第二章 恒定电流

第二章恒定电流

泰安二中刘焕生李玉恩

1、欧姆定律

一、教学目标

1．知识目标：

（1）理解产生电流的条件；掌握电流强度的定义、公式，并应用于实际问题；了解直流电和恒定电流

（2）熟练掌握欧姆定律及其表达式I=U/R，明确欧姆定律的适用条件。

（3）知道电阻的定义及定义式R=U/I；

（4）使学生正确理解伏安特性曲线的物理意义

2．能力目标：

（1）理解掌握科学研究中的常用方法——控制变量方法，培养学生依据实验，分析、归纳物理规律的能力

（2）培养学生应用电流强度、欧姆定律知识解决实际问题的能力。

（3）逐步掌握用数形结合的解题能力。

3．物理方法教育目标：

1．通过定律由实验得出的演绎，加强学生对实验的重视，培养学生严谨求实的科学态度

2．通过可采用图象来处理实验数据，渗透数学思维，同时在处理数据的过程中，培养学生尊重客观规律的优良品质。

二、教学重点、难点分析

1．重点：欧姆定律的理解

2．难点：电阻的伏安特性曲线

3．疑点：由电阻定义式R=U/I，少数学生会产生电阻由电压和电流决定的想法。

4．解决方法：对重点和难点的解决有

（1）有条件的学校采取通过学校分组实验→数据分析→结论，加强感性认识，有利于定律的理解。

（2）关于电阻伏安特性结合数学知识，并尽可能举实例加强对知识的深化。

（3）关于疑点的出现，这是正常的，教师应借此机会，巧妙为下节课电阻定律作铺垫。

三、教学方法：

实验演示，启发式教学

四、教具：

小灯泡、干电池电线若干。伏特表（演示）安培表（演示）滑动变阻器学生电源

待测电阻（约10Ω～30Ω两只）晶体二极管导线若干电键

五、教学过程：

（一）引入新课

前面我们已学习了电场，电场对放入其中的电荷有力的作用，促使电荷移动，知道电荷的定向移动形成电流。由于电流与我们生活很密切，所以我们有必要去认识它，这节课我们将在初中的基础上对电流作进一步了解。

【板书】第一节欧姆定律

（二）进行新课

【板书】1、电流

众所周知，人们对电路知识和规律的认识与研究，也如对其他科技知识的认识与研究一样，都经历了漫长的、曲折的过程。

18世纪末，意大利著名医生伽伐尼受偶然发现的启迪，经进一步研究后，已能利用两种不同的金属与青蛙腿相接触而引起肌肉痉挛，于是伽伐尼电池诞生了。但他对此并不理解，认为这是青蛙体内产生了“动物电”。

伽伐尼的发现引起了意大利著名物理学家伏打的极大兴趣。经过一番研究，伏打于1792年将不同的金属板浸入一种电解液中，组成了第一个直流电源——伏打电池。后来，他利用几个容器盛了盐水，把插在盐水里的铜板、锌板连接起来，电流就产生了。

（1）电流

①什么是电流？

大量电荷的定向移动形成电流。

②电流形成的条件

导体——有自由移动的电荷，可以定向移动。导体包括金属、电解液等；自由电荷有电子、离子等。

但是只有导体还是不行，因为通常情况下，导体中自由电荷没有做定向移动。还必须有

一股力量促使自由电荷做定向移动，这如同水流的形成一样，有自由流动的水是形成水流的内因，还必须有促使水流动的动力即水流形成的外因——水压差。而对于电流，自由电荷是它产生的内因，那么它的外因是什么呢？

[演示1]按图连接

投影电路图

小灯泡发光

有电流流过小灯泡

导体两端存在电势差——外因

当导体与电源连接时，它的两端有了电压，导体中就有了电场，这样导体中的自由电荷

进而描

叫做电流强度。简

⑤电流的方向——规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，负电荷（电子）定向移动方向与电流方向相反。

（3）电流的分类

按方向分成直流电——方向不变化

交流电——方向随时间变化

直流电里，若电流强度不变称为恒定电流，通常指的都是恒定电流。

设问：既然导体两端有电压，才有电流流过导体，那么导体中的电流与导体两端的电压有什么关系呢？

【板书】2．欧姆定律电阻

[演示2]

先用幻灯片投影图1介绍电路思路（或让学生先设计后投影），教师按图连接实物图，引导学生注意电表的正负接线柱接法。

[演示] 闭合开关，移动滑动变阻器滑片观察现象。

由实验现象可知导体中的电流随电压变化而变化，换用另一规格灯泡会发觉在相同电压（或电流）时，电流（或电压）表示数不同。

由上述现象知，导体本身、流过导体的电流、导体两端电压之间肯定存在某种制约关系，那么如何研究三个物理量之间的关系？

（引导学生回忆探索牛顿第二定律时的思维方法：即先保持一个物理量不变，研究其他两物理量的关系，再让其余两物理量中一个保持不变，研究其他两物理量关系，然后把研究综合起来得出三物理量之间的关系）

在这里我们是如何操作的呢？

（学生思考回答）

（1）实验研究通过导体的电流与两端电压的关系

[演示3]

按图1连接好电路后闭合开关K，调节滑动变阻器，让学生由演示电表（有条件学校用投影演示）上读出电压表、电流表读数，记入下表，再移动滑片P，同样记下读数，这样得出大约6至7组数据。

从测得的数据中可得到，随着导体两端电压的升高，导体中的电流在增大，在误差允许范围内U/I=定值。

对于数据的处理除用图表法以外，我们还可以用什么方法？

图象法（描点、连线）

下面我们一起来用图象来处理，先画直角坐标系I-U，然后标刻度，按上述数据描点。

连点时先要看一下大致点的位置，然后作图时，要使尽量多的点，在一条直线上，并使不落在直线上的点，对称分布在直线两旁。

上面的I-U图线就叫做导体的伏安特性曲线。

由图象可知直线过原点，为什么？

（因为U=0，I=0，电流形成条件）

把导体R0，换成另一导体R0＇重做上述实验，可得另一条斜直线Ⅱ

由上述实验结论不难发现

①导体中的电流与导体两端电压成正比

即I∝U或I=KU且U2/I

＞U1/I1

2

②在同样电压情况下，U/I值大的电流小，U/I值小的电流大，即U/I值反映了导体阻碍电流的性质。

A．定义导体两端电压与通过导体电流的比值，叫做这段导体的电阻。

B．定义式R=U/I

对于给定导体R，一定不存在R与U成正比，与I成反比，关于R由哪些物理量决定，这有待下一节课来解决，但在相同电压下电流与电阻成反比。

C．单位欧姆（Ω）1Ω=1V/A