本教学计划旨在帮助高二学生理解电动势的概念及其相关公式，掌握电池内部能量转化的过程，并提升科学素养。教学重点为电动势的基本概念，难点在于理解电源内部非静电力对电荷的功。通过复习导入、探究式教学和分组讨论，学生将探讨电源的工作原理，分析电场力与自由电子的运动，以及电源如何将其他形式的能量转化为电能。教师将引导学生理解电动势的定义及其与电势和电势差的区别，探讨电源内部的电阻和影响电动势的因素。通过“科学漫步”部分，学生将了解到日常生活中电池的应用及重要参数。教学反思强调应注重启发学生思考，以帮助他们更好地理解复杂的物理概念。
【教学目标】
1. 理解电动势的定义，掌握电动势的相关公式。
2. 通过教学，使学生掌握电池内部能量转化的过程，增强科学素养的培养。
3. 了解日常生活中的电池，感受科技发展的成就。
【教学重点】
电动势的基本概念。
【教学难点】
理解电源内部非静电力对电荷做功的过程。
【教学方法】
探究式教学、讲授、分组讨论。
【教学过程】
一、复习导入
教师：请大家回顾一下上一节课所学的“电源”概念。(展示投影)请看图书中的电源作用是什么?
教师：(1)用导线连接电源，形成最简易的电路，这个电路由哪些部分组成?
(2)导线内的电场属于什么类型的电场?电流是如何产生的?有何特征?为什么?
学生思考后回答：(1)电路由两部分构成，外部可见的部分称为外电路;而内部不可见的部分则称为内电路。
(2)导线中的电场是恒定电场。当电场力作用于自由电子时，电子从电源正极向负极方向定向运动，形成电流。由于导线内是恒定电场，所以电流也保持恒定，电子的定向运动速率不变。
教师：当自由电子在导线中定向运动时，电场力对其做了怎样的功?电子的电势能又发生了什么变化?
学生：是正功，电势能减少。
教师：自由电子的定向运动速率是恒定的，那么能量是否依旧守恒?应该如何理解?
学生：是守恒的。因为自由电子在其定向运动的过程中与带正电的离子碰撞，受到阻力，电子需要不断克服这个阻力做功，因此其动能转化为热能。
教师大家说得很好，可以概括为，在电源外部，电场力对自由电子做正功，电能转化为其他能量，同时消耗了电能。这些电能又是从哪里来的呢?
学生：是电源将其他形式的能量转化为电能。
教师：根据前面的讨论，大家可以谈谈电源是如何将其他形式的能量转化为电能的吗?
学生思考后回答：电源内部也有电场，电场方向是从正极指向负极。根据电荷守恒定律，电源需要不断将自由电子从正极转移到负极，电子必须克服电场力做功，这种力就是电源提供的“非静电力”。电源通过非静电力做功使电荷的电势能增加。
教师点评并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：我们来看干电池和手摇发电机，讨论这些电源中的非静电力是否相同?它们的作用是否一致?请分享你的看法。
学生思考后分组讨论，代表回答。
干电池中的非静电力是通过化学反应产生的，而手摇发电机的非静电力则源于电磁原理。虽然这两者的非静电力不同，但从能量转化的角度来看，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：电源的种类多样，它们在进行能量转化时的能力相同吗?请举例说明。
学生举例：机动手电筒、家用电灯、汽车照明灯等，虽然它们的亮度不同。
教师：在物理学中，我们如何来描述电源的这种能力呢?
2. 电动势
教师：电源在移动电荷时，会增加电荷的电势能，这与抽水机提升水的重力势能非常相似。不同的抽水机能够将水举到的高度各不相同，也就是说它们所增加的重力势能不同。
请思考：在电源内部，非静电力在将正电荷从负极送往正极，或将负电荷从正极送往负极的过程中，非静电力所做的功越多，它的做功能力是不是也越大?该如何描述非静电力的做功能力?
学生思考，分组讨论，代表回答。教师进一步引导，得出：
非静电力对电荷做的功与电荷数量有关，单纯用做功的多少来反映其能力是不够的。
将此与抽水机的工作进行类比，非静电力在把相同数量的电荷从电源一极传送至另一极时，所做的功越多，电荷所获得的电势能也越高。我们可以用非静电力做功与电荷数量的比值来反映其做功能力。
教师：电动势也是一个比值的物理量，请完整说出电动势的定义，并写出其公式，说明各个物理量符号的含义及单位。
学生经过思考，给出电动势的定义，并写出相应的公式。
若电源在移动电荷q时所做的功为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、电势差相同，均为伏特(V)。
电动势的值由电源内部非静电力的特性决定，与电源的体积和外电路无关。
教师：电动势E的单位与电势、电势差的单位相同，但电动势和电势差的物理意义有何区别呢?
学生思考后，分组讨论，代表回答。
电动势：。W表示正电荷在电场力影响下，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所消耗的电势能，反映了电势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：是的，电源内部由导体组成，也存在电阻，这个电阻被称为电源内部的内阻，其大小由电源的特点决定。
3. 科学漫步──生活中的电池
教师：请同学们阅读课本中的“科学漫步”部分，并思考相关问题。
问题1：请列举你生活中常见的电池，并说出它们的主要用途?
问题2：电动势由哪些因素决定?
问题3：我们学习电源（电池）时有哪些重要参数?
教学反思：
电动势的讲解是一个采用类比法的良好例子，学生对于电源功能的理解相对容易，但当涉及化学能转化为电能，电能再转化为其他形式能，以及非静电力与电场力做功等概念时，他们常常会混淆。教师应在这些方面启发学生思考，培养他们提出和解决问题的能力。