《恒定电流》单元教材分析

●关于决定金属导体电阻大小的因素的探究
探究方案一
V V
V
V
a
b
c
d
a 和 b ：长度不同 a 和 c ：横截面积不同 a 和 d ：材料不同
（三）把理论探讨和实验探究结合起来
●关于决定金属导体电阻大小的因素的探究
探究方案二
1. 理论分析导体电阻跟长度的关系；
●一个导体，可以把它看成是由 n段相同长度、横截面 积的同样导体串联而成的。
（六）实验——统一、基本的要求和灵活、多样的方法相结合
●实验：测定电池的电动势和内阻
G
教学中还可以进一步配合真实的演示实验，呈现习题的答案 和刻度改装的过程，把习题教学、实验、刻度改装和新课教学融 合在一个真实的、视听同步的过程中。
（五）让学生在解决问题的探究过程中学习新知识
教科书只有单向传递信息的功能，它只能通过文字 和图形把信息提供给读者，教科书无法收集读者的信息， 更不可能对读者的信息在教学现场中进行反馈。因此， 有呼有应的教学设计需要教师在教科书的基础上进一步 创造。本章“多用电表”一节，教科书为教师设计双边 活动的教学过程提供了一个初步的框架。
在图中分清哪是内电路、哪是外电路
在内、外电路电势降落处应用焦耳定律
本节课 的结构 和线索
电池化学反应层
EIt
＝
外电路
I2 R t
＋
内电路
I2 r t
根据能量守恒推导出闭合电路欧姆定律 通过路端电压跟负载的关系理解欧姆定律 用断路和短路两种极端情况深化对定律的理解
链4 链6
（三）把理论探讨和实验探究结合起来
A B
Ft F Fn
N
M
E0
假设在电源正、负 极之间连一根导线
A B
导线内很快形成沿 导线方向恒定电场
Ft F Fn
N
N E0
E′
N
E0
M
M
E
E0
M E
意图：●建立第一、第二两章的联系，消除困惑 ●经历一次由不平衡到动态平衡的变化分析过程 ●为串、并联电路的电流关系提供理论分析基础
（二）重视对知识线索的进一步规划和设计
难点，则是由学生学习时理解或掌握时的难
易程度来确定的．理解或掌握的难易虽然因 人而异，但多数情况是有共性的，也就有共 同规律可循．我们这里所说的教学难点自然 是指“共性”的，通常都会出现认识障碍之 处．知识本身需要复杂的思维过程；学生原 有的认知结构和需学习的知识结构相差较大， 不容易引起同化顺应过程；学生对某一方面 感性认识不足，或原有的感性认识不全面、 不正确，对理解新的知识易造成干扰，形成 知识的负迁移等等，都会形成教学中的难 点．这要靠了解学生和随时注意分析总结， 来不断积累经验．
一个电流可 读的小电阻 一个电压可 读的大电阻
建立电流表和电压表的电路模型
2004高考“理综Ⅲ”第22题
从电压表的电路模型思考，本 题实际上是一个简单的计算题。
（二）重视对知识线索的进一步规划和设计
1.串联电路和并联电路 2.闭合电路欧姆定律 用实验的方法得出闭合电路欧姆定律有优点也有缺陷
优点：●增强了实践意识 ●提高了探究能力 缺陷：●学生对内电压的测量难以理解 ●实验可以得到“内、外电压之和等于一个常数”的 结论，但如何跟电动势发生联系，难从本质上说明。
G A
E r
R1 B
导线 电阻R2
如果 电流表 10mA 刻 度标为“ 0Ω” ，把 5mA 刻 度标为 150Ω” ，把 0mA刻度标为“∝Ω”，把其它电流刻度都按 R＝1.5/I -150 转换成电阻 刻度，它岂不成了一个能直接测量电阻的仪器？ ——欧姆表
（四）把习题教学的体验跟物理知识的构建结合起来
„新‟第二章 恒定电流
1 导体中的电场和电流
体系安排
„原‟第十四章 √
一、欧姆定律
恒定电流
2 电动势
3 欧姆定律√
√
二、电阻定律 电阻率
三、半导体及其应用 四、超导及其应用 √ 五、电功和电功率
增 加
4 串联电路和并联电路 5 焦耳定律√ 6 电阻定律 √
√
7 闭合电路欧姆定律 √
8 多用电表 9 实验：测定电池电动势和内阻 10 简单的逻辑电路
电流10mA，电流表电阻7.5Ω，A、B为接线柱。
(1) 用导线使A、B 短路，此时，应把可变电阻R1调节为多少才能 使电流表达到满偏电流？ 142Ω (2)调至满偏后保持R1的值不变，在A、 B间接入一个150Ω的定值电阻 R2，电流表指 针指着何处？ 5mA (3)如果A、B间接另一电阻R，R的值和 电流表读数 I 有什么关系？ R＝1.5/I -150
电路这一章，就知识本身而言，
闭合电路欧姆定律是分析电路规律的
重要依据，理解电动势概念又是掌握 闭合电路欧姆定律的关键，因此，闭 合电路欧姆定律和电动势是全章的重 点知识．
由于电路计算的公式多、变量多、变换形 式多，学生又容易忽视公式适用条件或转换条 件，因而电路的计算，特别是闭合电路中外电 路电阻变化对电路中电流变化的影响是教学中 的难点之一；由于电动势和闭合电路欧姆定律 涉及电源内部能量形式的转化，比较抽象，学 生又不习惯从能量角度分析问题，因而它们是 教学中的又一大难点． 另外，如电路中电功率的分配，用电器的 额定功率与实际功率因电压（或电路其它量） 的变化而发生变化的关系，也是有些学生常常 容易出现错误和困难之处．
2. 理论分析导体电阻跟横截面积的关系；
●一个导体，可以把它看成是由 n股相同长度、横截面 积的同样导体并联而成的。
3. 实验探究导体电阻跟材料的关系；
●可以取不同长度、横截面积、不同材料的导体进行实
验。（探究不同材料比例常数）
（四）把习题教学的体验跟物理知识的构建结合起来
——关于欧姆表的教学
一个例题 图中电源的电动势1.5 V，内阻0.5Ω，电流表满偏
甲 乙 丙
A
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A
R1
A
R2
A
B
A
B
A
B
1
2
3
A
B
甲
乙
丙
A
A
A
R1
A
R2
B
A
B
A
B
A
R1 R2
2 1
3 B
A
说一说
下面是一个多量 程多用电表的电路示 意图，电流、电压、 电阻各有两个量程。 请谈一谈：开关 S 调 到哪两个位置上多用 电表测量的是电流？ 调到哪两个位置上测 量的是电压？调到哪 两位置上测量的是电 阻？两个位置中哪个 位置测量的量程大？ 在识别电阻档和 电压档电路时，可以 把虚线框内的电路当 成一个电流表。
G
E1
E2
2 1 A A
3
4
S
5 6
B
（六）实验——统一、基本的要求和灵活、多样的方法相结合
●实验：测定电池的电动势和内阻 基本要求： △实验原理：根据闭合电路欧姆定律，测出电路中除电动势、 内阻以外有关物理量，利用图象或计算，求出电动势和内阻。 △数据处理：用图象分析时，什么表示电动势？什么表示内 阻？怎样减小实验的偶然误差？ 多样的方法： 通过外电路U、I、R关系的变换，闭合电路欧姆定律可以写 成多种方式。因此，通过测量 U和 I、或者 U和 R、或者 I和 R都可 以求得电动势和内阻。实验方法的多样性可以拓展学生的思路， 可以避免死记实验步骤，有利于灵活把握实验原理，也有利于因 地制宜选择实验器材。
（二）重视对知识线索的进一步规划和设计
1.串联电路和并联电路 2.闭合电路欧姆定律
《课程 标准》要求：“理解闭合电路欧姆定律”
教科书用理论分析的方法推导出闭合电路欧姆定律，以
利于对该定律的理解。 推导的核心过程是分析闭合电路以下三处的能量转化 外电路： 内电路： E外＝I2R t E内＝I2 r t ① ② ③
1.串联和并联电路
第三节 导线内恒定电 场的形成过程 串联电路和并联电路 电压表和电流表 关于串、并联电路的主要知识线索 导线上堆积电 荷分布稳定
A
B
C
D
b a c d
b1
根据电势差的 概念理论分析
串、并联电路 的电压关系
根据“电荷分 布稳定”分析 得出
c1
d1
a1
串、并联电路 的电流关系
A
V
串、并联电路的电阻关系 电流表和电压表（及量程改变）
——关于欧姆表的教学
一个例题 图中电源的电动势1.5 V，内阻0.5Ω，电流表满偏
电流10mA，电流表电阻7.5Ω，A、B为接线柱。
(1) 用导线使A、B 短路，此时，应把可变电阻R1调节为多少才能 使电流表达到满偏电流？ 142Ω (2)调至满偏后保持R1的值不变，在A、 B间接入一个150Ω的定值电阻 R2，电流表指 针指着何处？ 5mA (3)如果A、B间接另一电阻R，R的值和 电流表读数 I 有什么关系？ R＝1.5/I -150
单元教材分析示例
在对教材和各大部分进行总体分析的基础 上，单元分析主要应包括该章（节）在整体中 的地位、目的要求、知识（能力、方法）结构、 重点、难点、内容讲法以及习题和实验处理等 方面． 下面就以如人民教育出版社高中物理选修 课电学中《恒定电流》一章为例来具体说明．
一、在整体中的地位
高中电学部分有“场”和 “路”两部分．这一章就是研究 直流电路的基本知识，是高中电 学的基本内容，电学后面几章都 要用到，特别是“交流电路”就 是以直流电路为基础的．另外， 电路知识在生产和生活实际中有 较大的实用价值，也是学习电工 技术和电子技术的基础．因此， 它是高中的重点章之一．

四、目的要求
这是由总的教学要求和对本章知识（能力）
结构的分析而提出的具体教学要求． 对知识的要求通常区分为了解、理解、掌 握等不同层次．这一章各部分知识的具体 要求，对能力的要求等，请读者参照有关 教学参考书及实际情况，自行分析确定．
五、教材分析和教学建议
（一）建立了静电现象和恒定电流之间的内在联系
二、知识（能力、方法）结构

首先从知识结构入手．电路这一章的核心知识
是欧姆定律及闭合电路欧姆定律．它们是电学
中最基本的定律，是分析直流电路的依据，对
解决交流电路问题也有重要作用．电流、电压、 电阻、电动势是表示电路特征的物理量．欧姆 定律反映的正是它们之间的关系．

电功、电功率反映了电路的能量特征，焦耳定律 研究了电流转化为内能，具有重要的意义．串联 和并联是电路联接的基本形式，熟练掌握串、并 联电路的特点是运用欧姆定律解决实际问题的关 键．这些知识之间的关系及新旧教材的比较，可 以用简单的图表示．
六、闭合电路欧姆定律
七、电压表和电流表
总的感觉
结构方面：大体继承了原教材的基本结构和线索，
对此，不会造成教学不适应的问题。
内容方面：新增加的知识内容不多。而且在编写这
些新内容时，注重基础性、连贯性和可读性，新教科书 在知识上不会有大的困难。 理念方面：新教科书重视“过程“目标的落实， 重视“情感”目标的体现，重视联系学生生活、社会实 践和现代科技。如何在新教科书的基础上通过教师的进 一步创造，在课堂教学中体现新的课程理念，这是实施 新课程需要解决的最大问题。
做一做 上图中，甲、乙、丙分别是电流表、欧姆表和电压表
的示意图。下图是一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱 B 可以 接通1，也可以接通2或3。现在要使 B 接通1时，能像图甲那样成为电 流表，接通2时像乙那样成为电阻表，接通3时像丙那样成为电压表， 这就成了一个简单的多用电表。讨论一下，这个多用电表的电路图是 怎样的？请对照两个图，把它在下图基础上画出来。
电池化学反应层： W ＝E I t
这需要一个清晰、合理、不断深化的教学线索
第2节课文 ●非静电力移送电荷 做的功等于其电势能 的增加量。 ●电动势与非静电力 做功的关系 E＝W/q ●练习题：根据电动 势计算非静电力做功
根据“电场力做功，电势能减小；非静 电力做功，电势能增”分析闭合电路各 点的电势高低关系。 一个沿电流方向电势高低变化的直观图
三、重点、难点
教学中重点知识的确定要由它在物理学中的
地位，知识应用的广泛程度，对培养能力的 作用以及教学要求和学生的基础诸方面综合 确定．就知识本身在学科中的地位来说，应 是主干的、基本的、影响全局或有生命力的 知识；有些知识在整个物理学中虽不处于重 要的关键地位，但就实际应用看，有较高的 实用价值，应用广泛，也可以是教学重点知 识；对培养学生的能力或教会重要方法有重 大作用的知识也可以做为重点知识，当然也 有些知识虽然重要，但限于学生基础或教学 要求，不可能都做为重点。
●学生对第二章中“通电导体两端存在电势差、导体
内部电子在电场力作用下定向运动” 的认识，跟第 一章中“导体内部场强为零、导体是一个等势体”
的说法不符，感到困惑。
●新教科书本章教材的第一节课，便在静电场知识的
基础上，通过分析，引入恒定电场的概念，建立了
静电现象跟恒定电场之间的内在联系。
假设在电源正、负 极之间连一根导线