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电磁感应教学设计

电磁感应教学设计

上传者: dragon 2009-02-12 评分 5 0 220 30 998 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《电磁感应教学设计doc》,可适用于高中教育领域,主题内容包含《闭合电路的欧姆定律》互动式教学设计【教学目的】.掌握闭合电路的欧姆定律学会用它分析解决简单的实际问题。.掌握路端电压随外电阻变化的规律和变化原因理符等。

《闭合电路的欧姆定律》互动式教学设计【教学目的】.掌握闭合电路的欧姆定律学会用它分析解决简单的实际问题。.掌握路端电压随外电阻变化的规律和变化原因理解断路和短路两种特殊情况。【教学重点】.闭合电路的欧姆定律的内容。.外电压随外电阻变化的规律及变化的根本原因。【教学难点】应用定律解决简单的实际问题。【教学方法】在教师指导下师生共同探讨的启发式教学。【教学仪器】伏特表安培表滑动变阻器电键若干干电池组内阻较大的电池(电动势力伏或伏)新号电池两节灯泡若干蓄电池(伏)保险丝导线若干投影仪单刀双掷开关等。【教学过程】一、新课引入师:同学们上课节我们学习了电动势的概念它等于电源没有接入电路时两极间的电压并掌握了从伏特表测电动势的方法。这块示教板(图)上有二个不同的电源l号电源()和号电源()当单刀双掷开关分别掷到位置和位置时小灯泡分别与l号电源和号电源形成闭合回路请注意此时开关处于断开状态两个电源都没有跟灯泡形成闭合回路。现在我们就用上节课学过的方法来测定这两个电源的电动势。为此我们需要一块伏特表。(出示投影伏特表简单介绍仪器并投影)师:好我们就用这块伏特表来测电源的电动势。(先交待测量过程中的注意事项:(l)电源与外电路断开。()伏特表的接线柱与电源的极性连接要正确。然后让学生读出测量结果。)师:通过测量我们发现这两个电源的电动势相差较大。现在我把开关扳到位置让灯泡与号电源相接大家观察灯泡的亮度(演示)亮度怎样?生:很亮。(小灯几乎发白光。此问题为下一问作铺垫。)师:现在我想请大家猜一猜如果老师把开关扳到位置会出现什么情况呢?生:灯泡会烧毁。(学生反应强烈绝大部分学生趋向这种看法。)师:一定会烧毁吗?(有意增设悬念。)生:(片刻后有个别学生认为)可能不烧但亮度会亮得多。师:好我们冒着烧毁灯泡的“危险”斗胆来做这个实验看究竟会出现什么现象?(演示结果是灯的亮度不如接伏电源时亮学生一片哗然。)师:大家观察到了什么?生:灯泡的亮度还不如与号电源相接时亮。(重复演示一次以增强对比效果。)师:灯泡接在电动势高的电源上反而没有接在电动势低的电源上亮我们如何来解释这一现象呢?(稍停片刻)要圆满解释这一现象就要用到本节课将学习的内容闭合电路的欧姆定律。(板书课题:闭合电路的欧姆定律。)二、推导闭合电路的欧姆定律的表达式师:图是一个简单的闭合电路。在闭合电路中内、外电压与电动势之间存在一个关系式大家还记得吗?生:内、外电压之和等于电动势ε=UU′。师:安培表的内阻很小可近似看作为、则这个电路中的外电压即是电阻R两端的电压由欧姆定律可将外电压U写为IR同理内电压U′可写为Ir。(板书:ε=UU′=RIr)师:这样可得到电流表达式:I=ε(Rr)(板书此式)大家看电流与哪些因素有关呢?生:电动势和内、外电阻。师:是一种什关系呢?生:与电源的电动势成正比与内、外电阻的和成反比。师:对我们把这个结论写出来。(板书:闭合电路中的电流与电源的电动势成正比与整个电路的总电阻成反比。)师:同学们这就是闭合电路的欧姆定律。(板书:闭合电路的欧姆定律)在此请大家注意两点第一点公式中的R表示整个外电路的总电阻。第二点一般情况下电源是给定的电源的电动势与内阻就确定了可以当作常数。这样外电路R的变化就会影响到电流的变化我们来看看电流的变化情况。(这引导学生推理边板书:当εr一定时RI。)师:不仅如此变化的电流经过外电路时势必造成外电压的变化。那么外电压随外电阻会按照一个什么样的规律变化呢?下面我们就一齐来讨论这个问题。(板书:二、U随R变化的规律)三、讨论U随R变化的规律师:在这个电路(图)里外电压就是R两端的电压我们可以利用什么知识来判定这个电压的变化呢?(稍停片刻)我们能否用部分电路欧姆定律来判定呢?生:应该能。师:我们首先看第一种情况根据欧姆定律U=IR当R时有IR、I都是变量在没有给出具体数据的情况下U究竟是增大还是减小单纯利用部分电路的欧姆定律很难判定。那么我们该怎么办呢?生:(一时难以找到出路。)师:大家注意这是一个闭合电路内、外电压有没有联系?生:有。师:有什么联系?生:内外电压之和等于电动势。师:电动势有什么特点?生:是确定的(部分学生已有所悟)。师:对!如果我们能先判定内电压的变化那么外电压的变化可不可以判定呢?生:可以。(兴奋)师:我们先来看看内电压U′=Irr为常数所以U′的变化很容易判定。下面我们就来推导一下具体变化情况。(引导学生进行推理并板书:..RIU′U)师:通过大家的努力咱们从理论上推出了U随R变化的结果但正确与否还需要用实验来验证。(出示示教板如图所示)师:这块示教板上的伏特表测的是什么电压?生:外电压。师:我们可以通过伏特表和安培表来观察U、I的变化情况。先检查一下电路。在电路工作前电键要断开滑动变阻器要处于有效阻值最大的状态大家说滑动头应放在哪个位置?生:最左端。师:对。现在我们可以开始验证啦。(演示结果与推论完全一致)师:实验结果证明咱们的推理完全正确。以上我们讨论了U随R变化的一般情况接下来讨论两种特殊情况。四、讨论两种特殊情况师:如果图中的滑动头滑到最右端这时的外电阻为多大呢?生:为。师:对可看作见这就是第一种特殊情况叫短路。短路时的电流为多大呢?生:无穷大。师:是无穷大吗?好好想想(稍停片刻让学生思考有不少学生发现了问题)短路时外电阻为整个闭合电路中的总电阻为吗?生:不为还有内阻r。师:所以短路电流为I=εr。那内电压U′为多少呢?生:U′=Ir=ε。师:那么此时外电压U就一定会……生:等于。(板书:短路R=I=εrU′=εU=)师:在这种情况下咱们着重讨论一下电流。此时I取决于ε、r。一般情况下电源内阻很小象铅蓄电池的内阻只有.~.l欧非常小。所以短路时电流会很大很大的电流流过电路会造成什么后果呢?下面先请大家看一个实验。(出示示教板如图简单向学生介绍电路的元件)师:为了便于观察在保险丝上悬挂一张小纸片。(小纸片上画上醒目的斑马线以增强演示可见度)先让电路开始正常工作。大家说怎么样外电路才算短路呢?有意让学生由理论到实际进行知识迁移。)生:外阻R要等于。师:在灯泡的两端跨接一根导线就可造成外阻减小到也就是发生了短路。大家观察短路时你看到了什么现象?(演示:保险丝烧断小纸片落下小灯泡熄灭)生:(兴奋)保险丝烧断了。师:保险丝为什么会断?这正说明短路时电流的确很大剧烈放热而导致保险丝烧断。如果没有保险丝短路时很大的电流长时间通过电路就可能损坏电源甚至酿成火灾所以在实验操作中和日常生活中千万注意要避免短路也不能为图方便用铜丝代替保险丝这样做是很危险的。(对学生进行安全常识的教育。)师:现在电路停止工作了如果要恢复电路的正常工作我们该怎么办呢?生:换保险丝。师:是不是把保险丝一换就行了?生:(少数学生)不行要排除短路的故障。师:对要先排故意再换保险不然的话换了保险还得烧。(断开电键拆除短路线更换保险丝合上电键电路重新开始正常工作学生脸上流露出了愉悦。)师:电路又重新工作了由此可见保险丝对电路确实起到了保护作用所以才叫它“保险丝”。这是第一种特殊情况。接下来我们来看第二种特殊情况就是外电路处于断开状态称这种情况为“断路”。断路时外电阻趋近于。(引导学生进行如下推理:断路:RI=U′=U=ε。)师:我们发现断路时外电压U等于电源电动势这正是上节课讲的:电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。我们用伏特表测电动势正是利用这个道理。当然伏特表本身构成了外电路但由于伏特表内阻很大所以I很小内电压也很小外电压U趋近电动势但比电动势略小一点在要求不是特别高的情况下用这个办法测。很方便。五、讨论U随R变化的根本原因师:通过以上讨论我们对U随R变化的规律就有了较详细的了解但在整个讨论中都是以εr一定作为前提的也就是说r。如果我给你一个特殊的电源ε一定而r=用这个电源来替换原来的电源接入同一电路(图)那么U还会不会有这种变化规律呢?生:(意见不一致等学生充分发表意见后教师再适时点拨。)师:如果r=则整个电路的总电阻就是外电阻R当R变化时I会发生变化但无论I如何变U′都等于而U=ε保持不变也就是说如果r=U将是恒定值。但十分遗憾的是实际的电源都有内阻正是由于r才导致了U随R的变化可见造成U随R变化的根本原因是……生:(主动接过话)r。(板书:U随R变化的根本原因:r)师:由于电源内阻的存在就可能出现这样的情况:r很大甚至比外阻还大这时U′>U用电器实际获得的外电压就会比ε小很多。讲到这里大家想我们在开始上课时做的实验为什么会出现那样一个结果?生:号电源的内阻大。师:那我们来实际测定一下这二个电源分别给灯泡提供了多高的电压?(演示:用伏特表测两个电源给灯泡提供的电压:l号电源提供.伏号电源提供l.伏学生彻底明白了造成这种结果的原因)师:实验结果充分说明号电源的内阻大于灯泡的电阻。这个实验提醒我们。千万别以为电动势高的电源就一定能向外提供高电压。我们平常只关心电源的ε而很少关心电源的内阻这是片面的看法。对所用的电源我们不但要了解它的ε还应该了解它的r。为此我们通过应用本节课学习的知识来解答一道例题从中学习一种测定εr的方法。(投影P.例题解答略。)师:这道例题实际上给我们提供了一种测εr的方法大家看这种方法用到了哪些主要器材?生:(答略)师:其实测定εr的方法还有很多这个问题留待下节课来具体讨论。通过上述内容的研究我们对闭合电路的欧姆定律就有了较详细的了解。最后我想请大家用本节课学到的知识来观察份析一个现象。(出示示教板如图所示)师:先用一组干电池作电源它的内阻较大把它接在电路里合上电键灯泡发光我想请大家猜测一下如果断开其中一盏灯其余的灯亮度会不会发生变化?(等学生充分发表意见后演示结果是并联的灯泡组数越多亮度越暗。)师:如果换用一个内阻很小的蓄电池作电源再做这个实验灯泡亮度会不会发生明显变化呢?(等学生充分发表意见后演示结果是:亮度无明显变化。学生对演示结果很感兴趣。)师:为什么会有这种现象请大家课后思考、讨论。还请你们回家以后观察另一个现象在用电高峰(晚点)时灯泡不太亮但夜深时灯泡特别亮大家想一想这其中的道理。作业略。【教学说明】.本课的设计原则是:充分发挥学生的主观能动性使学生成为认识活动的主体。为此要求教师在课堂内把主要精力放在引导学生发现问题并寻找出解决问题的方法上让学生通过自己的努力得到最终的结果。.好的引入是一堂课成功的一半能使学生怀着强烈的求知欲望和兴趣进行后续学习。什么东西能引发学生的兴趣呢?一般说来太熟悉和太不熟悉的东西不能很好地引起学生的注意学生感兴趣的是与他的过去经验有联系但又有新颖性的尚不了解的东西。本节课的设计正是利用学生的生活经验与物理规律的矛盾来巧设“悬念”的。学生在生活中见到两节电池比一节电池使灯泡更亮因此他们自然认为电动势大的电源总比电动势小的电源向外提供的电压要高。但演示实验的结果使他们经历了一次前科学意识与物理规律的强烈碰撞他们的求知欲望之火被迅速点燃从而兴致勃勃地进入了“角色”。.探讨U随R变化的根本原因r是个有一定深度的问题教材上并未对此作明确要求但教师应意识到这个问题的关键性并设法让学生体会到这一点。本课采用假定r则推出U=ε。(恒量)的方法来讲这一问题。降低了难度学生很容易接受。.由于时间关系也为了分散难点本节课没有过多地向学生介绍测ε、r的方法而是将这些问题有意留待下节课解决。.本课在结尾部分设计了一个演示实验(灯泡亮度的变化)要求学生课后思考、讨论这样做不但把教学内容延伸至课外而且也使学生体会到物理是“有用”的科学让学生养成以物理眼光看周围现象的好习惯在学以至用中培养学生学习物理的兴趣。教学后记unknownunknownunknownunknownunknownunknown

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