物理必修 第三册2 闭合电路的欧姆定律优秀教学设计及反思

课 时 教 案

第 12 单元             第  2  案               总第 25 案

课题： §12. 2.1  闭合电路的欧姆定律—电动势  

【教学目标与核心素养】

1．知道闭合电路，内外电路

2．能从能量转化的角度理解电源的作用

3．理解电动势的概念

4．理解内外电路电势的变化规律

【教学重点】

1．电动势概念的理解

2．电源的能量转化规律

【教学难点】

1．电动势概念的理解

2．内外电路电势变化规律

【教学过程】

引入：

通过上一节的学习，电路中要维持持续的电流，必须有一装置——电源。

1．回顾：电源的作用？（将正电荷源源不断的从负极移到正极，维持两端恒定的电压）

【新课教学】

阅读课本P83，请思考：

1．什么是闭合电路？什么是内电路和外电路？

（由导线、电源和用电器连成的电路叫作 闭合电路，用电器和导线组成外电路，电 源内部是内电路。如右图示。）

2．电源外部的电流方向，电荷的电势能怎样变化？（由正极到负极，静电力对电荷做正功，电势能减小，电场能向其他形式的能转化）

3．电源为什么可以维持外电路中稳定的电流？

（因为它有能力把负极的正电荷经过电源内部不断地搬运 至正极。）

一、电动势

1．非静电力：在电源内部，存在着由正极指向负极的电场，在这个电场中，静电力阻碍正电荷向正极移动。因此在电源内部要使正电荷向正极移动，就一定要有一种与静电力方向相反的力作用于电荷才行。我们把这种力叫作非静电力。非静电力是指由电源提供的充当动力的力。

在内电路，电流方向由负极到正极，非静电力克服静电力做功，静电力充当阻力，电荷的电势能增加。

2．电源：从能的角度讲，电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。

观看下图，在电池中，非静电力是化学作用，化学能转化为电势能；发电机中非静电力是电磁作用，机械能转化为电势能

在不同的电源中，非静电力的作用是不同的，相同的电荷从负极移到正极，做的功是不同的，观看下图，分析规律。

思考1．非静电力做的功能否反映电源的特性？（移送相同的电荷和不同的电荷来分析）

学生答：1．移送相同的电荷，不同电源做功不同；2.不同的电源移动不同的电荷做功可以相同；3.同种电源移动不同电荷做功也不相同。

思考2．怎样才能表征不同电源做功的本领强弱呢？

学生总结得出：移动相同的电荷做的功越多，说明做功的本领越大，（引导描述做功本领的方式）可用功与移动电荷的比值来表征不同电源做功本领的大小，为了表征这种特征，引入新的物理量“电动势”。

3．电动势（E）

 ⑴．定义：

非静电力所做的功 W 与移送的正电荷 q 之比称为电源的电动势。

标量，但是有方向，规定：在内部由负极指向正极。

⑵．定义式： E=

数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。

⑶．单位：       符号：       (功与电量之比)

⑷．物理意义：描述电源把其它形式的能转化为电能本领的大小或电源中非静电力做功本领大小，电动势越大说明本领越大。

说明：⑴电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关。

⑵电动势大小等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压。可以用内阻极大的电压表粗略测量

比较：电压与电动势

①概念不同：E=     U=

②物理意义：E反映非静电力做功本领大小的物理量

U反映外电路电场力做功本领大小的物理量

③数值上：电压数值上等于在外电路单位正电荷从正极移到负极静电力做的功；电动势数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极时所做的功。

④决定因素：E由电源本身性质决定，是电源本身的固有属性，与外电路的组成无关；U与外电路的组成有关。

判定正误：

1．判断正误：电动势等于电路中电源两极间的电压。（错）

2．电源的电动势表征了电源将其它形式的能转化为电能的本领的大小，电源将其它形式的能转化为电能越多，电动势就越大。（应该是单位正电荷）

例1．铅蓄电池的电动势为2V，这表示（ AD ）

A.电路中每通过1C的电量，电源把2J的化学能转变为电能

B.蓄电池两极间的电压为2V

C.蓄电池在1s内将2J的化学能转变成电能

D.蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）强

二、电源的三个重要参数

1．电动势：它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质，与电池的大小无关。

2．内阻：电源内部的电阻，常用r表示。

3．容量：电池放电时能输出的总电荷量。其单位是：A·h，mA·h.

例2．电池容量就是电池放电时能输出的总电荷量，某蓄电池标有“15A·h”的字样，则表示（C）

A.该电池在工作1h后达到的电流为15 A

B.电池在工作15 h后达到的电流为15 A

C.电池以1.5 A的电流工作，可用10 h

D.电池以15 A的电流工作，可用15 h

3.如图所示是某公司生产的一块手机电池外壳上的文字说明，由此可知此电池的电动势待机状态下平均工作电流分别是(C)

A．4.2V 14.58mA        

B．4.2V 700mA

C．3.7V 14.58mA        

D．3.7V 700mA

4.将电动势为3.0V的电源接入电路中，测得电源两极间的电压为2.4V，当电路中有6C的电流流过时，求：

①有多少其他形式的能转化为电能。（）

②外电路中有多少电能转化为其他形式的能。

③内电路中有多少电能转化为其它形式的能。

小结：

作业：