认识其在电路中的核心作用是至关重要的。本教学计划旨在结合人教版高二物理课程，深入探讨电动势的概念、特性及其与电流之间的关系。通过实验与理论的结合，引导学生发现电动势的实际应用，培养他们的科学思维能力与实践动手能力。这不仅为他们今后的物理学习奠定坚实基础，也为未来的科技创新注入灵感。
【教学目标】
1. 理解电动势的基本概念，并掌握其定义和相关公式。
2. 通过本节课的教学，使学生认识到电池内部能量转化的过程，增强学生的科学认知能力。
3. 了解日常生活中常见的电池，感受现代科技的进步。
【教学重点】
电动势的概念及其应用。
【教学难点】
理解电源内部非静电力所做功的过程。
【教学方法】
探究、讲授与讨论相结合。
【教学过程】
一、复习导入
教师：引导学生回顾上节课所学的“电源”概念。(投影)如图，教材中的电源指的是什么?
教师：(1) 请用导线连接电源，形成最基本的电路，这个电路包含哪些部分?
(2) 导线内的电场是什么类型的电场? 电流又是如何产生的？具体特点是什么？
学生思考后回答：(1) 电路分为外电路和内电路，外电路是可见的部分，内电路则是不可见的部分。
(2) 导线中的电场为恒定电场。它的自由电子在电场力作用下，从正极向负极定向运动，形成电流。导线内的电流为恒定电流，因为电场是恒定的，所以电子的定向运动速率保持不变，电流大小也保持恒定。
教师：自由电子定向运动时，电场力做了什么功？电子的电势能又是如何变化的？
学生：正功；减少。
教师：自由电子的运动速率不变，能量守恒是否仍然成立？这如何理解？
学生：守恒。自由电子与正离子间的碰撞导致阻力，需要不断克服阻力做功，因此其动能转化为热能。
教师正确，简而言之，在电源外部，电场力对自由电子做正功，实现电能转化为其他能量形式的过程，这一过程中消耗了电能。这些电能是从哪来的呢？
学生：电源将其他形式的能量转化为电能。
教师：那么，大家讨论一下，电源是如何实现这种能量转化的呢？
学生思考回答：电源内部有电场，方向同样是正极指向负极。根据电荷守恒定律，电源必须将自由电子不断从正极移动到负极，以克服电场力做功，这需要“非静电力”的作用。也就是说，电源通过非静电力做功，提升了电荷的电势能。
教师点评帮助学生建立电源的概念：电源是通过非静电力做功，将其他形式的能量转化为电能的装置。
教师：展示干电池与手摇发电机，提出问题：这两种电源中的非静电力是否相同？功能又有何异同？请畅谈你的看法。
学生思考，分组讨论，选出代表回答。
干电池中的非静电力来源于化学作用，而手摇发电机中的非静电力则源于电磁作用。尽管非静电力不同，但从能量转化的角度看，它们的作用是相同的，都是将其他形式的能量转化为电能。
教师：电源可以有多种形式，它们在能量转化方面的能力是一样的吗？请举例说明。
学生举例：例如手电筒、家用照明灯、汽车照明灯等，它们的亮度各不相同。
教师：在物理学上，我们应如何描述电源的这种能力呢？
2. 电动势
教师：电源移动电荷，增加电荷的电势能，这和抽水机提升水的重力势能很相似。不同的抽水机工作时，水能够被提升的高度也是不同的，单位水所增加的重力势能也各有差异。
思考问题：在电源内，非静电力在将正电荷从负极传送到正极或将负电荷从正极传送到负极的过程中，非静电力做功的多少是否与其能力成正比？如何衡量非静电力做功的能力？
学生思考，分组讨论，选出代表回答，教师引导得出：
非静电力对电荷做功的多少与电荷的数量密切相关，不能仅用做功的绝对值来反映其能力。
类比抽水机对水做功，非静电力在传送相同性能的电荷时，做功越多，电荷所获得的电势能也越多，可以用非静电力做功与传送电荷数量的比值来描述非静电力做功的能力。
教师：电动势也是一个比值，大家可以完整地说出电动势的定义，并写出其定义式，同时说明各物理量符号的意义和单位。
学生思考后得出电动势的定义，并写出其定义式。
如果电源在移动电荷q时，非静电力所做的功为W，则W与q的比值中，W的单位为焦耳(J)，q的单位为库仑(C)；电动势E的单位与电势和电势差相同，都是伏特(V)。
电动势的特性由电源内部的非静电力决定，与电源的体积及外部电路无关。
教师：电动势E的单位与电势、电势差相同，但它们的物理意义有何不同呢？
学生思考，分组讨论，选出代表回答。
电动势：W表示正电荷在电场力作用下从一点移动到另一点所消耗的电势能，而电压则表示移动单位正电荷消耗的电势能，这是电能转化为其他形式能的能力。
教师：电源内部是否存在电阻？
学生：电源内部同样由导体构成，也存在电阻，这个电阻被称为电源的内阻，其大小由电源的自身特性决定。
3. 科学漫步——生活中的电池
教师：让学生阅读课本“科学漫步”，提出问题，引导思考。
问题1：列举生活中常见的电池，并说明它们的主要用途？
问题2：电动势的决定因素是什么？
问题3：我们在学习电源（电池）时需要关注哪些重要参数？