物理作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律，因此成为其他各自然科学学科的研究基础。一秘的小编精心为您带来了7篇《高中物理教学教案设计》，可以帮助到您，就是一秘小编最大的乐趣哦。
教学目标
1、知识与技能
（1）知道平抛运动的特点是初速度方向水平，只有竖直方向受重力作用，运动轨迹是抛物线；
（2）知道平抛运动形成的条件；
（3）理解平抛运动是匀变速运动，其加速度为g;
（4）会用平抛运动规律解答有关问题。
2、过程与方法
（1）在知识教学中应同时进行科学研究过程教育，本节课以研究平抛物体运动规律为中心所展开的课堂教学，应突出一条研究物理科学的一般思想方法的主线：
观察现象→初步分析→猜测实验研究→得出规律→重复实验→鉴别结论→追求统一。
（2）利用已知的直线运动的规律来研究复杂的曲线运动，渗透物理学“化曲为直”“化繁为简”的方法及“等效代换”正交分解”的思想方法；
（3）在实验教学中，进行控制的思想方法的教育：从实验的设计、装置、操作到数据处理，所有环节都应进行多方面实验思想的教育，“实验的精髓在于控制”的思想，在乎抛物体实验中非常突出。如装置中斜槽末端应保持水平的控制；木板要竖直放置的控制；操作上强调小球每次都从斜槽同一高度处由静止开始释放的控制；在测量小球位置时对实验误差的控制等。
3、情感、态度与价值观
（1）通过重复多次实验，进行共性分析、归纳分类，达到鉴别结论的教育目的，同时还能进行理论联系实际的教育。
（2）在理解平抛物体运动规律是受恒力的匀变速曲线运动时应注意到“力与物体运动的关系”。这方面的问题，我国东汉的王充（公元27～97年）历尽心血三十年写成《论衡》一书，全书三十卷八十五篇约三十万字，已有精辟论述，以此渗透爱国主义教育和刻苦学习、勤奋工作精神的美德教育。
教学重难点
1、教学重点：平抛运动的特点和规律；学习和借鉴本节课的研究方法。
2、教学难点：平抛运动的规律。
教学工具
多媒体、板书
教学过程
一、实验目的
1、用实验的方法描出平抛运动的轨迹。
2、判断平抛运动的轨迹是否为抛物线。
3、根据平抛运动的轨迹求其初速度。
二、实验原理
1、利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹。
2、建立坐标系，如果轨迹上各点的y坐标与_坐标间的关系具有y=a_2的形式（a是一个常量），则轨迹是一条抛物线。
三、实验器材
斜槽、小球、方木板、铁架台、坐标纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺。
四、实验步骤
1、安装调平
将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上，其末端伸出桌面外，轨道末端切线水平，如图所示。
2、建坐标系
用图钉将坐标纸固定于竖直木板的左上角，把木板调整到竖直位置，使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近，把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口（轨道末端）时球心在木板上的投影点O，O点即为坐标原点，用重垂线画出过坐标原点的竖直线，作为y轴，画出水平向右的_轴。
3、确定球的位置
将小球从斜槽上某一位置由静止滑下，小球从轨道末端射出，先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球在某一_值处的y值，然后让小球由同一位置自由滚下，在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置，并在坐标纸上记下该点。用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置。
4、描点得轨迹
取下坐标纸，将坐标纸上记下的一系列点，用平滑曲线连起来，即得到小球平抛运动轨迹。
五、数据处理
1、计算初速度
在小球平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个点——A、B、C、D、E、F，用刻度尺、三角板测出它们的坐标(_，y)，并记录在下面的表格中，已知g值，利用公式y=2(1)gt2和_=v0t，求出小球做平抛运动的初速度v0，最后算出v0的平均值。
2、验证轨迹是抛物线
抛物线的数学表达式为y=a_2，将某点（如B点）的坐标_、y代入上式求出常数a，再将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立，若等式对各点的坐标近似都成立，则说明所描绘的曲线为抛物线。
六、误差分析
1、斜槽末端没有调水平，小球离开斜槽后不做平抛运动。
2、确定小球运动的位置时不准确。
3、量取轨迹上各点坐标时不准确。
七、注意事项
1、实验中必须调整斜槽末端的切线水平（检验是否水平的方法是：将小球放在斜槽末端水平部分，将其向两边各轻轻拨动一次，看其是否会加速或减速运动）。
2、方木板必须处于竖直平面内，固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直。
3、小球每次必须从斜槽上同一位置滚下。
4、坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时球心在木板上的投影点。
5、小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜。
6、在轨迹上选取离坐标原点O点较远的一些点来计算初速度。
一、教学目标
【知识与技能】
1、知道常见的形变，了解物体的弹性；
2、知道弹力产生的条件；
3、知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，能在力的示意图中画出它们的方向。
【过程与方法】
通过探究弹力的存在，能提高在实际问题中确定弹力方向的能力，体会假设推理法解决问题的巧妙。
【情感态度与价值观】
观察和了解形变的有趣现象，感受自然界的奥秘，感受学习物理的乐趣，建立把物理学习与生活实践结合起来的习惯。
二、教学重难点
【重点】
弹力产生的条件及弹力方向的判定
【难点】
接触的物体是否发生形变及弹力方向的确定
三、教学过程
环节一：导入新课
教学一开始前，给每个学生小组分发弹簧和尺子，让每个小组试着把玩这些物件，如用力拉或压弹簧，用力弯动尺子等。在操作过程中思考被拉或压的弹簧，弯动的尺子的有什么共同点是什么？大家可否试着举出生活中其他的一些诸如这个弹簧和尺子的例子？
物体的形状都发生了改变。由此引入物体的形态发生了变化是源于物体都受到了力的作用，这种力就是今天要学习的弹力。
环节二：新课讲授
（一）弹性形变和弹力
概念：物体在力的作用下形状或体积的改变叫做形变。
提问：刚才举的那些例子都很容易观察到，如果一本书放在桌面上，书和桌面发生形变了没有？
学生会产生疑惑分歧，但教师此时可以不用详解，而是做现场演示实验1，让学生观察用手挤压时XX形变（双手握住注满红墨水的烧瓶，用力挤压底部。上插玻璃管中的红墨水液面上升。）
为了让学生有更直观深刻的印象，也会用视频播放演示实验2：桌面微小形变的激光演示（在一个大桌上放两个平面镜M和N，让一束光依次被这两面镜子反射，最后射在刻度尺上形成一个光点。用力压桌面，观察刻度尺上光点位置的变化。）
学生观察后思考：通过上面的实验，我们观察到什么样的实验现象？我们用了什么样的方法？那书放在桌面上，书和桌面发生形变了没有？
分析得出：通过微观放大的方法观察，我们发现原来不容易观察的瓶子和桌面也发生了形变。
归纳：由此我们可以想到一切物体都可以发生形变，形变分为很多种类，有些物体在形变后能够恢复原状，这种形变叫做弹性形变。
提问：发生弹性形变的物体是不是在所有的情况下都可以恢复原状呢？请举例说明？
学生能举出有时弹簧拉得过长就恢复不了原状。指出：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度。
根据前面的铺垫，总结弹力的概念：发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。例举蹦床的例子说明。
（二）几种弹力的方向
教师在黑板上画出书与桌面之间的相互作用力，与学生一起分析之间的相互作用关系，指出书对桌面的压力和桌面对书的支持力都是弹力。
举出实例：给出吊灯图片，做出分析。以灯为研究受力对象，链子指向链子收缩的方向吊住吊灯，链子发生形变。链子被拉长，就要企图恢复形变。这里施力物体——链子，受力物体——灯。这时候链子对灯的拉力的方向是——竖直向上，指向链子收缩的方向。
做出总结：弹力方向——施力物体形变恢复的方向；与施力物体形变方向相反。压力和支持力的方向总是垂直于接触面指向受力物体，绳的拉力总是沿着绳子指向绳收缩的方向。
环节三：巩固提高
给出如下三个图片，要求学生画出弹力的示意图。
归纳总结：
三种接触情况下弹力的方向：
（1）面面接触，垂直于接触面指向被支持的物体
（2）点面接触，垂直于接触面指向被支持的物体
（3）点点接触，垂直于接触点的切面指向被支持物体。
环节四：小结作业
小结：师生归纳弹力的相关知识点。
作业：预习后面胡克定律，了解弹力大小的特点。
一、教学目标
1．物理知识方面：
（1）理解匀速圆周运动是变速运动；
（2）掌握匀速圆周运动的线速度、角速度、周期的物理意义及它们间的数量关系；
（3）初步掌握向心力概念及计算公式。
2．通过匀速圆周运动、向心力概念的建立过程，培养学生观察能力、抽象概括和归纳推理能力。
3．渗透科学方法的教育。
二、重点、难点分析
向心力概念的建立及计算公式的得出是教学重点，也是难点。通过生活实例及实验加强感知，突破难点。
三、教具
1．转台、小伞；
2．细绳一端系一个小球（学生两人一组）；
3．向心力演示器。
四、主要教学过程
（一）引入新课
演示：将一粉笔头分别沿竖直向下、水平方向、斜向上抛出，观察运动轨迹。
复习提问：粉笔头做直线运动、曲线运动的条件是什么？
启发学生回答：速度方向与力的方向在同一条直线上，物体做直线运动；不在同一直线上，做曲线运动。
进一步提问：在曲线运动中，有一种特殊的运动形式，物体运动的轨迹是一个圆周或一段圆弧（用单摆演示），称为圆周运动。请同学们列举实例。
（学生举例教师补充）
电扇、风车等转动时，上面各个点运动的轨迹是圆大到宇宙天体如月球绕地球的运动，小到微观世界电子绕原子核的运动，都可看做圆周运动，它是一种常见的运动形式。
提出问题：你在跑400米过弯道时身体为何要向弯道内侧微微倾斜？铁路和高速公路的转弯处以及赛车场的环形车道，为什么路面总是外侧高内侧低？可见，圆周运动知识在实际中是很有用的。
引入：物理中，研究问题的基本方法是从最简单的情况开始。
板书：匀速圆周运动
（二）教学过程设计
思考：什么样的圆周运动最简单？
引导学生回答：物体运动快慢不变。
板书：1．匀速圆周运动
物体在相等的时间里通过的圆弧长相等，如机械钟表针尖的运动。
思考：匀速周圆运动的一个显著特点是具有周期性。用什么物理量可以描述匀速圆周运动的快慢？
（学生自由发言）
板书：2．描述匀速圆周运动快慢的物理量恒量。
当t很短，s很短，即为某一时刻的瞬时速度。线速度其实就是物体做圆周运动的瞬时速度。当物体做匀速圆周运动时，各个时刻线速度大小相同，而方向时刻在改变。那么，线速度方向有何特点呢？
演示：水淋在小伞上，同时摇动转台。观察：水滴沿切线方向飞出。
思考：说明什么？
师生分析：飞出的水滴在离开伞的瞬间，由于惯性要保持原来的速度方向，因而表明了切线方向即为此时刻线速度的方向。
板书：方向：沿着圆周各点的切线方向。如图3。单位：rad/s。
（3）周期：质点沿圆周运动一周所用的时间。如：地球公转周期约365天，钟表秒针周期60s等，周期长，表示运动慢。（角速度、周期可由学生自己说出并看书完成）
板书：（师生共同完成）
思考：物体做匀速圆周运动时，v、ω、T是否改变？（ω、T不变，v大小不变、方向变。）讲述：匀速周周运动是匀速率圆周运动的简称，它是一种变速运动。
提出问题：匀速圆周运动是一种曲线运动，由物体做曲线运动的条件可知，物体必定受到一个与它的速度方向不在同一条直线上的合外力作用，这个合外力的方向有何特点呢？
学生小实验（两人一组）：
线的一端系一小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动。小球质量很小（可用橡皮塞等替代），甩动时线速度尽量大，小球重力与拉力相比可忽略，以保证拉线近似在水平方向。
观察并思考：
①小球受力？
②线的拉力方向有何特点？
③一旦线断或松手，结果如何？
（提问学生后板书并图示）
概括：要使物体做匀速圆周运动，必须使物体受到与速度方向垂直而指向圆心的力作用，故名向心力。
板书：3．向心力：物体做匀速圆周运动所需要的力。
提出问题：向心力的大小跟什么因素有关？
一、基于问题为中心的课堂教学存在的主要问题
1、问题脱离学生的接受范围
高中物理课堂教学，很多课程的讲述老师要提前做好基础，设计好本节课要讲述的课程内容，提出问题并且还要去解决问题。但是很多教师在课堂教学中往往不能随机应变，一味地照本宣科，不能很好地引起学生的学习兴趣，学生学习的主观能动性就会降低。教师在授课过程中抛出的问题学生不能很好地回答的时候，就说明老师设计的问题脱离了学生的认知水平，尽管老师设计的课程内容是自己十分的熟悉的，但是应该从学生的认知角度出发，很多老师会忽视这一点。不能很好地帮助学生去简化问题以及分析问题，没有将课堂的问题提问发挥到最大化。
2、课堂问题设计重视结果、忽略过程
物理是实验性很强的课程，除了做实验就是老师讲解，但是老师在问题的设计方面没有很好地帮助学生去真正地解决问题，尽管老师设计了问题让学生来作答，但是在课堂有限的教学时间内，老师给予学生独立思考回答问题的时间少之又少，学生在一个知识还没有完全掌握的情况下，接下来又有新的问题与知识出现，灌输式的课堂教学方式，使得学生的思考时间不足，并且在课堂老师的教学氛围中，学生的回答时间十分短暂，当一个学生的回答不足以引起老师的兴趣的时候，老师就会将目标转向下一个学生，这样在一定程度上很容易引起学生的消极心理，学生不能很好地将注意力放在学习上。所以在课堂教学过程中，问题的解答过程要重于解答结果，学生掌握知识是掌握这门知识的学习方法与技巧，而不是结果。这一点要引起教师的注意。
二、基于问题为中心的高中物理课堂
基于生处于思维成长的黄金阶段，老师要做的就是利用自己的学科知识特点，全面培养学生的思维与创新能力，更好地帮助学生快速有效地去吸收知识，打破思维定式，减少学生的学习负迁移，提高学生解决问题的能力与意识，真正地实现课堂教学建立在以问题为中心，让学生提升解决问题的意识。
1、基于问题为中心的习题课的讲解
以往的课堂习题课的教学方式是在老师讲完这一节课的内容后，给学生留出一定时间去解答课后的习题，然后在一定的时间之后，老师带领学生去讲解，这种解答问题的过程，首先学生的做题时间有限，其次是老师让学生自己去做，然后老师再进行讲解，不能帮助学生去分析习题，只是重视解决这一道题，而不是教授学生掌握解答同一种类型的题型，学生在遇到类似题型的时候不能更好地去解答。所以在习题课的讲解过程中，老师应该讲述该类型的题型，学生掌握这种方法，对于以后遇到类似的题型也很容易去解答。
例：质量为m的物体放在水平位置的钢板C上，与钢板的动摩擦因数为μ。由于受到相对于地面静止的光滑导槽A、B的控制，物体只能沿着水平导槽运动。现在使钢板以速度v⒈的向右匀速运动，同时用力F拉动物体（方向沿导槽方向）使物体以速度v2沿导槽匀速运动，求拉力F的大小。
分析：此道题目中摩擦力不再是一个方向向上的，而延伸至平面上的摩擦力分析，结合相对运动，难度较大。
设计问题：
（1）物体的运动过程中，共受到几个力的作用，各个力的方向如何。
（2）物体相对于钢板的运动方向是怎样的。
2、基于问题为中心的实验课
物理学科是一门实验性非常强的课程，但是在有限的时间内还要做实验，所以很大程度上学生真正自己去动手做实验的时间是十分少的，大部分情况下是在老师的演示下进行的。
中学物理课程的实验课程的教学，要以问题为引导，将实验课程的学习变为探究式的实验课程。在关于电力这一学科知识中，老师要通过让学生自己动手做实验来真正意义上明白什么是电力，以及其具体的操作流程，更好地帮助学生提高独自解决问题的能力。
课堂知识的学习在于掌握正确的学习方法与技巧，而不是死记硬背。所以，在素质教育的今天，如何更好地帮助学生提高学习的能力，需要老师以及学生的共同努力。
一、教学目标
1、理解功的概念：
（1）知道做机械功的两个不可缺少的因素，知道做功和工作的区别；
（2）知道当力与位移方向的夹角大于90时，力对物体做负功，或说物体克服这个力做了功。
2、掌握功的计算：
（1）知道计算机械功的公式W=Fscos知道在国际单位制中，功的单位是焦耳(J)；知道功是标量。
（2）能够用公式W=Fscos进行有关计算。
二、重点、难点分析
1、重点是使学生在理解力对物体做功的两个要素的基础上掌握机械功的计算公式。
2、物体在力的方向上的位移与物体运动的位移容易混淆，这是难点。
3、要使学生对负功的意义有所认识，也较困难，也是难点。
三、教具
带有牵引细线的滑块（或小车）。
四、主要教学过程
（一）引入新课
功这个词我们并不陌生，初中物理中学习过功的一些初步知识，今天我们又来学习功的有关知识，绝不是简单地重复，而是要使我们对功的认识再提高一步。
（二）教学过程设计
1、功的概念
先请同学回顾一下初中学过的与功的概念密切相关的如下两个问题：什么叫做功？谁对谁做功？然后做如下总结并板书：
（1）如果一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了位移，物理学中就说这个力对物体做了功。
然后演示用水平拉力使滑块沿拉力方向在讲桌上滑动一段距离，并将示意图画到黑板上，与同学一起讨论如下问题：在上述过程中，拉力F对滑块是否做了功？滑块所受的重力mg对滑块是否做了功？桌面对滑块的支持力N是否对滑块做了功？强调指出，分析一个力是否对物体做功，关键是要看受力物体在这个力的方向上是否有位移。至此可作出如下总结并板书：
（2）在物理学中，力和物体在力的方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素。
2、功的公式
就图1提出：力F使滑块发生位移s这个过程中，F对滑块做了多少功如何计算？由同学回答出如下计算公式：W=Fs。就此再进一步提问：如果细绳斜向上拉滑块，这种情况下滑块沿F方向的位移是多少？与同学一起分析并得出这一位移为scos。至此按功的前一公式即可得到如下计算公式：
W=Fscos
再根据公式W=Fs做启发式提问：按此公式考虑，只要F与s在同一直线上，乘起来就可以求得力对物体所做的功。在图2中，我们是将位移分解到F的方向上，如果我们将力F分解到物体位移s的方向上，看看能得到什么结果？至此在图2中将F分解到s的方向上得到这个分力为Fcos，再与s相乘，结果仍然是W=Fscos。就此指出，计算一个力对物体所做的功的大小，与力F的大小、物体位移s的大小及F和s二者方向之间的夹角有关，且此计算公式有普遍意义（对计算机械功而言）。至此作出如下板书：
W=Fscos
力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积。
接下来给出F=100N、s=5m、=37，与同学一起计算功W，得出W=400Nm。就此说明1Nm这个功的大小被规定为功的单位，为方便起见，取名为焦耳，符号为J，即1J=1Nm。最后明确板书为：
在国际单位制中，功的单位是焦耳(J)
1J=1Nm
3、正功、负功
（1）首先对功的计算公式W=Fscos的可能值与学生共同讨论。从cos的可能值入手讨论，指出功W可能为正值、负值或零，再进一步说明，力F与s间夹角的取值范围，最后总结并作如下板书：
当090时，cos为正值，W为正值，称为力对物体做正功，或称为力对物体做功。
当=90时，cos=0，W=0，力对物体做零功，即力对物体不做功。
当90180时，cos为负值，W为负值，称为力对物体做负功，或说物体克服这个力做功。
教学准备
教学目标
1、知道静电感应产生的原因，理解什么是静电平衡状态
2、理解静电平衡时，净电荷只分布在导体表面且内部场强处处为零
3、知道静电屏蔽及其应用
教学重难点
【重点难点】静电平衡状态；电场中导体的特点
教学过程
【教学过程】
（一）复习提问
1、什么是静电感应现象？
2、静电感应现象的实质是什么？
3、在静电感应时用手摸一下导体，再移走源电荷，则导体带什么电？
若将导体接地则情况如何？左端接地呢？
（二）新课教学
一、电场中的导体
1、金属导体的特征：
由做热振动的正离子和做无规则热运动的自由电子组成
2、静电感应现象
问题：在源电荷的电场中引入金属导体后会对空间各点的场强有影响吗？
是什么作用使金属内的电子定向移动的？此移动一直进行吗？
金属导体内部有电场吗？
答：使空间电场重新分布
源电荷的电场使导体内部自由电子定向移动
静电平衡状态：导体（包括表面）中没有电荷定向移动时的状态叫静电平衡状态
4、静电平衡状态下导体的特点：
⑴内部场强处处为零（不为0则自由电子将继续移动直至合场强为0）
⑵导体中没有自由电荷定向移动
⑶净电荷分布在导体表面
实验证明：法拉第圆筒实验
⑷导体表面附近电场线与表面垂直
理论证明：中性导体带电后，由于同种电荷相互排斥，净电荷只能分布在表面
反证法：若内部有自由电荷，则内部场强不为0，导体就不是处于静电平衡状态
5、静电平衡时导体周围电场分布：
上图空间实际电场分布，不会出现虚线电场线
二、静电屏蔽
1、空腔导体的特点：
净电荷只分布在外表面，内表面不带电，空腔内没有电场
1、静电屏蔽
外部电场对内部仪器没有影响若将源电荷置于空腔内，则外对内没有影响，但内对外有影响
实验演示：将收音机置于金属网罩内则声音大小减小
若将球壳接地，则内外各不影响
3、应用
电学仪器和电子设备外面套有金属罩
通信电缆版面包一层铅皮
高压带电作业人员穿金属网衣
通讯工具在钢筋结构房屋中接收信号弱
（三）巩固练习
例1：如图所示，在一个原来不带电的金属导体壳的球心处放一正电荷，试分析A、B、C三点的场强：
A.EA≠0，EB=0，EC=0
B.EA≠0，EB≠0，EC=0
C.EA≠0，EB≠0，EC≠0
D.EA=0，EB≠0，EC=0
例2：如图所示，A、B是两个架在绝缘支座上的金属球，都不带电，中间用导线连接，现用一带正电的小球C靠近B，用手摸一下B球，再撤去导线，然后移走C球，则A、B带电情况：
A.A球带正电，B球带负电
B.A球带正电，B球不带电
C.A球不带电，B球带负电
D.以上说法都不正确
例3：长为L的金属棒原来不带电，现将一带电荷量为q的正电荷放在距棒左端R处且与棒在一条线上，则棒上感应电荷在棒内中点O处产生的场强的大小，方向。
（四）小结
1、静电平衡状态下导体有什么特点？
2、静电屏蔽有哪几种情况？有哪些应用？
【教材分析】
本节是人教版高中物理必修第三册第十二章的内容，属于《普通高中物理课程标准（2017 年版 2020 年修订）》课程内容必修课程“电路及其应用”主题之下。第十二章《电能 能量守恒定律》主要研究的是电路中的能量转化，利用能量守恒定律推导出闭合电路的规律进而认识自然界的能源，提升保护能源的意识，关注可持续发展。课程标准针对本单元的学习内容提出了三方面的要求：
（1）知识层面。要求理解电功、电功率和电动势的概念和物理意义；掌握电源电动势与路端电压和内电压的关系；理解能量守恒定律，知道节约能量的必要性。
（2）能力方面。能用能量守恒的观点理解、解释物理现象；具有解决实际问题的能力。
（3）实验探究方面。能通过实验现象的观察和对实验现象的解释，理解焦耳定律和电动势的概念及物理意义；能利用闭合电路欧姆定律设计“测量电源电动势和内阻”的实验方案。
本节要学习的闭合电路的欧姆定律是整个高中电学部分最重要的物理规律之一，是部分电路欧姆定律的延伸和完善，是分析实际电路和复杂电路的基础。教材通过分析闭合电路中的功能关系和能量守恒定律推导出闭合电路的欧姆定律，在处理教材时需要解决以下几个问题：
1、 闭合电路中的电势是如何变化的，内外电路的电压有什么规律？这需要通过探究实验和理论推导寻找更多直观的证据来从多个视角寻找规律，并理解电动势的物理意义。
2、 作为研究物理问题的重要思想方法，从能量的观点分析问题时有什么优势？应该如何分析？在教学过程中要注意让学生体会从不同观点分析问题的区别，感受用能量观点分析问题的方法。
综合以上分析，本节课的学习主题确定为：熟悉而陌生的电池。
【学习主题】
主题名称：熟悉而陌生的电池
【学情分析】
作为高二的学生，通过高一的学习，学生已经具有运动与相互作用观念，对功能关系和能量概念已经有了一些理解，具有能量转化与守恒的观念。通过前三章的学习，学生已建立了“场” 的观念，熟悉电路的基本特征，为自由电荷在电路中的运动分析和能量分析做好了准备。但是研究闭合电路的电势问题需要建立恒定电场模型，分析自由电荷在全电路内的运动和静电力做功情况，这对学生来说是较大的挑战。同时受初中物理中关于电源输出电压不变的影响，很多学生认为闭合电路中路端电压是不变的，没有电动势的概念和对电路全局分析的意识。
本节课要努力创设能激发学生探究欲望的问题情境，引导学生进行科学探究，逐步将视角从局部电路过渡到全电路，在解决问题的过程中运用能量观点理解闭合电路中电势变化的相关规律，最终发现闭合电路的欧姆定律。在探究实验中培养学生实验设计、分析论证、反思评估等能力。同时还要紧密联系生活、科技进步，充分利用多种教学资源，引导学生关注科学、技术、社会的关系，培养学生解决实际问题的能力。
【学习目标】
通过探究实验理解闭合电路欧姆定律，掌握电源电动势与路端电压和内电压的关系，并能用做功和能量守恒的观点解释。（A3、B2）
通过实验现象的观察和对实验现象的解释，经历“比较-概括-抽象”的思维过程，逐步理解电动势的概念和物理含义，知道电源电动势和内阻是标志电源性能的重要参数。（A2、B3）
通过对比实验的观察和分析，经历提出问题、收集信息、实验验证、对比分析、归纳总结等科学探究过程，找寻闭合电路内外电压的规律并提高解决实际问题的能力。（B3、C2）
通过实际问题的分析讨论，逐步发现问题本质，认识到科学˙技术˙社会的密切联系。通过探究过程中一个个小问题的解决，体会研究科学问题时严谨认真、实事求是的必要性。（C3、D2）
（说明：A、B、C、D 是学科核心素养的四个维度的编码，分别对应物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。数字 1、2、3、4 对应每个维度的水平层次等级。）
【教学重难点】
重点：探究闭合电路的欧姆定律难点：电动势概念的理解
【教学资源】
教学环境：
智慧教育云平台（微云服务器 1 台、教师平板 1 台、学生平板 20 台），PPT 演示文稿。
教具：
1 个小灯泡（电压 1.5v），干电池一节，镁片、石墨片、苹果、自制闭合电路欧姆定律教师演示仪，可变内阻化学电池一个，笔记本电脑 1 台，变阻箱一个，DIS 数据采集器，
DIS 电压传感器（2 个），导线若干，自制非静电力类比演示仪。
学具：
自制闭合电路欧姆定律探究仪（4 组），可变内阻化学电池4 个，变阻箱（4 个），笔记本电脑（4 台），导线若干。
【教学方法】
“循环递进式探究”教学法：设置问题串，通过对比、实验（分组）、建模开展教学。以情景导入，任务驱动，问题嵌入，活动贯穿，促进深度学习，实现教学进阶。
【教学策略】
智慧课堂 “云互动”： 基于智慧课堂全程跟踪探究活动，即时推送学习任务，对学生当堂建模、实验探究大数据收集、反思研讨过程在线及时处理反馈，发布个性化的批注讲解，确保探究活动的针对性。
项目化学习策略：将问题前置，以结果为导向，学生在一段时间内通过对连续的、真实的、有挑战的问题进行持续探究，达到核心知识的再建构和思维迁移。
【课时安排】
1 课时
【教学过程】
情境问题：
户外探险爱好者在户外经常会遇到意想不到的困难。一位户外探险爱好者在一次夜间探险的途中迷路了，手机也没电了，他想利用手电筒发出求救信号，可是手电筒也没电了，他的身边只有以下几件物品（图 1）， 他能点亮小灯泡发出求救信号吗？
智慧课堂平台互投票功能，收集学生的选择，进行大数据分析。（如图 2）
（一）初次尝试，发现问题
任务一：分析情境问题，实验验证猜想
问题 ：水果电池能让小灯泡亮起来吗？
活动①：试一试——尝试利用水果电池点亮小灯泡
实验器材：小灯泡（额定电压 1.5V）、电池盒、导线、两节新干电池，一节旧干电池，数字电压表。对比演示实验：
用一节干电池（电动势 1.5V），给小灯泡（额定电压 1.5V）供电。
将水果和石墨片、镁片制作的水果电池替换干电池，给小灯泡（额定电压 1.5V）供电。先测量开路电压（1.97V）。
现象：水果电池供电的小灯泡不亮！电池两端的电压从开路时的 1.97V 左右降到了 0！
评价 1：对水果电池能否让灯泡亮起来提出自己的观点。
智慧课堂平台的同屏展示功能：利用智慧云平台的展台功能实现同屏展示实验操作过程。（如图 3）
问题 ：电池两端减少的电压去哪了？
基于核心素养的设计意图：以生活情境引入，拉近物理课堂和生活的距离，激发学生的好奇心和探索欲望， 对比演示实验大大出乎学生们的预料，形成了认知冲突，为引出本节课的主题“熟悉而陌生的电池”做好了
铺垫。学生可能会想到失去的电压留在了内部，使接下来的学习内容顺利地围绕学习需求开展。
（二）实验探究，寻找线索
任务二：测量内外电压，寻找变化规律
活动②：探一探——探索电池内部的奥秘
仔细观察：
展示 1：将水果电池和解剖过的干电池展示给学生观察，介绍正负电极和电解质，如图 4。
发现：电池内部存在电阻——内阻（r） 展示
2：铅蓄电池，介绍结构。
演示：用 DIS 数字电压传感器测量蓄电池两极间的电压，并明确电源正负极。如图 5
实验：在电源断路的情况下，用电压传感器测量电极与探针之间、探针与探针之间的电势差。（如图 6） 演示实验：在电源断路的情况下，用 DIS 数字电压传感器测量电极与探针之间、探针与探针之间的电势差
智慧课堂平台同屏展示功能：展示实验操作过程，提高实验可视度。（如图 7）
发现特征：电源内部，电势在电极附近出现两次“跃升”。（如图 8）
评价 2：能否通过实验得出电源内部电势有两次抬升的结论。
问题 ：如果将电源接入用电器，组成闭合电路，电源内部的电势是否发生变化？
实验：用 DIS 电压传感器测两电极 AB 和两探针 ab 之间的电势差（如图 9）。
智慧课堂平台同屏展示功能：展示实验操作过程，提高实验可视度。
观察现象：外电路 UAB=1.87V ，相较于电路断路时，数值减小。内电路探针之间出现了电势差（φa＜φb），Uab=- 0.14V 。
结论：1. 电路导通时，电源内部有电势的降落，我们称“内电压（U 内）”，外电路电势的降落叫“外电压（U 外）”。
2、 整个闭合回路电势出现两次抬升，两次降落。抬升的数值和降落的数值总是相等。
问题 ：内外电压 U 外、U 内之和、与电源内部两次电势抬升的数值总会是定值吗？
活动③：测一测——测量闭合电路内外电压
分组实验：利用自制学具（如图 10）测量电路的内外电压的数值，并计算两者之和，改变外电路电阻 R，多次测量，寻找规律，将实验相关数据填入表 2。
智慧课堂平台的同屏提问功能：学生将实验结论拍照提交，老师进行大数据分析，得出共性结论。（如图 11）
评价 4：分组实验数据是否合理，能否得出内外电压之和与电源内部电势两次抬升的数值总相等的结论。
分析数据、发现规律：
对同一电源，闭合电路内外电压之和与电路内部两次电势的提升值之和相等。
对同一电源，闭合电路内外电压之和是定值。
问题 ：这个定值到底反映了电源的什么特性？
基于核心素养的设计意图：通过观察和实验让学生了解了化学电池的构造，发现电池的内部电势特点，逐步建立电源内电路的物理模型，形成正确的物理观念。学生经历了观察对比、发现问题、提出假设、实验探究等一系列的探究过程，加深了对于闭合电路内外电压与电源内部两次电势
提升之间关系的感性认识，培养学生科学探究的意识。
（三）理论分析，发现规律
任务三：运用守恒思想，理解科学本质
活动④：想一想——电源如何维持闭合电路有持续的电流
引导：有一个量总是保持不变，这在物理学上我们常称做“守恒”。能不能从守恒的角度思考。类比演示：如图 12
思考：流回负极的正电荷是如何回到正极的呢？
类比：将小球由低处搬运到高处，能继续依靠重力吗？
得出结论：电源依靠非静电力做功将流回负极的正电荷搬运到正极，维持持续的电流。
评价 3：能否说出非静电力的作用。
活动⑤：理一理——从能量观出发理清电路中的守恒关系
思考：从能量守恒的角度想一想，闭合回路中静电力做功和非静电力做功的关系是怎样的？ 结论：闭合回路中静电力做功等于非静电力做功 W 电=W 非
活动⑥：推一推——推导电动势和欧姆定律的表达式
推理论证：
由实验数据可得：E=U 外+U 内
有能量守恒定律和功能关系可得：q U 外+ q U 内=W 非
推导得出：E= W 非/q
含义：E 就是电源内部非静电力移送单位电荷所做的功。即非静电力做功的本领！ 电动势——非静电力所做功与所移动电荷量之比。符号：E 单位：伏特（V）
智慧课堂平台的同屏提问功能：学生将实验结论拍照提交，老师进行大数据分析，得出共性结论。（如图 13）
问题 ：水果电池给小灯泡供电时外电压为什么很小？ 活动⑦：看一看——再次观察实验数据寻找线索
观察：再次观察分组实验数据（表 2）
结合部分电路欧姆定律和实验结论 E=U 外+U 内， 推导闭合电路欧姆定律：
闭合电路欧姆定律内容：闭合电路的电流，跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比。
（备注：适用于纯电阻电路）
评价 4：各组运用能量守恒定律能否推导出电动势的表达式和闭合电路欧姆定律。
智慧课堂平台的录制微课功能：现场录制微课推送给学生，供学生课后观看
问题 ：你能解释水果电池为什么不能点亮小灯泡了吗？
基于核心素养的设计意图：学生在老师创设的问题情境下交流讨论，学生深度参与课堂，经历先交流再观察、再猜想、再推导、再思考，从感性到理性，由特殊到一般的过程，发展了科学思维。同时，这样的设计循序渐进，遵从学生认知规律。
（四）应用规律，解释现象
任务四：运用欧姆规律，解答情境问题
活动⑧：说一说——水果电池不能点亮小灯泡的原因
水果电池的内阻 r 太大，导致闭合电路中的电流 I 小，故外电压 U 外小。
实验验证：利用注射器改变铅蓄电池内阻，观察内电压、外电压以及电流的变化（图 15）。
智慧课堂平台同屏展示功能：展示实验操作过程，提高实验可视度（图 16）。
评价 5：能否运用闭合电路的欧姆定律解释水果电池不能点亮小灯泡的原因。
基于核心素养的设计意图：解释原因，即是本节课知识的应用，同时也使本节课的情境贯穿始终。通过实际问题的解决，体会到了运用所学知识解决实际问题的乐趣，同时增强了实践意识， 深化了物理观念，发展了科学思维。
【课堂小结】
闭合电路的欧姆定律
一、初次尝试，发现问题
二、实验探究，寻找线索
三、理论分析，发现规律
四、应用规律，解释现象
【教学反思】
本节课内容来源于生活真实情境，从发现问题到探究原因，再到发现规律，最后解释现象。各教学环节层层递进，环环相扣，充分运用了循环递进式教学方法。学生在一个个递进的情境任务中不断认识科学本质， 寻找到物理规律，发现解决问题的科学方法。在不断探索的过程中锻炼了关键能力，提升了科学素养。
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