的曲線圖，如圖所示。
板書（2）：在純電阻電路中，當采用一個固定電源（即恒定值）給一個可變的外部電阻供電時，輸出功率在那時達到一個最大值。
老師：當輸出功率最大的時候，電源的效率是不是也最大呢？
（3）：電源效率隨外接電阻變化的規律
老師：在電路中，電源的總功率為，輸出功率為，內部電路的功率損耗為，那么電源的效率為，當增大時，也增大。當，也就是輸出功率最大的時候，電源的效率=50%。
板書（3）：電源的效率隨著外部電阻的增加而提高。
4. 解釋例子
五、結論
板書設計：第 5 節 閉合電路的歐姆定律
1.電源：
2.電源電動勢：
3.幾個概念
4、閉合電路歐姆定律的內容：
5. 幾個重要的推論
（1）：端電壓隨外部電阻的增大而增大，隨外部電阻的減小而減小。
當電路開路時，→∞， ；當電路短路時， ， 。
（2）：在純電阻電路中，當采用一個固定電源（即恒定值）給一個可變的外部電阻供電時，輸出功率在那時達到一個最大值。
（3）：電源的效率隨著外接電阻的增大而提高。
