4.1全电阻欧姆定律 教学设计方案-2025-2026学年高一上学期（中职）物理高教版（2021）通用类

《全电路欧姆定律》教学设计方案 课题名称 全电路欧姆定律 课程类型 理实一体课 课时安排 2课时（90分钟） 授课班级 中职一年级XX专业 授课地点 教室 / 物理实验室 教材版本 高等教育出版社《物理（通用类）》（2021年版）主题四 直流电及其应用 第二节 一、 教材与学情分析 · 教材分析：本节是直流电部分的核心内容，是欧姆定律的深化和拓展。主要包括电源的电动势、内阻、全电路欧姆定律的内容及表达式、路端电压与负载的关系。全电路欧姆定律揭示了闭合电路中电流、电动势、内外电阻之间的定量关系，是分析复杂电路的基础，也为后续学习电功、电功率奠定基础。 · 学情分析： · 知识基础：学生已掌握部分电路欧姆定律 、电阻定律、串并联电路等知识，具备一定的电路分析能力。 · 认知特点：中职学生对电路实验兴趣浓厚，但对电源内阻、电动势等抽象概念的理解可能存在困难。对路端电压随外电阻变化规律的掌握需要强化。 · 专业衔接：本节课内容与电工电子专业（电源特性、电路分析）、汽车专业（蓄电池、发电机）、建筑专业（供电系统）等紧密相关，是理解专业电源设备特性的重要基础。 二、 核心素养培养目标 1. 物理观念： · 理解电动势的物理意义，知道它是反映电源将其他形式能转化为电能本领的物理量。 · 理解全电路欧姆定律的内容和表达式 。 · 掌握路端电压与负载的关系，能分析路端电压随外电阻变化的规律。 1. 科学思维： · 通过实验探究闭合电路中电流、电动势、内外电阻的关系，培养实验设计、数据分析和归纳推理能力。 · 学习用能量守恒观点推导全电路欧姆定律，建立能量观念。 1. 科学探究： · 通过分组实验探究路端电压与外电阻的关系，经历提出问题、设计实验、收集数据、分析论证的过程。 1. 科学态度与责任： · 了解我国在电池技术（如新能源汽车动力电池）领域的成就，增强民族自豪感。 · 结合电源短路危害、电池保养等实例，培养安全用电和节约资源的意识。 三、 教学重难点 · 教学重点： 3. 电动势的概念及物理意义。 3. 全电路欧姆定律的内容和表达式 。 3. 路端电压与外电阻的关系。 · 教学难点： 3. 电动势与路端电压的区别与联系。 3. 电源内阻的理解及内电压的概念。 3. 路端电压随外电阻变化的规律及其应用。 四、 教学方法与资源 · 教法：启发式讲授、演示实验法、问题驱动法、小组合作探究法。 · 学法：观察分析法、实验操作法、讨论交流法、练习巩固法。 · 教学资源：多媒体课件（PPT）、视频素材（蓄电池工作原理、新能源汽车电池）、实验器材（学生电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、不同阻值的定值电阻、小灯泡）、教学互动平台。 五、 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 1. 情境导入（5分钟） 演示实验：① 将小灯泡直接接在干电池两端，灯泡发光；② 将两节干电池串联，灯泡更亮；③ 将旧电池接上，灯泡较暗。提问：① 为什么不同电源使灯泡亮度不同？② 电源除了提供电压外，还有什么特性？引入——今天我们来学习全电路欧姆定律，研究闭合电路中电流、电动势、电阻之间的关系。 观察实验现象，思考并回答问题，初步感知电源的特性。 利用直观实验激发兴趣，自然引出电动势和全电路欧姆定律的主题。 2. 核心概念建构（60分钟） 第一课时：电动势与全电路欧姆定律 （一）电源的电动势 1. 概念引入：电源是将其他形式能转化为电能的装置。提问：不同电源转化能量的本领相同吗？ 2. 定义：电动势 是反映电源将其他形式能转化为电能本领的物理量，数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。单位：伏特（V）。 3. 理解： - 电动势由电源本身的性质决定，与外部电路无关。 - 常见电源电动势：干电池 ，蓄电池 ，锂电池 。 （二）全电路欧姆定律的推导 1. 电路构成：闭合电路由外电路（负载）和内电路（电源内部）组成。 - 外电阻： - 内电阻：（电源内部电阻） 2. 能量观点推导：设电路中电流为 ，在时间 内，电源非静电力做功 ，电能转化为其他形式能。外电路消耗电能 ，内电路消耗电能 。由能量守恒：，消去 得：。 3. 全电路欧姆定律：闭合电路中的电流与电源的电动势成正比，与电路的总电阻（内电阻+外电阻）成反比。表达式：。 4. 理解： - 路端电压（外电压）： - 内电压： - 关系： （三）短路与断路 1. 断路：，，。 2. 短路：，，。强调：短路电流很大，容易烧坏电源，甚至引发火灾。 第二课时：路端电压与负载的关系及应用 （一）实验探究路端电压与外电阻的关系 【分组实验】： 1. 实验电路：电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器。 2. 实验步骤：改变滑动变阻器阻值，观察并记录电流表和电压表示数变化。 3. 数据分析： - 外电阻 增大 → 电流 减小 → 内电压 减小 → 路端电压 增大。 - 外电阻 减小 → 电流 增大 → 内电压 增大 → 路端电压 减小。 4. 规律总结： - - - 当 （断路）：， - 当 （短路）：， （二）路端电压与电流的关系 1. 表达式： 2. 图像：- 图像是一条斜向下的直线，纵截距为 ，斜率的绝对值为 。 （三）全电路欧姆定律的应用 【实例分析】： - 郑州地铁供电系统：地铁供电线路长，外电阻变化时，路端电压如何变化？如何保证电压稳定？ - 汽车蓄电池：启动发动机时，电流很大，路端电压下降，导致车灯变暗，为什么？ - 电池用旧后：内阻增大，路端电压下降，用电器无法正常工作。 【例题】：一个电源的电动势 ，内阻 ，外电阻 。求： (1) 电路中的电流 ； (2) 路端电压 ； (3) 内电压 。 解：； ； （或 ）。 理解电动势的概念。参与能量观点推导，理解全电路欧姆定律。记录短路、断路的特点。分组实验，记录数据，总结规律。参与例题计算。 通过能量观点推导，培养逻辑思维。通过实验探究，理解路端电压变化规律。通过实例分析，体现专业衔接。 3. 巩固提高（15分钟） 展示练习题： 1. 基础题：关于电动势，下列说法正确的是（ ） A. 电动势就是电源两极间的电压。 B. 电源的电动势越大，非静电力做功越多。 C. 电动势反映了电源将其他形式能转化为电能的本领。 D. 电源内阻越大，电动势越大。 2. 郑州地铁实例：郑州地铁某列车采用直流供电，电源电动势 ，内阻 ，列车运行时外电路等效电阻 。求： (1) 电路中的电流； (2) 路端电压； (3) 内电压。 答案：；；。 3. 综合应用：用全电路欧姆定律解释：为什么旧电池（内阻增大）无法使手电筒正常发光？ 独立思考，完成练习，分享答案。 及时巩固全电路欧姆定律的理解和应用，结合本地实例增强应用意识。 4. 课堂小结（5分钟） 引导学生回顾：① 电动势的概念及物理意义；② 全电路欧姆定律的内容和表达式 ；③ 路端电压与外电阻的关系（，）；④ 断路和短路的特性。 跟随教师引导，构建知识框架。 梳理核心内容，形成系统认识。 5. 作业布置（5分钟） 1. 必做：完成课后练习题1、2、3。2. 选做：查阅资料，了解新能源汽车动力电池的电动势、内阻等参数，分析其性能特点，写一篇200字左右的短文。3. 实践：用电压表测量不同品牌干电池的电动势（断路电压），比较它们的差异。 记录作业。 分层作业，兼顾基础巩固和能力拓展，联系科技前沿和生活实际。 六、 板书设计 §4.2 全电路欧姆定律 一、电动势（$E$） 三、路端电压与外电阻的关系 1. 物理意义：反映电源将其他形式能 1. 实验结论： 转化为电能的本领 2. 定义：电源没有接入电路时 两极间的电压 2. 特殊状态： 3. 单位：伏特（V） 断路：R ，I = 0，U = E 短路：R = 0，I短 = E，U = 0 二、全电路欧姆定律 1. 闭合电路组成： 四、U-I 关系 外电路（R）、内电路（r） 1. 表达式：U = E - Ir 2. 推导（能量观点）： 2. 图像：斜向下直线 纵截距：E，斜率绝对值：r 3. 表达式： 五、应用 或： 1. 电源短路危害 2. 电池用旧后内阻增大 3. 电路故障分析 七、 教学反思（课后填写） · 预期效果：预计大部分学生能掌握全电路欧姆定律的表达式和基本应用，对电动势与路端电压的区别、路端电压随外电阻变化的规律可能仍需通过习题巩固。实验环节的顺利进行需要提前调试器材。 · 改进设想：可引入更多与专业相关的实例（如电工专业分析电源特性、汽车专业分析蓄电池启动过程），使教学更贴近职业需求。可利用数字化实验系统（如DISLab）实时采集数据，绘制 - 图像，直观展示电动势和内阻。可播放“电源短路实验”视频，警示安全用电。 学科网（北京）股份有限公司 $