创新情境下探究皮卡丘存在的可能性
《闭合电路的欧姆定律》教学设计
鹿泉一中 梁慧颖
【教材分析】
《闭合电路的欧姆定律》包括电动势概念、闭合电路欧姆定律以及应用该定律分析路端电压与负载的关系。可以使学生在上一章的基础上对电路的认识更加完整。
【学情分析】
学生已理解了部分电路欧姆定律,串并联电路的特点,焦耳定律等,掌握了部分电路的电功,热量关系,通过电动势概念的建立和推导闭合电路欧姆定律,为学生深入理解能量守恒定律提供物理事实,在电场电路情景下培养学生的能量观念,通过应用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系和欧姆表测量电阻的原理的拓展学习,学生应用物理规律进行推理,解决实际问题,促进科学思维的发展。
【教学目标】
1.知道电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置,知道电动势的定义
2.经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程,理解内、外电路的能量转化,体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用
3.理解闭合电路的欧姆定律,通过探究电源两端电压与电流的关系,体会图像法在研究物理问题中的作用。
4.能根据闭合电路欧姆定律解释路端电压与负载的关系。
5.知道欧姆表测量电阻的原理。
6.了解电源短路可能会带来的危害,加强安全用电意识。
【教学重难点】
重点:闭合电路欧姆定律的推导过程;路端电压与负载的定量关系和动态分析过程;闭合电路路端电压和负载的U-I图像及图像的物理含义;闭合电路中输出功率和电源效率的分析过程;
难点:逻辑推导处理电路动态问题;利用函数关系和图像处理问题;
教学环节 | 教学设计过程 | 师生互动过程 | 设计意图 |
一、情境引入 | 提前推送两篇文章《老鼠通电会变成皮卡丘吗?》《放电能力最强的鱼是什么鱼》 | 师:电鳗现实中是存在的,现实中存在与皮卡丘类似的动物吗? 生:应该没有吧。 师:今天,我们就分析一下皮卡丘发电攻击敌人时电路中的能量转化问题,用利用所学闭合电路的知识来探讨一下皮卡丘存在的可能性
| 用学生感兴趣的动漫人物引入,增强了学生的求知欲,引导学生关注闭合电路的特点问题。 |
二、新课教学 闭合电路欧姆定律 | 阅读课本,自主学习,推导闭合电路欧姆定律,思考、讨论并简述闭合电路、内电路及外电路的功能关系, | 提出问题,电源两端电压是否会随电路中电阻的变化而变化? 引发学生思考,学生根据初中知识,认为电压表示数不变。教师演示实验,结果又出乎学生预料,这使学生意识到以前学过的知识已经和实验事实相矛盾,激发学生求知欲。引导学生自主学习,要求学生识别闭合电路内、外电路,思考讨论并简述闭合电路、内电路及外电路的功能关系; | 体验电路中的能量守恒 |
| 简化关系式并简述其函数关系;根据推导过程总结其适用条件。
| 引导学生利用能量守恒思想对闭合电路功能关系进行抽象量化,引导学生简化闭合电路能量守恒关系式并思考其函数关系 | 经历推导过程,理解闭合电路欧姆定律 |
三、路端电压与负载的关系及闭合电路的动态分析 |
分析、思考并回答下面的问题。 (1)分析解释本节“问题”栏目的实验现象。 (2)外电路断开的状态对应于图中的哪个点?这时路端电压与电动势有何关系?(3)电源短路的状态对应于图中的哪个点?(4)r的大小对图像有什么影响? 学生通过思考问题,从图像的纵截距、横截距、斜率分析路端电压、短路电流和内阻,体会用数学方法研究物理问题。
| 演示路端电压与负载关系的研究实验,引导学生通过实验观察负载与路端电压的变化;形成感性认识后引导学生思考讨论其中的逻辑关系从而形成闭合电路动态分析思路;再结合书本说一说实践应用总结出电路动态分析的一般方法,最后提炼出路端电压负载的函数关系式;
| 经理逻辑推导过程,体会函数关系和图像在物理问题中的实用性; |
四、闭合电路输出功率及电源效率问题 | 思考并写出输出功率及电源效率的函数关系式;利用函数关系式和图象解决功率、效率最大值问题;。 | 简述输出功率和电源效率的概念;引导学生利用函数关系和图象解决闭合电路输出功率及电源效率问题;
| 从物理与数学工具结合方法的认识过渡到闭合电路有关功率和电源效率的问题,进一步深化结合数学方法解决问题的思维利用函数关系和图像分析出断路、断路及输出功率和电源效率问题; |
五、学生练习
| 提交平板练习题 | 平板下发选择题 | 检验学生学习效果 |
六、问题回顾 | 根据所学闭合电路的欧姆定律,对皮卡丘攻击敌人建立物理模型,简述现实生活中为何不存在与皮卡丘类似的陆地上的以放电作为武器的动物。 | 提问 1.皮卡丘在空气中对敌人放电时,皮卡丘和敌人,分别是电路中的哪部分?什么充当导线? 2.电路中串并联关系是怎样的? 3.电路中的热量是如何分配的? 4.电鳗如果在陆地上,能对人放电而不伤到自己么?简述皮卡丘存在的可能性。 | 锻炼学生抽象出物理模型的能力,培养学生科学探究的精神,激发学习兴趣。 |
归纳总结
| 学生总结本节课收获 | 师生总结 | 回顾总结,检验是否达到预期目的。 |
作业
| 课后题1 、6
| 记录 | 检验学习效果,加深对知识的理解和记忆。 |
附件一:板书设计
闭合电路的欧姆定律
1、 定律推导
2、内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。
3、公式:
4、、适用条件:外电路是纯电阻的电路
5、路端电压跟负载的关系