2.6 电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律 教学设计 -2026-2027学年高二上学期物理教科版必修第三册

该高中物理教学设计聚焦电源电动势、内阻及闭合电路欧姆定律核心知识，通过电容器与电源供电对比实验导入，承接静电场电势差和部分电路欧姆定律，搭建“现象对比-微观建模-定量推导”的学习支架。 以三张关键电路图为载体，采用现象对比归纳、分层建模讲授、实验推导讨论法，通过全电路电荷受力示意图培养模型建构（科学思维），多灯泡并联实验推导规律强化科学推理与证据意识（科学探究），助力学生建立完整物理观念，为教师提供清晰教学脉络和实操方案。

教学设计 课程名称 电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律 选用教材 高中物理教科版必修三 教学章节 第二章第六节 授课对象 高二学生 授课类型 新授课 授课学时 1课时（45分钟） 一、教学内容分析 本节课是全电路核心理论课，承接静电场电势差、部分电路欧姆定律知识，打通静电场与恒定电流知识体系，整体分为三大逻辑板块：第一板块依托电容器灯泡对比电路图，对比电容器短暂放电、电源持续供电两种现象，说明电源依靠非静电力维持两极稳定电势差；第二板块借助全电路电荷受力示意图，区分外电路电场力搬运电荷、内电路非静电力克服电场力做功，定义电动势表征电源做功本领，同时指出电源内部存在内阻；第三板块利用多灯泡并联负载探究电路图，通过增加并联灯泡观察灯泡变暗、路端电压下降的实验现象，推导闭合电路欧姆定律，理清电动势、内电压、路端电压三者关系，分析负载变化对路端电压的影响。完整搭建 “电容器放电对比电路图明确电源核心作用→全电路电荷受力示意图建立电动势与内阻微观模型→多灯泡并联负载探究电路图推导闭合电路定量规律” 的理论探究链条，为动态电路分析、电源输出功率问题奠定理论根基。 二、学情分析 1. 知识基础 学生已经掌握部分电路欧姆定律、电势差、电场力做功，知道电容器带电后存在电势差；但无法区分静电场电场力与电源内部非静电力，不清楚电源存在内阻；默认电源两极电压恒定不变，不理解外接负载变化会改变路端电压；不能区分短暂放电与持续恒定电流的形成条件，对电动势物理意义理解模糊。 2. 能力基础 学生具备单一外电路定量计算能力，但内外电路结合的全电路整体分析能力薄弱；从电路对比实验现象归纳电源功能的归纳能力不足；结合电荷受力示意图区分两种作用力、解读电动势内涵的建模辨析能力欠缺；根据灯泡亮度、电压示数变化推导全电路定量关系的实验推导能力较差。 3. 思维基础 学生存在多处顽固认知误区：电源两极电压永远等于电动势；电容器和电池都能提供持续电流；电荷在电源内部依靠电场力从负极移动到正极；并联接入更多灯泡不会改变灯泡亮度；电源不存在内部电阻，全部电阻都在外电路。 三、教学目标 1. 物理观念 建立闭合电路完整物质电路观念：电容器仅能短暂释放储存电荷，电源依靠非静电力持续搬运电荷，维持两极稳定电势差；电动势是表征电源内部非静电力做功本领的物理量，由电源本身决定；电源存在内阻，电流通过内阻会产生内部电势降落；闭合电路中电动势等于内电路电势降落与路端电压之和，负载电阻减小，电路总电流增大，内电压升高，路端电压随之降低。 2. 科学思维 依托电容器灯泡对比电路图建立两类供电装置对比归纳思维；借助全电路电荷受力示意图建立内外电路电荷搬运分层建模思维；利用多灯泡并联负载探究电路图建立负载动态变化定量推导思维，完整实现供电装置对比、内外电路分层建模、动态负载定量推导链条思维训练。 3. 科学探究 观察电容器灯泡对比电路图，描述电容器短暂放电、电源持续供电两种现象差异，说出电源独有功能；看懂全电路电荷受力示意图，区分外电路电场力、内电路非静电力的作用，理解电动势物理含义；分析多灯泡并联负载探究电路图，根据灯泡亮度、电压表示数变化推导闭合电路电压关系；完整经历 “电容器放电对比电路图明确电源核心作用→全电路电荷受力示意图建立电动势与内阻微观模型→多灯泡并联负载探究电路图推导闭合电路定量规律” 标准化理论探究流程。 4. 科学态度与责任 各类电池、直流电源广泛用于生活电器、工业设备，电动势、内阻是电源核心参数，指导电源选型；负载增多路端电压下降是生活中同时开启大功率电器灯光变暗的底层原理，实现理论联系生活；区分电场力、非静电力两类不同作用力，培养依据受力本质分类辨析的严谨科学习惯。 四、教学重难点 重点 电动势的物理意义，电源内部非静电力的作用 闭合电路欧姆定律内容，电动势、内电压、路端电压三者关系 负载电阻变化对路端电压、灯泡亮度的影响规律 难点 区分电源内部非静电力与外电路电场力，理解电动势内涵 结合实验现象推导闭合电路电压定量关系 动态分析并联负载增多时全电路电流、电压变化逻辑 五、教学方法 现象对比归纳法：电容器灯泡对比电路图，对比电容器、电源供电现象差异； 分层建模讲授法：全电路电荷受力示意图，分层讲解内外电路电荷搬运受力； 实验推导讨论法：多灯泡并联负载探究电路图，小组根据亮度电压变化推导全电路规律。 六、教学资源 教科版必修第三册物理课本；电容器灯泡对比电路图、全电路电荷受力示意图、多灯泡并联负载探究电路图；干电池、小灯泡、开关、电压表分组实验器材；闭合电路规律探究学习单；动态负载电路推导、电动势概念辨析练习题；多媒体课件、实验操作台、小组推导草稿纸。 七、教学设计 教学环节 教师活动 学生活动 环节一 电容器灯泡对比电路图现象对比，明确电源独有核心作用（7 分钟） · 展示电容器灯泡对比电路图 · 分层演示两类电路实验现象： · 第一层：电容器电路闭合开关，灯泡短暂一闪随即熄灭，电容器电荷释放完毕，电势差归零，无法持续供电；大容量电容器仅能缓慢短暂发光，依旧不能长期提供恒定电流； · 第二层：电池电源电路闭合开关，灯泡稳定持续发光，电源可以长久维持导体两端电势差； · 对比总结：电容器只能释放储存电荷，电源依靠内部特殊作用力持续搬运电荷，实现持续供电。 · 抛出导入思辨问题：断开电源开关，导体内部自由电荷能否定向移动形成电流？ · 组织同桌两人交流两分钟，口述电容器与电源供电现象、功能差异。 观看电容器灯泡对比电路图，分清两类装置供电时长差异；记住电源依靠内部作用力持续维持电势差，带着电动势微观成因问题进入新课。 环节二 全电路电荷受力示意图分层建模，理解电动势与电源内阻（12 分钟） · 展示全电路电荷受力示意图 · 拆分外电路、内电路两层电荷受力过程： · 第一层：外电路存在恒定电场，电场力推动正电荷从电源正极移动至负极，释放电势能； · 第二层：电源内部电场方向由正极指向负极，电场力阻碍正电荷向正极移动，必须依靠非静电力克服电场力做功，将其他形式能量转化为电势能；电动势专门衡量非静电力做功能力，只由电源自身材料、结构决定； · 补充说明：电源内部导体存在电阻，也就是内阻，电流流过内阻会损耗电势，产生内电压。 · 布置四人小组讨论任务：完整口述内外电路电荷受力、能量转化过程，限时三分钟。 观看全电路电荷受力示意图，分清电场力、非静电力作用场景；掌握电动势物理意义，知道电源自带内阻，能区分内外电路能量转化形式。 环节三 多灯泡并联负载探究电路图实验推导，得出闭合电路欧姆定律（21 分钟） 展示多灯泡并联负载探究电路图 分步开展实验观察与定量推导： 第一步：只闭合一个灯泡开关，观察灯泡亮度，记录电压表读数；逐次增加并联灯泡，灯泡逐渐变暗，电压表示数持续减小； 第二步：分析逻辑：并联灯泡增多，总负载电阻变小，全电路总电流变大；电流流过电源内阻，内电压随之增大；电源电动势总量不变，路端电压等于电动势减去内电压，因此示数下降； 第三步：总结定量关系：电源电动势等于内电路电势降落与路端电压相加，结合欧姆定律推导全电路电流表达式； 向全班抛出辨析思考题：理想电源内阻为零，增加并联灯泡，灯泡亮度是否会发生变化？ 观看多灯泡并联负载探究电路图，跟随实验观察亮度、电压变化；能完整推导闭合电路电压关系，理清负载变化引发的全电路连锁变化规律。 环节四 实操习题训练，课堂总结梳理全部核心内容（3 分钟） · 出示供电装置现象辨析、电动势受力建模、动态负载电压变化三类综合思考题，带领学生复盘电容器放电对比电路图明确电源作用、全电路电荷受力示意图建模电动势内阻、多灯泡并联负载探究电路图推导闭合电路规律三大核心内容；整合三张配图梳理本节课全部知识点，梳理电容器灯泡对比电路图、全电路电荷受力示意图、多灯泡并联负载探究电路图三大板块考点；纠正 “电源电压恒定不变”“内部靠电场力搬运电荷”“并联灯泡不改变亮度” 三类典型认知误区。 · 独立完成三道辨析推导题，严谨说出电源供电本质、电动势物理含义、负载变化对路端电压的影响；整合三张配图对应知识点，记录课后全电路动态电路分层作业。 环节五 课堂收尾（2 分钟） 回扣开篇电容器灯泡对比电路图总结：本节课我们对比电容器与电源供电差异，通过电荷受力模型理解电动势和内阻，结合多灯泡并联实验推导闭合电路欧姆定律，掌握全电路基础理论，下一节学习闭合电路动态电路分析。 完整回顾电源作用、电动势内涵、闭合电路电压关系、负载动态变化规律全部知识点，理清 “电容器放电对比电路图明确电源核心作用→全电路电荷受力示意图建立电动势与内阻微观模型→多灯泡并联负载探究电路图推导闭合电路定量规律” 完整理论探究学习思路。 八、板书设计 九、课程思政 本节课依托电容器灯泡对比电路图、全电路电荷受力示意图、多灯泡并联负载探究电路图三组教材素材，沿着电容器短暂放电与电源持续供电现象对比、内外电路电荷分层受力区分电场力与非静电力、多灯泡并联负载实验观察推导全电路定量电压关系的脉络开展教学，培养学生实验现象对比归纳、微观电荷运动分层建模、动态负载实验定量推导的理论探究品格；干电池、蓄电池、各类直流电源是电子设备、新能源行业核心基础元件，电动势、内阻是电源选型关键参数，体现基础全电路理论支撑新能源、电子制造产业；家中同时开启多台大功率电器灯光变暗，对应本节课负载增大路端电压下降的规律，实现物理理论解释日常生活现象，让学生感受物理实用价值；严格区分电场力、非静电力两种不同性质作用力，引导学生透过现象辨析内在本质，树立求真、分层拆解复杂问题的科学思维。 十、教学反思和修改 教学反思：本节课依托三张对比、建模、实验电路图开展全电路理论教学，生活电路现象相关内容学生兴趣较高，但存在三处典型顽固认知误区：一是认为电源两端电压永远等于电动势，忽略内阻分压；二是混淆内外电路电荷受力，认为电源内部依靠电场力搬运电荷；三是不理解并联灯泡增多会让灯泡变暗，无法梳理全电路连锁变化；同时部分学生不能独立完成电动势、内电压、路端电压三者定量推导。 修改措施：课前印制电源功能、电荷受力填空预习单，标注 “电源存在内阻、内部依靠非静电力做功” 核心要点；课堂增加供电装置辨析、负载亮度变化预判、电动势概念三类抢答练习；延长四人小组全电路定量推导、动态负载逻辑讨论时长，逐组核对推导链条；课后配套动态负载电路分析、电动势概念辨析两类巩固习题，严格规范全电路规律双重训练。 学科网（北京）股份有限公司 $