物理：教科版 选修31 2.6 电源的电动势和内阻1 (教案)_高中物理选修12教案
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电动势和内阻
一、教学背景分析
（一）设计思想
“电源的电动势和内阻”是一节概念规律课，是本章的教学重点难点，也是本册教材的难点之一。本节课主要通过实验探究活动及教师的讲解，使学生理解掌握“电源的电动势和内阻”的有关内容，培养学生的科学探究精神和相互合作的精神。从授课方式上，采取学生实验探究、讨论交流，教师引导学生对实验进行分析的方法进行。
电动势的概念比较抽象，涉及的知识面较宽。对电动势的教学，要求学生明确两个方面的内容。一个是电源电动势是由电源本身的性质决定的，它表征了电源将其他形式的能转化为电能的本领。另一个是电源电动势在数值上的意义：①等于电源没接入电路时两极间的电压；②等于闭合电路中内、外电压之和；③等于电路中通过 1 库仑电荷量时电源所提供的电能。
（二）学生情况分析
当今社会，每个单位、家庭、学生都离不开电源。学生，尤其高中生基本都有手机、学习机、随身听等电子产品，所以学生对“电池”这个名词决不陌生。由学生收集一些干电池、锌汞电池、锂电池、铅蓄电池等电池也不是困难的事情。但是他们大多数对电池的工作原理肯定不知所以然。所以可以调动学生的积极性，让他们主动探究，完成对“电动势”的学习过程。
（三）教学重点与难点分析
1.重点：路端电压与通过电源的电流的关系，电动势与内外电压的关系。2.难点：电动势的物理意义。
通过教师引导分析、学生分组实验探究来逐步突破重点、难点和疑点。
（四）教学方式
分组实验探究、类比分析、理论探究。
（五）教学手段和技术准备
1.教师演示： ppt 演示文稿、图片、视频。
2.学生分组：新电池（2节）、旧电池（2节）、2.5V 带灯座小灯泡（2）、电压表（1）、电流表（1）、开关（1）、滑动变阻器（1）、导线若干。
二、教学目标分析
（一）知识与技能
1.知道标称电压、路端电压、电动势、电源的实质。
2.理解电动势的物理意义，理解路端电压与通过电源的电流的关系。3.掌握电源电动势与路端电压、内电压的关系式。
（二）过程与方法
1.从对比实验发现小灯泡接在旧电池上不亮，引发学生兴趣。
2.通过实验探究，明确标称电压与测量电压的关系及测量电压的变化规律，了解路端电压、电动势的概念。3.共同分析探讨电动势的物理意义和电源的实质，归纳得出内外电压和电源电动势的关系。
（三）情感态度与价值观
1.在主动探究中，体验发现问题和解决问题的过程，培养运用所学物理知识解决实际问题的能力。
2.通过探究实验培养动手能力和合作精神。
三、教学过程与教学资源设计
（一）引人新课：了解什么是电源。【教师】出示图片及实物。
【板书】
一、电源
1．能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置。2．能量的转化通过非静电力做功来实现。
例如：干电池是通过化学反应把化学能转化为电能； 发电机是通过电磁感应把机械能转化为电能。
（二）实验探究
【教师】提问：能否将“2.5V”的小灯泡直接接在电池组（2 节干电池）两端？ 【学生】回答：电源电压 3V，小灯泡额定电压 2.5V，所以小灯泡会烧毁。
【学生】分组实验。观察灯泡的亮度，总结实验现象：小灯泡“亮了”（不太亮）或“不亮”。
【教师】引导学生分析原因：猜想小灯泡两端电压不够 2.5V。
【学生】分组实验，用电压表直接测量电池组两端的电压，验证猜想。总结实验现象： 新旧电池两端电压均小于电池的标称电压； 标称电压＞新电池两端电压＞旧电池两端电压。
【教师】提问：小灯泡两端的电压是否等于直接测量电池组两端的电压？ 【学生】分组实验，用电压表测量小灯泡两端的电压。总结实验现象：
电源的标称电压＞空载时电源两端电压＞接负载时电源两端电压。【教师】提问：负载变化时电源的路端电压是否改变？
引导学生猜想：负载变化时，电流表和电压表的示数是否发生变化？
【学生】猜想：电流表的示数改变，电压表的示数不变。
分组实验，记录实验数据。测量次数 1 2 3 4 5 路端电压/V 电路中电流 /A
总结实验现象： 电压表和电流表的示数都随着负载的变化而变化； 负载越大，电源两端电压越大、电流越小。
（三）讨论分析
【教师】提出问题：实验表明电源两端电压（路端电压）总小于电源的标称电压（电源电动势）。那么，什么叫做电源电动势？它的物理意义是什么？
【板书】
二、电源电动势
1．反映电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量。2．大小：电源内部非静电力移动单位电荷做功的多少。
3．单位：焦/库，即伏特
例：干电池的电动势是1.5V，非静电力将1C正电荷从负极移动到正极做功为1.5J。即有1.5J 的化学能转化为电能。
【教师】提出问题：实验表明路端电压总小于电源电动势。那么，路端电压为什么总小于电源电动势？（由串联电路电压分配特点我们想到什么）
【师生】引出“内阻”概念。
【板书】
三、电源内电阻
1．在电源内有电流，电源对电流有阻碍作用，所以电源内有电阻，叫做电源的内电阻 r。2．电源的电动势 E 和内阻 r 是描写电源性能的两个物理量。
【教师】提出问题：实验表明负载越小外电路电阻越大则路端电压越大、电路中电流越小。那么电源电动势和路端电压及内电压的关系如何？
【师生】利用课件类比，视频观察，了解电源电动势和路端电压及内电压的关系。
【板书】
四、电源电动势和路端电压 实验表明：
1.路端电压总小于电源电动势 U
2.在闭合电路中，电源电动势等于内、外电压之和，即 E=U内+ U外 或 E = Ir +U外
（四）联系实际：关于“E =U内+U外”的思考与讨论。
【教师】提出问题：1．空载时路端电压与电源电动势的关系如何？
【师生】分析推理：负载极小时R →∞，视为断路 I → 0，U内→ 0，E ≈ U外 【教师】提出问题：2．小灯泡接在旧电池两端不亮？为什么？ 电源电动势降低？内电阻增大！
【学生】分析推理：旧干电池虽然有电压，但是内阻已经变得很大，从而使其在流过很小电流时，就在内阻产生较大的电压，使得外电压很小，从而不能点亮小灯泡。
实验验证：测量一下接上小灯泡的旧电池两端的电压，证实了分析是对的。【教师】提出问题：3．当电路中负载增加时，路端电压如何改变？为什么？ 【学生】分析推理：负载越多，电阻越小；路端电压减小，灯将变暗。
实验验证：在电池两端依次连上1～4个小灯泡，证实了分析是对的。
（五）课堂小结
【师生】共同回顾本节课学习的收获和体会。【教师】布置课后作业： 1.完成本节的针对训练； 2.知识拓展：
①调研报告：关于干电池的“第三个参数”。
（背景资料：干电池有 1 #、2 #、5 #、7 # 大小不同的型号，只要是同种材料制成的，它们的电动势都是 1.5V。不同型号的电池在使用、参数上有何不同？）
②调研报告：从环保角度谈谈电池的污染与回收。
四、板书设计
（一）电源
1.能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置。2.能量的转化通过非静电力做功来实现。
（二）电源电动势 1．反映电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量2．大小：电源内部非静电力移动单位电荷做功的多少。3．单位：焦 / 库，即伏特。
（三）电源内电阻。
1．在电源内有电流，电源对电流有阻碍作用，所以电源内有电阻，叫做电源的内电阻 r。2．电源的电动势 E 和内阻 r 是描写电源性能的两个物理量。
（四）电源电动势和路端电压。
1．路端电压总小于电源电动势 U
2．在闭合电路中，电源电动势等于内、外电压之和，即
Ｅ = U内 + U外 或 E = Ir +U外。
五、学习效果评价设计 1．评价方式
课堂小结：回顾本节课学习的收获和体会。本节课给你印象最深的是什么？ 学生回答：
（1）实验——实践出真知
（2）电动势概念不同于电压，电路分为内电路和外电路 2．评价量规
（1）课常小结用来检测课堂上学生对知识的掌握情况，可以检测“知识与技能”这一教学目标，又可以检测“过程与方法”这一教学目标落实的情况。
通过这些问题和学生的回答，可以看出，这节课给学生留下了印象，可以让他们回味很长时间，而且达到了本节所设定的关于情感态度与价值观的教学目标。
（2）这个教学过程在规定的时间内（45 分钟）的顺利实施，保证了“过程与方法”这一教学目标的达成。
六、专家点评
“电动势和内阻”一节有两个特点：
一是从创设问题情景入手，引起学生强烈的学习兴趣。
本节课中涉及到的几个概念：电源电动势、路端电压、内电压、电源内电阻等，都是初中学生所没有接触过的，特别是电源两端的电压（路端电压）会随着电路中电阻的变化而变化，更是和初中所讲内容相矛盾（初中始终在强调：电源两端电压是不变的）。对此，教师并没有直接采取否定初中的说法或直接讲解的形式，而是通过几个连续的问题：小灯泡能否直接和两节干电池相连接（小灯泡的额定电压是 2.5V）？为什么？如何确定（用电压表测量）？如果把小灯泡换成滑动变阻器，那么当滑动变阻器滑动过程中，小灯泡两端的电压和流过小灯泡的电流是否会发生变化？引导学生分步思考。在学生猜测问题答案后，教师并没有急于肯定或否定学生的答案，而是指导学生如何寻求问题的答案——通过实验验证自己的结论。学生在教师的指导下，通过实验不仅得出了几个问题的结论，而且也由此产生了两个强烈的认知冲突：①电源的标称电压并不等于电源两端的电压（路端电压）；②随着电路中电阻的变化，电路中的电流和电源两端的电压都发生变化。为什么会这样？是初中讲错了？还是另有“隐情”？学生的学习热情一下子被调动了起来，原本枯燥的概念课，因几个巧妙的设问，使得学生情趣昂然。
二是以实验（事实）为基础，教会学生解决问题的方法。
本节课中，无论是课程开始时的提问，还是电动势与路端电压和内电压之间的关系，亦或是课程最后的联系实际，所有的问题都不是教师直接对学生的回答给予对或错的评判，而是通过实验将正确结论展现在学生眼前。这么做，不仅能使学生对所学知识有真实的认识，而且教师在教学过程中，潜移默化地让学生认识到物理学中探寻问题正确答案的最基本方法之一就是实验（事实），并通过教学实践为学生树立了良好的榜样。
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