最新人教版高中物理选修3-1第二章《欧姆定律》示范教案
人教版高中物理选修3-1第2章第3节欧姆定律教学设计
欧姆定律教学设计课题人教版物理选修3-1第二章第三节欧姆定律课型新授课课标要求高考要求:Ⅱ级要求。
对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系,能够进行叙述和解释,并能在实际的问题的分析、综合、推理和判断等过程中应用。
教学目标知识与技能(1) 能说出欧姆定律的内容、公式及其涉及的单位;(2) 理解欧姆定律,能进行欧姆定律公式的变形,理解应用公式时要注意“同体性”和“同时性”,会在新的问题情境中,应用欧姆定律进行解释、推断和计算。
过程与方法(1)经历探究通过导体的电流与电压、电阻的关系的实验研究过程,从而能较熟练地运用图像处理实验数据,了解电流与电压、电阻间的正比、反比关系。
(2)初步学会在实验探究的基础上交流讨论,互相合作。
(3)学习用数学公式来表达物理规律的方法,体会这样做的优势。
情感、态度与价值观结合欧姆当年研究电流、电压和电阻三者关系的简史,培养学生刻苦钻研、大胆探索的科学精神,同时让学生在自我实现中增强成功体会。
学习欧姆对科学的执着精神。
教学重点欧姆定律所揭示的物理意义及其数学表达式;教学难点欧姆定律的实验设计及学生对实验数据的分析、归纳以及结论的得出。
实验器材调光灯、小灯泡、电池组、滑动变阻器、电流表、电压表、阻值分别为5Ω、10Ω的电阻各一个、导线数根等。
教学方法演示实验法、讲授法、类比法、自主探究、小组合作学习教学过程教师活动学生活动(一)创境引课提出问题师:演示台灯亮度的变化,提出问题灯泡的亮暗说明什么生:电路中的电流有大有小。
师:电路中电流的大小由哪些因素决定?师:这就是我们本节课要探究的问题板书 2.3欧姆定律(二)大胆猜想,激活思维鼓励学生大胆猜测:你猜电流的大小究竟由观察实验现象观看大屏幕了解本节课的学习目标提炼反冲运动的三要素观看视频回答问题哪些因素决定呢?教师针对学生的回答,给予肯定:最后,根据猜想师生共同得出结论:电路中的电流与电压、电阻两者有关:过渡:到底有怎样的关系呢? 通过实验验证。
最新人教版高中物理选修3-1第二章《闭合电路的欧姆定律》教学设计
教学设计7闭合电路的欧姆定律本节分析闭合电路欧姆定律是本章的核心内容,具有承前启后的作用,既是本章知识的高度总结,又是本章知识拓展的重要基础.通过学习,既能使学生从部分电路的认知上升到全电路规律的掌握,又能从静态电路的计算提高到对含电源电路的动态分析及推演.同时,闭合电路的欧姆定律能够充分体现功和能的概念在物理学中的重要性,是加深对功能关系理解的好素材.学情分析学生通过前面的学习,对静电力做功的特点、静电力做功与电能的转化以及如何从非静电力做功的角度描述电动势有了比较深入的理解.借助于部分电路的欧姆定律的相关知识,已经具备了可以通过功能关系分析建立闭合电路欧姆定律的可能.教学目标●知识与技能(1)经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程.体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用,理解内、外电路的能量转化.(2)理解内、外电路的电势降落,理解闭合电路的欧姆定律.(3)会用闭合电路的欧姆定律分析路端电压与负载、电流的关系.●过程与方法(1)学会用已知的电学知识和规律,推导得到新的知识和规律.(2)学会用实验方法,验证并理解新的知识和规律.(3)学会利用数学方法来理解和解决相关物理问题.●情感、态度与价值观(1)倡导师生协作,鼓励学生通过讨论、交流营造探究合作的学习氛围,培养团队合作能力.(2)加强对学生科学素质、创新精神和实践能力的培养.教学重难点1.闭合电路的欧姆定律的推导及理解.2.路端电压与负载、电流的关系,能进行相关的电路分析和计算.教学方法教师启发引导教学与学生小组合作探究法相结合.教学准备多媒体教学课件、演示实验电路板、电源、数字电压表、数字电流表等.教学设计(一)(设计者:周静忠,徐会强改编)教学过程设计设计意图:通过实验激发学生学习的兴趣,为新课的教学以及后面的照应做好伏笔.)闭合电路:当开关S闭合,电源、导线、用电器组成闭合电路.)电源起什么作用?提供电能.)电源怎么提供电能?通过非静电力做功,把其他形式的能转化为电能.)如何描述电源把其他形式的能转化为电能的本根据闭合电路的欧姆定律和题述的两种情况,可以列出下面两个方程:r1r2从教材“图2.7-2闭合电路的电势”分析得出:外电路电势降落之和U外+U内,等于电源升高的进一步加深对闭合电路的欧姆定律的理解,为用图象法处理《实验:测定电池的电动势和内阻》的数据做好准备.)板书设计7闭合电路的欧姆定律一、认识闭合电路闭合电路:开关S闭合,电源、导线、用电器组成闭合电路外电路:由用电器和导线组成外电路内电路:电源内部是内电路二、闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比,这个结论叫做闭合电路的欧姆定律I=ER+rE=U外+U内三、讨论及应用1.路端电压、内电压和电动势的关系2.路端电压U与电流I的关系(1)U路=E-Ir(2)U路I的关系图线的物理意义①与U路轴的截距的物理意义:断路状态,断路时的路端电压等于电源电动势②与I轴的截距的物理意义:短路状态,短路电流很大,不允许出现短路③图线斜率的物理意义:图线倾斜程度跟内阻r有关,图线斜率绝对值越大,内阻越大教学反思本节的教学活动,基于学生基础、动手能力、思维方式等特点,如何引导学生共同完成探究活动,要注意以下几点:1.明确教学目的,掌握物理思维特点,培养学生思维能力.本节重点即定律的内容不是老师强加到学生脑中,而是通过学生自主的探究,在一定思考和推理情况下学到的,因此教师设计教学一定要符合高中学生的思维能力,通过“猜想—实验—验证”严密的科学探究方法,培养学生的能力.(1)采用实验引入,实验现象和学生初中的学习认知产生冲突,由此激发学生的学习兴趣与学习热情,这个效果很好,学生的积极性完全调动起来.(2)对电路的认识,由于之前已有铺垫,所以不需要过多阐述,而应该通过学生的课前预习,让学生自主完成,由本节效果来看,学生的预习成果显著.(3)在探究路端电压与负载关系实验时,测量自制电源的路端电压和内电压,并将结果用数字电压表显示出来,学生记录实验数据,然后分析处理实验数据,找到路端电压与内电压的和不变的关系.(4)基于学生数学基础的特点,在研究路端电压与电流关系时,让学生从图象出发研究,从教学效果看,学生很容易理解和掌握.2.本节教学能充分联系生活实际,培养了学生的知识综合应用能力.如电源的短路问题;与生活紧密联系,在学生学习基础知识的同时,对于生活中的相关现象有了更深层次的理解.3.本节教学能让学生参与进来,主动探讨电路动态分析的问题.学生还可以按自己的水平层次将课堂内未完成的内容拓展到课外,做到课题学习和课外思考的互通.教学设计(二)(设计者:陈国文,徐会强改编)教学过程设计演示一:四盏小灯泡并联,由四个开关控制,外电路如图所示,用四节干电池串联作为电源,接B两端,逐一闭合开关,观察小灯泡的亮度变化情况;再逐一断开开关,观察小灯泡的亮定性介绍内、外电路的电势升、降情况对闭合电路有整体定性的了解.电源没有接入外电路时,电源电动势与测出各接线柱间的电势差.实验结果:U AB=U AD+U CB,U CD=0数据分析:电源的电动势为电极附近由于非静电力做功,两次电势提升之和.改变外电阻,测出几组内、外电压.学生按下表记录数据,并进行分析.U外/VU内/V(U外+U)/V根据能量守恒定律推导闭合电路的欧姆定律时间内,外电路中消耗的电能时间内,内电路中消耗的电能观察实验中调节滑动变阻器时电压表和电流表的变化规律;讨论分析解释实验现象设计意图:通过练习强化学生对闭合电路的欧姆定律的理解,培养学生运用所学知识解决实际问题的能力.)板书设计7 闭合电路的欧姆定律一、电路结构闭合电路的组成⎩⎪⎨⎪⎧外电路内电路二、闭合电路的欧姆定律闭合电路欧姆定律:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比,这个结论叫做闭合电路的欧姆定律.E =U 外+U 内 I =ER +r三、路端电压U 与负载R(或干路电流I)的关系 1.实验现象:R 增大时,I 减小,U 增大 R 减小时,I 增大,U 减小2.解释:利用U =E -Ir(E 、r 是一定的) 3.U-I 图线的分析和理解(1)反映了U 和I 的变化关系(2)与U 轴截距的物理意义:断路状态,且断路时的路端电压等于电源电动势 (3)与I 轴截距的物理意义:短路状态,短路电流很大,不允许出现短路现象(4)图线斜率的物理意义:图线倾斜程度跟内阻r 有关,图线斜率绝对值越大,内阻越大教学反思本节设想从三个小实验设计问题情景,让学生在体验中发现并提出问题,教师认真倾听学生的对话,及时捕捉学生的原认知对本节教学的影响.从两个探究实验的数据分析中,加深对电源内部电势升降的理解和电源存在内阻的认识,从而明确电源电动势在数值上等于内外电路的电势降落.依据能量守恒进一步从理论上探究闭合电路的欧姆定律,并能用该定律对路端电压随外电阻的变化的实验现象进行分析.活动的场景设计中要倡导学生之间的沟通交流,共同提高,从实验得出的结论要与科学结论进行比较,从而正确地建构物理知识.备课资料●干电池、蓄电池、发电机、太阳能电池等形式多样的电源可为人类提供所需的稳定持续的电流.然而,世界上第一个使人类获得稳定持续电流的是伟大的意大利物理学家、发明家伏特(1745~1827).伏特24岁时发表了静电学著作《论电的吸引》,引起了科学界的注意.29岁成为物理学教授,在电学等方面做出了许多重要的贡献.1791年被聘为英国皇家学会国外会员,三年后还被授予科普利奖章,后来还被选为巴黎科学院的国外院士.伏特所处的时代,人们对电的研究只停留在静电现象.1780年,意大利物理学家伽伐尼发现了“动物电”现象,在此启发下,伏特于1792年开始研究“动物电”及相关效应.他通过大量实验,否定了“动物电”是动物固有的说法,认为产生于两类导体(两种金属和液体)所组成的电路中,不同种类的金属接触时彼此都起电(叫接触电),这就是著名的电的接触学说.他以不同的金属连成环接触青蛙腿及其背,从而成功地使活的青蛙痉挛.这就证实了“动物电”产生于两种不同金属的接触.由实验他还观察到电不仅使青蛙颤动,还会影响其视觉和味觉神经.为了取得较强的效应,伏特把若干种导体联接起来进行了长期实验,终于在1799年研制成第一个长时间的持续的电流源——伏特电堆,接着又发明了伏特电池.伏特电池是19世纪初具有划时代意义的最伟大的发明.这一发明在此后的相当长时间内成为人们获得稳定的持续电流的唯一手段.由此开拓了电学研究的新领域,使电学从静电现象的研究进入到动电现象的研究,导致了电化学、电磁联系等一系列重大发现.正是依靠足够强的持续电流,1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应,这又导致了1831年英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象等,使电磁学发展走上了突飞猛进的道路.人们为了纪念这位最先为人类提供稳定电流的科学家,将电动势和电位差的单位以他的姓氏命名为“伏特”(VOLT),简称“伏”.。
人教版高二物理选修3-1第二章第三节《欧姆定律》教学设计
欧姆定律学习目标物理观念1、会用实验的方法探究电流与电压、电阻的关系。
2、理解欧姆定律的内容、公式;3、会运用欧姆定律解决简单问题。
科学思维适当渗透研究物理的科学方法和分析的正确思路如通过探究实验认识物理量之间的制约关系,用图像和图表的方法来处理数据,总结规律,以及利用比值来定义物理量的方法等科学态度与责任本节知识在实际中有广泛的应用,通过本节的学习培养学生联系实际的能力学习重点实验的设计及数据的处理和分析,并应用归纳得出的欧姆定律进行简单的计算。
学习难点实验的设计及数据的处理和分析。
学习方法情景体验法分组讨论法问题引导法演绎推理法等配合多媒体辅助手段进行教学学习过程学习内容随堂记录一、探究电流电压关系1、探究实验:实验目的:研究导体中的电流跟导体两端电压之间的定量关系实验原理:用电压表测导体两端的电压,用电流表测导体中的电流,观察和记录数据,在坐标系中作出U—I图象进行探究分析,找出规律,电路图所图所示2、实验过程及数据处理:把导体A接入电路中的两点间,闭合S调节滑动变阻器的滑片,可以得到关于导体A的几组电压和电流数据,如下图电压(v)电流强度(A)用描点法在直角坐标系中作U —I 图象3、电阻:1)定义2)物理意义:3)定义式:4)单位:4、欧姆定律1)内容:2)表达式:3)适用条件:达标训练11、对于欧姆定律,理解正确的是( )A. 从R U I /= 可知,导体中的电流跟它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比B. 从I U R /=可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比C. 从 I U R /= 可知,导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零D. 从 IR U = 可知,导体两端的电压随电阻的增大而增大 达标训练2某同学对四个电阻各进行了一次测量,把每个电阻两端的电压和通过它的电流在U-I 坐标系中描点,得到了图中a 、b 、c 、d 四个点.请比较这四个电阻值的大小.课堂小结:课后巩固提升1、某灯泡两端的电压为1V时,其电流为0.2A,当电压为2V时,其电流为0.3A,那么电压为1.5V时,则()A. 其电流一定为0.25AB. 其电流一定大于0.225A而小于0.3AC. 其电流一定大于0.2A而小于0.25AD. 以上说法均不对2、鸟落在110kv的高压输电线上,虽然通电的高压线是祼露的确电线,但鸟仍然安然无恙,这是因为()A鸟有耐高压的天性B鸟脚是干燥的,所以鸟体不导电C鸟两脚间的电压几乎为零D鸟体电阻极大,所以无电流通过3、一段导体两端电压是4v,在2min内通过导体某一横截面面积的电荷量是15C,那么这段导体的电阻应为Ω。
人教版选修3-1 物理:2.3 欧姆定律 课程教学设计
《欧姆定律》教学设计学科:物理教材版本:人教版年级:高中二年级《欧姆定律》教学设计一、教材分析本节课是选自人教版《选修3-1》第二章第三节“欧姆定律”的内容。
学生在初中对欧姆定律已有所掌握,本节内容相对较简单,所以我对本节教学内容进行了教材重组。
增加了滑动变阻器限流接法和分压接法的区别和实验电路图的实物图连接。
二、学情分析课前,我利用作业盒子设计并制作课前学习任务,制定针对不同层次和内容的试题。
要求学生课前登陆作业盒子APP,完成本节课设计的相应基础问题,核对答案。
教师统计分析出学生对初中欧姆定律内容掌握较好,而实物图连接问题错误率较高,以此为基础,设置课堂教学的重点和难点。
从而充分把握学情,掌握学生学习困难,有针对性地展开教学活动。
学生在实验操作、实物图连接问题上存在一些错误或学习漏洞,需要为学生创设条件和环境,增强理论联系实际的能力。
本节物理电学实验操作能力、实物图构建能力的培养是物理学习中最重要的内容之一。
不仅体现在对知识的掌握和对问题的处理,更重要的是培养学生规范操作、规范作图的能力。
三、教学环境分析依据教学目标,利用视频引入新课,使学生直观、清晰地理解欧姆定律的原理。
为了能够更好地帮助学生领悟实验操作中的注意事项,加强对实验实物图的连接,我充分利用了电子无线传屏技术、nobook仿真物理实验室、互动式电子白板来突破本课的重难点。
为了能够更好地帮助学生领悟实验操作中的注意事项,本节课教学设置在多媒体实验室开展,学生自主实验过程中,为了让学生更好地探究本节实验问题的解决方案,通过电子无线传屏技术加以展示与评价,来进行辅助教学。
课堂中,运用交互式白板,对实物图连接问题进行电子交互式互动,真正解决学生存在的难点问题。
四、教学目标分析知识与技能目标:1、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范围。
2、知道导体的伏安特性,知道什么是线性元件和非线性元件。
3、理解滑动变阻器分压和限流的区别。
(人教版)物理选修【3-1】:2.3《欧姆定律》教学设计
选修3-1第二章2.3欧姆定律”教学设计一教材分析欧姆定律是电学中的基本定律,是进一步学习电学知识和分析电路的基础,是本章的重点。
本次课的逻辑性、理论性很强,重点是学生要通过自己的实验得出欧姆定律,最关键的是两个方面:一个是实验方法,另一个就是欧姆定律。
欧姆定律的含义主要是学生在实验的过程中逐渐理解,而且定律的形式很简单,所以是重点而不是难点。
学生对实验方法的掌握既是重点也是难点,这个实验难度比较大,主要在实验的设计、数据的记录以及数据的分析方面。
由于实验的难度比较大,学生出现错误的可能性也比较大,所以实验的评估和交流也比较重要。
这些方面都需要教师的引导和协助,所以这次课采用启发式综合教学法。
二教学目标知识与技能①使学生会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和其中的电流。
②通过实验认识电流、电压和电阻的关系。
③会观察、收集实验中的数据并对数据进行分析。
过程与方法①根据已有的知识猜测未知的知识。
②经历欧姆定律的发现过程并掌握实验的思路、方法。
③能对自己的实验结果进行评估,找到成功和失败的原因。
情感、态度与价值观①让学生用联系的观点看待周围的事物并能设计实验方案证实自己的猜测。
②培养学生大胆猜想,小心求证,形成严谨的科学精神。
三教学重点与难点重点:掌握实验方法;理解欧姆定律。
难点:设计实验过程;实验数据的分析;实验结果的评估。
四学情分析在技能方面是练习用电压表测电压,在知识方面是研究串、并联电路中的电压关系。
这是一节探索性实验课,让学生自主实验、观察记录,自行分析,归纳总结得出结论。
学生对探索性实验有浓厚的兴趣,这种方式能激发学生的创造性思维活动有利于提高认知能力和实验能力,但由于学生的探究能力尚不够成熟,引导培养学生探究能力是本节课的难点五教学方法启发式综合教学法。
六课前准备教具:投影仪、投影片。
学具:电源、开关、导线、定值电阻(5Ω、10Ω)、滑动变阻器、电压表和电流表。
七课时安排一课时八教学过程九板书设计已学的电学物理量:电流I、电压U、电阻R。
人教版高中物理选修(3-1)-2.3《欧姆定律》教案1
论
不但要掌握电路接法,还要 (2)滑片向右滑动过程中电流表
小组展
了解电路特点。
和电压表的示数如何变化?
示
补充质
疑
教师点 评)
主题 2: 实验既是理论指导下的探 (1)连接教材中“演示实验”电路 进行实 究,也是习惯和动手能力的 的过程中,开关应该断开还是闭
验
培养。
合?
同一导体所加的电压跟电 (2)开关闭合前,对滑动变阻器
学法指 学生对欧姆定律虽然初中有所了解,但学习过程中要真正把公式和物理
导
意义理解好要通过学习、讨论、教师讲评细细体味。
课程导 重点难 理解欧姆定律的内容及其表达式、变换式的意义。运用数学方法处理实
学建议 点
验数据和理解欧姆定律。
教学建 (1)通过演示实验探究导体中电流与电压的关系,画出 U-I 图象,对图象进
律
对气体导电和半导体导电 适用范围。
不适用,理解其中意义很重 (2)根据欧姆定律 I= 得 R= ,有
要。
第三 层级
第四 层级
课外 拓展
教师点评时注意公式变形 人说导体的电阻 R 跟加在导体
的不同说法问题。
两端的电压 U 成正比,跟导体中
的电流 I 成反比,这种说法对
吗?为什么?
主题 4: 测绘小灯泡的伏安特性曲 (1)电流表的位置处在电压表的 实验
测绘小 线实验可以另行安排时间 外侧(即电流表外接法),这样设
灯泡的 做学生分组实验。
计是为什么?
伏安特
(2)滑动变阻器的这种接法叫什
性曲线
么?为什么要这样选择?
基本检 根据具体情况与部分同学 全体学生独立思考,独立完成, PPT 课
测
最新人教版高中物理选修3-1第二章《欧姆定律》教学设计
教学设计3欧姆定律本节分析学生在初中阶段已经学过欧姆定律,高中安排这节课的目的,主要是让学生通过实验再次增加感性认识;体会物理学的基本研究方法(即通过实验来探索物理规律);学习分析实验数据,得出实验结论的两种常用方法——列表对比法和图象法;再次领会定义物理量的一种常用方法——比值法.本节在全章中的作用和地位也是很重要的,它一方面起复习初中知识的作用,另一方面为学习闭合电路欧姆定律奠定基础.本节涉及两个问题:一是欧姆定律,二是导体的伏安特性曲线.尤其是测绘小灯泡伏安特性曲线的实验,使学生对欧姆定律的认识更加深化.同时“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验对第6节《导体的电阻》的学习做铺垫,所以这个知识点既是本节的重点也是难点.学情分析学生在初中已经学习了欧姆定律,对欧姆定律已有一定的认识,本节要让学生对欧姆定律有一个更深层次的认识.学生的好奇心很强,对物理实验很感兴趣,但是学生的动手能力不强,在演示实验部分和理论讲解部分要加强师生的互动性,调动学生的积极性.另外,本节当中要用到图象法,学生对图象的分析比较薄弱,因此要有针对性的对学生进行引导.教学目标●知识与技能(1)进一步体会用比值定义物理量的方法,知道什么是电阻以及电阻的单位.(2)理解并掌握欧姆定律,并能用来解决有关电路的问题.(3)通过测绘小灯泡伏安特性曲线的实验,掌握和应用分压电路改变电压的基本技能.(4)知道伏安特性曲线,知道线性元件和非线性元件,学会一般元件伏安特性曲线的测绘方法.●过程与方法(1)通过演示实验知道电流的大小的决定因素,培养学生的实验观察能力.(2)学习图象法处理问题,培养学生利用图象解决问题的能力.(3)通过实验,培养学生主动观察、分析和总结的能力.●情感、态度与价值观(1)通过介绍欧姆的生平,以及欧姆定律的建立,激发学生的创新意识,培养学生在逆境中战胜困难的坚强性格.(2)培养学生善于动手、勤于动脑以及规范操作的良好实验素质,培养学生仔细观察认真分析的科学态度.教学重难点本节的重点是理解欧姆定律的内容、表达式及适用条件,会用欧姆定律分析解决一些实际问题,会用实验方法测绘导体的伏安特性曲线.而难点主要是学生不能完全按照电路图进行实物的连接,或根据实物图的连接画电路图,并且在理解伏安特性曲线的物理意义上也有一定的困难.教学方法本节是一堂典型的物理规律课,为了让学生加深对本节内容的理解,在教学中要向学生展示实验的魅力,让学生知道物理属于一门实验科学,注重培养学生的实验技能.在演示实验和多媒体辅助教学及实物投影的帮助下逐步得出欧姆定律以及电阻的定义和表达式.可尝试让小组合作讨论,总结所学,让学生自己得出电阻定义式和欧姆定律表达式.教学准备学生电源、电压表、电流表和滑动变阻器各一只,5 Ω、10 Ω的定值电阻各一只,小灯泡一个,开关一个,导线若干教学设计(设计者:关鹏)教学过程设计给学生介绍实验电路图,并请学生观察电表的正负接线柱,要求学生注意,接线柱的接法,A为待测电阻(定值电阻)设计意图:通过实验激发学生学习的兴为新课的教学做好伏笔,同时培养学生学生归纳:导体的电阻)定义:导体两端电压与通过导体的电流的比值,叫做B的伏安特性曲线在此强调纯电阻电路和非纯电阻电路的特3U 05时,I =I 0-0.4 A=2U 0时,电流为I 2 由图知I 0-0.435U 0=I 0U 0=0.425U 0=I 22U 0=1.0 A I =2I =2.0 A板书设计 3 欧姆定律一、电阻1.定义:导体两端的电压与通过导体的电流的比值 2.定义式:R =UI3.单位:欧姆(Ω)4.物理意义:反映导体对电流的阻碍作用 二、欧姆定律1.内容:导体中的电流跟导体两端的电压U 成正比,跟导体的电阻R 成反比 2.公式:I =UR3.适用条件:金属导体和电解液导体,而对气体导体和半导体元件不适用 三、导体的伏安特性曲线1.定义:用纵轴表示电流I,用横轴表示电压U,画出的I-U图线叫做导体的伏安特性曲线2.线性元件和非线性元件教学反思本教学设计明确了本节的主题,围绕教材中提出的几个问题,逐一在学生中展示实验与讨论,在充分交流的基础上,激发学生探究问题的兴趣,让学生带着问题进行学习并总结归纳出定义与规律.较好之处为:1.引入能够充分调动学生学习的积极性、主动性,激发学生的探究欲望,为本节的顺利教学做好了准备.2.通过比较完整的实验探究过程,让学生体会科学的探究方法,培养科学探究的能力,为学生的终身发展打基础.3.本节的实验数据是总结欧姆定律的基础,通过分组探究活动,使学生能够积极地投入到课堂的学习中去,热情很高.实验取得的数据多数较好,为欧姆定律的得出奠定了很好的条件.4.充分利用多媒体实物展台,为学生搭建了一个展示自己的平台,增强了学生的自信心,体会到学习的乐趣,这也是本节教学的最大亮点.整堂课融基础性、灵活性、实践性、开放性于一体.这样既注重知识的发生、发展、形成的过程,又通过探索过程,不断提高解决问题的能力,渗透物理的思想方法,发展物理思维.不足之处:由于本节课容量大,内容多,课堂的例题相对比较简单,导致学生对欧姆定律和伏安特性曲线理解不够到位,习题课应加强.本节内容主要是通过实验来得出的规律,如果条件许可采用分组实验的话,本节的效果会更佳.这样能充分证明实践检验真理的准确性和重要性.而且边做实验边得出结论,易于不同层次的学生接受.另外,本节在讲解过程中应注意控制好时间,这样可节省出一些时间将例题理解透彻,或再测一下二极管的伏安特性曲线.总之,本节如果能调动起学生对物理实验的兴趣,能起到培养学生动手、动脑的好习惯,就是最大的成功.备课资料●欧姆和欧姆定律的建立欧姆(1789~1854年),1789年3月16日生于德国埃尔兰根城,父亲是锁匠.父亲自学了数学和物理方面的知识,并教给少年时期的欧姆,唤起了欧姆对科学的兴趣.16岁他进入埃尔兰根大学学习数学、物理和哲学,中途辍学,1811年欧姆以论文《光线和色彩》获得博士学位.欧姆是一个很有天才和科学抱负的人,他长期担任中学教师,由于缺少资料和仪器,他的研究工作有很多困难,但他在孤独与困难的环境中始终坚持不懈地进行科学研究,自己动手制作仪器.欧姆对导线中的电流进行了研究.他从傅立叶发现的热传导规律中受到启发,导热杆中两点间的热流正比于这两点间的温度差.因而欧姆认为电流现象与此相似,猜想导线中两点之间的电流也许正比于它们之间的某种驱动力,即现在所称的电动势.欧姆花了很大的精力在这方面.开始他用伏打电堆作电源,但是因为电流不稳定,效果不好.后来他接受他人的建议改用温差电池作电源,从而保证了电流的稳定性.但是如何测量电流的大小,这在当时还是一个没有解决的难题.开始,欧姆利用电流的热效应,用热胀冷缩的方法来测量电流,但这种方法难以得到精确的结果.后来他把奥斯特关于电流磁效应的发现和库仑扭秤结合起来,巧妙地设计了一个电流扭秤,用一根扭丝悬挂一磁针,让通电导线和磁针都沿子午线方向平行放置;再用铋和铜温差电池,一端浸在沸水中,另一端浸在碎冰中,并用两个水银槽作电极,与铜线相连,当导线中通过电流时,磁针的偏转角与导线中的电流成正比.实验中他用粗细相同、长度不同的八根铜导线进行了测量,得出了等式:X=ab+x.式中X是磁效应强度,即电流的大小,a是与激发力有关的常数,即电动势,x表示导线的长度,b是与电路其余部分的电阻有关的常数,b+x实际上表示电路的总电阻.这个结果于1826年发表.1827年欧姆又在《动电电路的数学研究》一书中,把他的实验规律总结成如下公式:S=γE.式中S表示电流,E表示电动力,即导线两端的电势差,γ表示导线对电流的传导率,其倒数即为电阻.欧姆定律发现初期,许多物理学家不能正常理解和评价这一发现,并提出怀疑和尖锐的批评.研究成果被忽视以及经济的困难使欧姆精神抑郁.直到1841年英国皇家学会授予他最高荣誉的科普金奖,才引起德国科学界的重视.1849年欧姆成为了慕尼黑大学教授,后人为了纪念他,就用他的名字作为电阻的单位.。
3欧姆定律-人教版选修3-1教案
3 欧姆定律-人教版选修3-1教案一、教学目标1.了解欧姆定律的概念和公式,并能够运用欧姆定律计算电路中的电流、电压和电阻。
2.掌握欧姆定律的应用,能够分析简单的电路。
3.培养学生实验探究的能力和创新思维,激发学生对电学的兴趣。
二、教学重点和难点教学重点1.欧姆定律的概念、公式及其应用。
2.电路中的电流、电压和电阻的关系。
教学难点1.电路中电流、电压、电阻的概念及其应用。
2.欧姆定律在简单电路中的应用。
三、教学过程1. 欧姆定律的概念和公式1.讲解欧姆定律的概念:当一段金属导体两端加上电压差时,在导体内部将产生电场,电子被电场加速运动,发生电流。
2.讲解欧姆定律的公式:U=IR3.通过实验让学生探究欧姆定律,让学生理解电流、电压和电阻的关系。
2. 欧姆定律的应用1.通过例子,讲解欧姆定律的应用。
如:通过测量电流和电压计算电阻;通过测量电流和电阻计算电压等。
2.通过探究电路中的串联和并联,让学生理解欧姆定律在串联和并联电路中的应用。
3.通过练习让学生掌握欧姆定律的应用。
3. 欧姆定律在简单电路中的应用1.通过课堂讲解和实验,让学生掌握欧姆定律在简单电路中的应用。
2.通过教学导图,让学生理解分压原理以及如何应用欧姆定律计算电流、电压和电阻。
3.通过练习让学生掌握欧姆定律在简单电路中的应用。
4. 综合实验:测量红外线发射管的电阻1.通过实验,让学生运用欧姆定律测量红外线发射管的电阻。
2.强调实验方法的规范和实验数据的精确性。
四、教学评估1.认真听讲,积极参与课堂互动2.精确计算欧姆定律题目,掌握欧姆定律在简单电路中的应用3.完成综合实验,能够实现测量红外线发射管的电阻五、板书设计1.欧姆定律的公式:U=IR2.电流、电压和电阻的关系3.欧姆定律在简单电路中的应用六、教学反思1.通过实验让学生探究欧姆定律,帮助学生理解电学知识。
2.通过例子让学生掌握欧姆定律的应用,帮助学生学以致用。
3.综合实验引导学生依据已学知识解决实际问题,提高学生的实践能力。
新人教版高中物理选修3-1欧姆定律教案2
2.3欧姆定律2(一)教学目的1.探究电流、电压、电阻的关系,理解欧姆定律及其变换式的物理意义。
2.掌握欧姆定律,能熟练地运用欧姆定律计算有关电压、电流和电阻的简单问题。
3.培养学生解答电学问题的良好习惯。
教学重点:欧姆定律教学难点:运用欧姆定律计算有关问题(二)教学过程1.复习(1)滑动变阻器原理(2)滑动变阻器的使用方法引入:影响电流的因素是电压和电阻,那么电流与电压、电阻之间究竟是什么关系呢?板书:三、欧姆定律1。
探究通过导体的电流与电压、电阻的关系实验器材:学生电源、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻、开关,灯泡各一个,导线若干.实验电路图:(1).表1 电阻不变,研究电流和两端电压的关系(2).表2 电压不变,研究电流和电阻的关系结论:在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
总结论:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
电压/A结论:定值电阻的U---I曲线是过原点的一条直线。
讲解:由实验我们已知道了在电阻一定时,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比,在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
把以上实验结果综合起来得出结论,即欧姆定律。
板书:欧姆定律1.内容:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
〉讲解:欧姆定律是德国物理学家欧姆在19世纪初期(1827年)经过大量实验得出的一条关于电路的重要定律。
讲解:欧姆定律的公式:如果用U表示加在导体两端的电压,R表示这段导体的电阻,I表示这段导体中的电流,那么,欧姆定律可以写成如下公式:I = U/R。
公式中I、U、R的单位分别是安、伏和欧。
讲解:公式的物理意义:当导体的电阻R一定时,导体两端的电压增加几倍,通过这段导体的电流就增加几倍。
这反映导体的电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比例关系(I∝U)。
当电压一定时,导体的电阻增加到原来的几倍,则导体中的电流就减小为原来的几分之一。
人教版高中物理选修3-1第二章第3节欧姆定律教案1
3.欧姆定律三维目标知识与技术1.理解电阻的观点,明确导体的电阻是由导体自己的特征所决定;2.理解欧姆定律,并能用来解决相关电路的问题;3.知道导体的伏安特征曲线,知道什么是线性元件和非线性元件。
过程与方法1.经过演示实验研究电流大小的决定要素,培育学生的实验察看能力。
2.运用数学图象法办理物理问题,培育学生运用数学进行逻辑推理的能力。
感情态度与价值观1.经过介绍欧姆的研究过程和“欧姆定律”的成立,激发学生的创新意识,培育学生在窘境中战胜困难的坚毅性格;2.本节知识在实质中有宽泛的应用,经过本节的学习培育学生联系实质的能力。
教课要点欧姆定律的内容、表达式、合用条件及利用欧姆定律剖析、解决实质问题。
教课难点对电阻的定义的理解,对I- U 图象的理解。
教课方法研究、讲解、议论、练习。
教具电流表、电压表、滑动变阻器、电键、导体A、 B、导线、电池组、小灯泡、晶体二极管等。
[新课导入]同学们在初中已经学过了欧姆定律的一些基础知识,今日我们要在初中学习的基础上,进一步学习欧姆定律的相关知识。
[新课教课]一、欧姆定律1.导体中的电流跟导体两头电压、导体电阻的关系既然在导体的两头加上电压,导体中才有电流,那么,导体中的电流跟导体两头的电压有什么关系呢?在初中我们以前研究过导体中的电流跟导体两头电压、导体电阻的关系。
现在我们经过实验来进一步研究这个问题。
【演示】以下图,用电流表丈量经过导体 A 的电流,用电压表丈量 A 两头的电压。
图中虚线框内是一个能供给可变电压的电路(其原理将在此后讨论,在此暂不波及),调理滑动变阻器的滑片,能够获得对于导体 A 的几组电压、电流数据。
随后,换用另一个导体 B 取代 A 进行实验,又能够得到对于导体 B 的多组电压、电流数据。
请你察看和记录实验数据,并在同一坐标系中作出A、B 的 U-I 图象。
请一位同学简述如何利用以下图的实验电路来研究导体 A 中的电流跟导体两头的电压的关系 ?合上电键 S,改变滑动变阻器上滑片P 的地点,使导体两头的电压分别为0、、、、、,记下不一样电压下电流表的读数,而后经过剖析实验数据,得出导体中的电流跟导体两头电压的关系。
2024-2025版高中物理第二章恒定电流7闭合电路的欧姆定律教案新人教版选修3-1
教学方法/手段/资源:
-讲授法:教师通过详细讲解,帮助学生理解闭合电路的欧姆定律知识点。
-实践活动法:教师设计实践活动,让学生在实践中掌握闭合电路的欧姆定律技能。
-合作学习法:学生通过小组讨论等活动,培养团队合作意识和沟通能力。
作用与目的:
-学生可以尝试阅读一些与电路设计相关的书籍,如《电子电路基础》、《电路设计与仿真》等,提升自己的电路设计能力。
-学生可以参与一些在线的科学讨论组,与其他学生或专业人士交流关于闭合电路的欧姆定律的问题,互相学习和进步。
-学生可以利用课余时间,自己设计一些简单的电路实验,如制作一个简单的串联电路或并联电路,观察电流和电压的变化,验证欧姆定律。
-帮助学生深入理解闭合电路的欧姆定律知识点,掌握相关技能。
-通过实践活动,培养学生的动手能力和解决问题的能力。
-通过合作学习,培养学生的团队合作意识和沟通能力。
3.课后拓展应用
教师活动:
-布置作业:教师根据闭合电路的欧姆定律课题,布置适量的课后作业,巩固学习效果。
-提供拓展资源:教师提供与闭合电路的欧姆定律课题相关的拓展资源,如书籍、网站、视频等,供学生进一步学习。
3.实验法:教师将引导学生参与实验,通过测量电路中的电流、电压、电阻等物理量,让学生亲身感受电流、电压、电阻之间的关系,从而加深对闭合电路的欧姆定律的理解。
教学手段:
1.多媒体设备:教师将利用多媒体设备,如PPT、视频等,展示电路图、实验现象等,让学生更直观的理解闭合电路的欧姆定律,提高学生的学习兴趣。
教师活动:
-发布预习任务:教师通过在线平台或班级微信群,发布预习资料,如PPT、视频、文档等,明确预习目标和要求。
人教版物理选修3-1第二章第3节欧姆定律教学设计
第15课时第二章恒定电流第3节欧姆定律【课前准备】【课型】新授课【课时】1课时【教学三维目标】(一)知识与技能1.知道什么是电阻及电阻的单位.2.掌握欧姆定律,并能熟练地用来解决有关的电路问题.3.知道导体的伏安特性,知道什么是线性元件和非线性元件.学会一般元件伏安特性曲线的测绘方法.(二)过程与方法1.经历探究导体导体电压和电流关系的过程体会利用U-I图象来处理、分析试验数据、总结实验规律的方法.2.运用数学图象法处理物理问题,培养学生运用数学进行逻辑推理的能力(三)情感态度与价值观通过介绍欧姆的研究过程和“欧姆定律”的建立,激发学生的创新意识,重视学生对物理规律的客观性、普遍性和科学性的认识,通过电流产生的历史材料的介绍,使学生了解知识规律的形成要经过漫长曲折的过程,培养他们学习上持之以恒的思想品质.【教学重点难点】重点:欧姆定律的内容、表达式、适用条件及利用欧姆定律分析、解决实际问题难点:伏安特性曲线的物理意义【教学方法】探究、讲授、讨论、练习【教学过程】【复习引入】【问题】什么是电流?【回答】大量电荷定向移动形成电流.【问题】电流形成的条件是什么?【回答】①导体,有自由移动电荷,可以定向移动.同时导体也提供自由电荷定向移动的“路”.导体包括金属、电解液等,自由电荷有电子、离子等.②导体内有电场强度不为零的电场,或者说导体两端有电势差,从而自由电荷在电场力作用下定向移动.【问题】我们已知电流形成必须要有电势差。
那么一段导体两端没有电压,会有电流通过吗?【回答】不能!【问题】既然在导体的两端加上电压,导体中才有电流,那么,导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢?一、探究I-U关系【问题】我们用什么实验方法来进行探究呢?大家有什么实验思路吗?【回答】控制变量法,改变通过导体的电流,测出在不同电流下对应的同一导体的两端电压。
【问题】那么怎么改变通过导体的电流呢?【回答】滑动变阻器!通过移动划片,改变滑动变阻器接入电路的阻值,电路总阻值发生变化,电源电压一定,电路的电流自然发生变化。
高中物理 第二章 7 闭合电路的欧姆定律教案 新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-1物理教案
闭合电路的欧姆定律
R ↑→P ↓,R →∞时,P =0。
R ↓→P ↑,R →0时,P m =E
2
r 。
(4)外电路消耗的电功率
外电路上消耗的电功率,又称之为电源的输出功率。
P =U 外I 定性分析 I =E R +r
U 外=E -Ir =RE
R +r
从这两个式子可知,R 很大或R 很小时,电源的输出功率均不是最大。
定量分析
P 外=U 外I =RE 2
(R +r)2=E 2(R -r)
2
R
+4r 所以,当R =r 时,电源的输出功率为最大,P 外max =E
2
4r 。
图象表述:
从P -R 图象中可知,当电源的输出功率小于最大输出功率时,对应有两个外电阻R 1、R 2时电源的输出功率相等。
可以证明,R 1、R 2和r 必须满足:r =R 1R 2。
(5)内电路消耗的电功率
内电路消耗的电功率是指电源内电阻发热的功率。
P 内=U 内I =rE
2
(R +r)2
R ↑→P 内↓,R ↓→P 内↑。
(6)电源的效率。
人教版高中物理选修3-1:欧姆定律(教案)
欧姆定律教案【教学目标】1、理解电阻的概念,明确导体的电阻是由导体本身的特性所决定2、要求学生理解欧姆定律,并能用来解决有关电路的问题3、知道导体的伏安特性曲线,知道什么是线性元件和非线性元件重点:正确理解欧姆定律及其适应条件难点:对电阻的定义的理解,对I-U图象的理解【自主预习】1、导体的电阻①定义:②公式:(定义式)③单位:符号: 且1Ω=1V/A,常用单位:换算关系:1kΩ= Ω1MΩ= KΩ2.欧姆定律①定律内容:②公式:③适应范围:3、导体的伏安特性曲线(1)伏安特性曲线:(2)线性元件和非线性元件线性元件:非线性元件:【典型例题】一、公式R=UI和I=UR的对比【例1】下列判断正确的是( )A.由R=UI知,导体两端的电压越大,电阻就越大B.由R=UI知,导体中的电流越大,电阻就越小C.由I=UR知,电流跟导体两端电压成正比,跟导体的电阻成反比D.由I=UR可知,通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比二、导体的伏安特性曲线【例2】如图2-3-7所示的图象所对应的两个导体的伏安特性曲线.由图回答:(1)电阻之比R1∶R2为______.(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时,电压之比U1∶U2为________.(3)若两个导体的电压相等(不为零)时,电流之比为______.三、欧姆定律的应用【例3】电阻R与两个完全相同的晶体二极管D1和D2连接成如图1所示的电路,a、b端的电势差U ab=10 V时,流经a点的电流为0.01 A;当电势差U ab=-0.2 V时,流经a点的电流仍为0.01 A.二极管具有单向导电性,单向导通时有电阻,当通过反向电流时,电阻可以认为是无穷大,则电阻R的阻值为__________,二极管导通时的电阻为________.思维步步高:当ab间接正向电压时,接通的是哪个电路?当ab间接负向电压时,接通的是哪个电路?先求哪个用电器的电阻比较方便?四、题型二伏安特性曲线的测量【例4】小灯泡的伏安特性曲线如图3所示(只画出了AB段),由图可知,当灯泡电压由3 V变为6 V时,其灯丝电阻改变了________ Ω.【课后练习】1.下列判断正确的是( )A.导体两端的电压越大,导体的电阻越大B.若不计温度影响,在导体两端的电压与通过的电流之比是一个常数C.电流经过电阻时,沿电流方向电势要降低D.电解液短时间内导电的U—I线是一条直线2.两电阻R1、R2的电流I和电压U的关系如图2-3-8所示,可知两电阻的大小之比R1∶R2等于( )A .1∶3B .3∶1C .1∶ 3 D.3∶13.如图4所示是某导体的伏安特性曲线,由图可知错误的是( )A .导体的电阻是25 ΩB .导体的电阻是0.04 ΩC .当导体两端的电压是10 V 时,通过导体的电流是0.4 AD .当通过导体的电流是0.1 A 时,导体两端的电压是2.5 V4.将截面均匀,长为l ,电阻为R 的金属导线截去l n,再拉长至l ,则导线电阻变为( )A.n -1n RB.1n RC.n n -1R D .nR 5.某导体中的电流随其两端的电压变化,如图6实线所示,则下列说法中正确的是( )A .加5 V 电压时,导体的电阻是5 ΩB .加12 V 电压时,导体的电阻是8 ΩC .由图可知,随着电压增大,导体的电阻不断减小D .由图可知,随着电压减小,导体的电阻不断减小6..欧姆定律适用于 ( )A.电动机电路B.金属导体导电C.电解液导电D.所有电器元件7.如图12—3—5所示,a、b两直线分别是用电器A和B的伏安特性曲线,则下列说法正确的是()A.通过用电器的电流与用电器两端的电压成正比B.用电器中的电流、两端的电压和用电器的电阻不符合欧姆定律C.用电器A的电阻值比B大D.用电器A的电阻值比B小8.用电器A的电阻是用电器B的电阻的2倍,加在A上的电压是加在B上的电压的一半,那么通过A、B的电流I A和I B的关系是()A.I A=2I B B. I A=I BC. I A=I B/2D. I A=I B/49.一个标有“220V 60W“的白炽灯泡,加上的电压由零逐渐增大到220V,在此过程中,电压(U)和电流(I)的关系可用图线表示,题中给出的四个图线中,肯定不符合实际的是( )ABC D图2-410.鸟儿落在110V的高压输电线上,虽然通电的高压线是裸露电线,但鸟儿仍安然无恙,这是因为()A.鸟有耐高压的天性B.鸟儿是干燥的,所以鸟体不导电C.鸟两脚间的电压几乎为零D.鸟体电阻极大所以无电流通过11.一金属导体,两端加上U1=10 V的电压时电流I1=0.5 A,两端加上U2=30 V的电压时导体中电流I2多大?若导体两端不加电压,则导体的电阻多大?12.贝贝同学在做测量小灯泡功率的实验中,得到如下一组U和I的数据,数据如下表:(1)在图7中画出-图线.(2)从图线上可以看出,当小灯泡的电功率逐渐增大时,灯丝电阻的变化情况是________.(3)这表明导体的电阻随着温度的升高而________.答案:例1.答案CD解析R=UI只是电阻的定义式,U=0,I=0时R仍存在,即R与U和I不存在正、反比关系.对一段确定的导体而言,R一定,故I与U成正比,D对,A、B 错.由欧姆定律可知I与U成正比,与R成反比,C对.例2.答案(1)3∶1 (2)3∶1 (3)1∶3解析(1)在I—U图象中,电阻的大小等于图象斜率的倒数,所以R1=ΔU ΔI=10×10-35×10-3Ω=2 ΩR2=10×10-315×10-3Ω=23Ω即R1∶R2=3∶1(2)由欧姆定律得U1=I1R1,U2=I2R2所以U1∶U2=R1∶R2=3∶1(3)由欧姆定律得I1=U1R1,I2=U2R2所以I1∶I2=R2∶R1=1∶3例3. 解析当ab间接正向电压时,接通的是二极管和电阻串联的电路.根据欧姆定律,二极管和电阻的串联值为1 000 Ω,当ab间接负向电压时,接通的是二极管的电路,根据欧姆定律,两个二极管的电阻值为20 Ω,所以电阻R 的电阻值为980 Ω.答案 980 Ω 20 Ω例4. 答案 5课后练习1.答案 BCD解析 导体的电阻是导体本身的性质,与导体两端的电压及通过导体的电流无直接关系,R =U I仅仅是导体电阻的计算式,而不是决定式. 2. 答案 A解析 图象斜率的物理意义是电阻的倒数.3. 答案 B4. 答案 C解析 R =ρl S ,截去l n再拉长至l 后的横截面积为S ′,有 (l -l n )S =lS ′,S ′=n -1nS R ′=ρl S ′=n n -1ρl S =n n -1R 5. 答案 ABD解析 U =5 V 时,I =1.0 A ,R =U I=5 Ω,同理U =12 V 时,R =8 Ω,由图线可知随着电压的增大,电阻不断增大,随电压的减小,电阻不断减小,A、B、D 对,C错.6.答案:B7. AC 8. D 9. BCD 10.C11. 答案 1.5 A 20 Ω解析导体的电阻由导体本身决定,与电压U及电流I无关.R=UI是电阻的定义式,但不是决定式.所以R=U1I1=U2I2,I2=U2U1I1=1.5 A.导体的电阻R=U1I1=20 Ω,为定值.12. 答案(1)I-U图线如下图所示(2)开始不变,后来逐渐增大(3)增大解析画图线时所取标度必须合适,以所画图线尽量布满坐标纸为宜,且使尽可能多的点分布在图线上,其余点均匀分布在两侧,个别偏差较大的点舍去。
高中物理 第二章 恒定电流 3 欧姆定律教案 新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-1物理教案
3 欧姆定律[学科素养与目标要求]物理观念:1.理解电阻的定义,进一步体会比值定义法.2.掌握欧姆定律.3.知道什么是线性元件和非线性元件.科学探究:经历探究过程,综合信息得出电流和电压的关系,会利用I -U 图象处理、分析实验数据.科学思维:1.通过对比思维找出线性元件和非线性元件的区别.2.能根据I -U 图象或U -I 图象求导体的电阻.一、欧姆定律1.电阻:导体两端的电压与通过导体的电流大小之比. (1)定义式:R =U I.(2)单位:欧姆(Ω),常用的单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ),且1 Ω=10-3kΩ=10-6MΩ. (3)物理意义:反映导体对电流阻碍作用的大小.2.欧姆定律:导体中的电流跟导体两端的电压U 成正比,跟导体的电阻R 成反比. (1)表达式:I =U R.(2)适用X 围:适用于金属导电、电解质溶液导电的纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路),而对气体导电、半导体导电不适用. 二、导体的伏安特性曲线1.伏安特性曲线:用纵坐标表示电流I ,用横坐标表示电压U ,这样画出的导体的I -U 图象叫做导体的伏安特性曲线. 2.线性元件和非线性元件:(1)线性元件:伏安特性曲线是一条直线,欧姆定律适用的元件,如金属导体、电解质溶液. (2)非线性元件:伏安特性曲线是一条曲线,欧姆定律不适用的元件.如气态导体(日光灯、霓虹灯管中的气体)和半导体元件.1.判断下列说法的正误.(1)由R =U I知,导体的电阻由两端的电压和通过的电流决定.(×)(2)导体的电阻由导体本身的性质决定,跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关.(√)(3)对于确定的导体,其两端的电压和流过它的电流的比值等于它的电阻值.(√) (4)线性元件的电流与电压成正比.(√)2.如图1是某导体的伏安特性曲线,由图可知,此导体的电阻是________Ω.图1答案 25一、欧姆定律的理解和应用现有两个导体A 和B ,利用如图所示的电路分别测量A 和B 的电压和电流,测得的实验数据见下表.U /V 0 2.0 4.0 6.0 8.0 导体A I /A 0 0.20 0.42 0.60 0.78 导体BI /A0.13 0.260.400.54(1)在坐标系中,用纵轴表示电压U 、用横轴表示电流I ,分别将A 和B 的数据在如图所示的坐标系中描点,并作出U -I 图线.(2)对导体A (或导体B )来说,电流与它两端的电压有什么关系?U 与I 的比值怎样? (3)对导体A 、B ,在电压U 相同时,谁的电流小?谁对电流的阻碍作用大? 答案 (1)U -I 图线如图所示(2)对导体A (或导体B ),电流与它两端的电压成正比,导体A 或导体B 的电压与电流的比值是个定值,但两者的比值不相等.(3)电压相同时,B 的电流小,说明B 对电流的阻碍作用大.1.R =U I是电阻的定义式,比值表示一段导体对电流的阻碍作用.对给定的导体,它的电阻是一定的,与导体两端是否加电压,导体中是否有电流无关.2.I =U R是欧姆定律的数学表达式,表示通过导体的电流I 与电压U 成正比,与电阻R 成反比,常用于计算一段电路加上一定电压时产生的电流,适用条件是金属或电解质溶液导电(纯电阻电路).3.U =IR 是电势降落的计算式,用来表示电流经过一电阻时的电势降落,是欧姆定律的变形,所以适用条件与欧姆定律的适用条件相同.例1 (多选)(2018·某某市高二检测)已知两个导体的电阻之比R 1∶R 2=2∶1,那么( ) A .若两导体两端电压相等,则I 1∶I 2=2∶1 B .若两导体两端电压相等,则I 1∶I 2=1∶2 C .若导体中电流相等,则U 1∶U 2=2∶1 D .若导体中电流相等,则U 1∶U 2=1∶2 答案 BC解析 当电压相等时,由I =U R得I 1∶I 2=R 2∶R 1=1∶2,B 正确,A 错误;当电流相等时,由U =IR 得,U 1∶U 2=R 1∶R 2=2∶1,C 正确,D 错误. 针对训练 (多选)下列判断正确的是( )A .由I =U R 知,U 一定时,通过一段导体的电流跟导体的电阻成反比B .由I =U R可知,通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比C.由R =U I可知,I 一定时,导体的电阻R 与U 成正比,U 一定时,导体的电阻R 与I 成反比D .对给定的导体,比值UI是个定值,反映了导体本身的性质 答案 ABD[学科素养] 以上两题考查了欧姆定律I =U R 的意义及与导体的电阻R =U I的对比,知道R 与U 、I 无决定关系,体现了“物理观念”的学科素养.二、导体的伏安特性曲线研究导体中的电流与导体两端的电压之间的关系,可以用公式法,可以用列表法,还可以用图象法.分析图中甲、乙两电学元件的I -U 图象,我们可以得出两元件的电流和电压有怎样的关系?答案 甲为非线性关系;乙为线性关系,电流与电压成正比.1.I -U 图象与U -I 图象的区别(图线为直线时)(1)坐标轴的意义不同:I -U 图象中,横坐标表示电压U 、纵坐标表示电流I ;U -I 图象中,横坐标表示电流I ,纵坐标表示电压U .(2)图线斜率的意义不同.I -U 图象中,斜率表示电阻的倒数,U -I 图象中,斜率表示电阻,如图2所示,在图甲中R 2<R 1,图乙中R 2>R 1.图22.I -U 图象是曲线时,导体某状态的电阻R P =U P I P,即电阻等于图线上点P (U P ,I P )与坐标原点连线的斜率的倒数,而不等于该点切线斜率的倒数,如图3所示.图3例2 (多选)(2018·某某一中高二期中)如图4所示是某导体的I -U 图线,图中α=45°,下列说法正确的是( )图4A .通过该导体的电流与其两端的电压成正比B .此导体的电阻R 不变C .I -U 图线的斜率表示电阻的倒数,所以电阻R =1tan 45°Ω=1 ΩD .在该导体的两端加6 V 的电压时,每秒通过导体横截面的电荷量是3 C 答案 ABD解析 由题图可知,电流随着导体两端的电压的增大而增大,电流与导体两端的电压成正比,选项A 正确;由I =U R可知,I -U 图线的斜率表示电阻的倒数,则导体的电阻R 不变,且R =2 Ω,选项B 正确,选项C 错误;在该导体的两端加6 V 的电压时,电路中电流I =U R=3 A ,每秒通过导体横截面的电荷量q =It =3×1 C=3 C ,选项D 正确.例3 (多选)如图5所示,为某一金属导体的伏安特性曲线,由图象可知( )图5A .该导体的电阻随电压的升高而增大B .该导体的电阻随电压的升高而减小C .导体两端电压为2 V 时,电阻为0.5 ΩD .导体两端电压为2 V 时,电阻为1 Ω 答案 AD解析 该导体的伏安特性为曲线,但根据R =U I知,某点与原点连线的斜率的倒数表示电阻,故可知U =2 V 时,R =22Ω=1 Ω,且导体电阻随电压升高而增大,故A 、D 正确.1.(对欧姆定律的理解)根据欧姆定律,下列判断正确的是( ) A .导体两端的电压为零,电阻即为零 B .导体中的电流越大,电阻就越小 C .当电压增大2倍时,电阻增大2倍D .由I =UR可知,通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比 答案 D解析 导体的电阻由导体本身的性质决定,公式R =U I 只提供了计算电阻的方法,R 与U I只是在数值上相等,当我们不给导体两端加电压时,导体的电阻仍存在,因此不能说导体的电阻与加在它两端的电压成正比,与导体中的电流成反比,A 、B 、C 错误.2.(对伏安特性曲线的理解)(多选)如图6所示,A 、B 、C 为三个通电导体的I -U 关系图象.由图可知( )图6A .三个导体的电阻关系为R A >RB >RC B .三个导体的电阻关系为R A <R B <R CC .若在导体B 两端加上10 V 的电压,通过导体B 的电流是2.5 AD .若在导体B 两端加上10 V 的电压,通过导体B 的电流是40 A 答案 BC解析 由题图I -U 图象知,电阻最大的应该是斜率最小的C ,其中导体B 的电阻为R B =4 V1.0 A =4 Ω,所以在导体B 两端加10 V 电压时,通过导体B 的电流为2.5 A.3.(对伏安特性曲线的理解)如图7所示为一小灯泡的伏安特性曲线,横轴和纵轴分别表示电压U 和电流I .图线上点A 的坐标为(U 1,I 1),过点A 的切线与纵轴交点的纵坐标为I 2,小灯泡两端的电压为U 1时,电阻等于( )图7A.I 1U 1B.U 1I 1C.U 1I 2D.U 1I 1-I 2答案 B解析 由电阻的定义式R =U I可知,B 正确,其他选项错误.要特别注意伏安特性曲线为曲线时,R ≠ΔUΔI.4.(欧姆定律的应用)某金属导体两端所加电压为8 V 时,10 s 内通过某一横截面的电荷量为0.16 C ,求: (1)导体的电阻;(2)若导体两端电压为10 V ,求通过导体的电流. 答案 (1)500 Ω (2)0.02 A解析 (1)电压U 1=8 V,10 s 内通过的电荷量Q =0.16 C ,则电流I 1=Q t =0.1610A =0.016 A ,电阻R =U 1I 1=80.016Ω=500 Ω.(2)若导体两端电压为U 2=10 V ,则电流I 2=U 2R =10500A =0.02 A.一、选择题考点一 欧姆定律的理解与应用1.根据欧姆定律,下列判断正确的是( ) A .导体两端的电压越大,导体的电阻越大B .加在气体两端的电压与通过的电流的比值是一个常数C .电流经过电阻时,沿电流方向电势要降低D .虽然电解质溶液短时间内导电的U -I 图线是一条直线,但欧姆定律并不适用 答案 C解析 导体的电阻与电压无关,A 错误;对气体,欧姆定律不成立,即U I≠常数,B 错误;由U =IR 知电流每经过一个电阻要产生一定的电势降落,欧姆定律适用于电解质溶液导电,C 正确,D 错误.2.(多选)由欧姆定律I =U R 导出U =IR 和R =U I,下列叙述中正确的是( ) A .由R =U I知,导体的电阻由导体两端的电压和通过导体的电流决定B .导体的电阻由导体本身的性质决定,跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关C .对于确定的导体,其两端的电压和流过它的电流的比值等于它的电阻值D .电流相同时,电阻越大,导体两端的电压越大 答案 BCD3.已知纯电阻用电器A 的电阻是纯电阻用电器B 的电阻的2倍,加在A 上的电压是加在B 上的电压的一半,那么通过A 和B 的电流I A 和I B 的关系是( ) A .I A =2I B B .I A =I B2C .I A =I BD .I A =I B4答案 D解析 由I =U R 得:I A ∶I B =U A R A ∶U B R B =U A R B ∶U B R A =1∶4,即I A =14I B ,故选D.4.在电阻为4 Ω的导体中通以恒定电流,5 min 内通过导体横截面的电荷量是45 C ,这时加在导体两端的电压是( )A .60 VB .6 VC .0.6 VD .3.6 V 答案 C解析 通过导体的电流为I =q t =455×60A =0.15 A ,根据欧姆定律得,加在导体两端的电压是U =IR =0.15×4 V=0.6 V ,故选C.5.(多选)将阻值恒为R 的电阻接在电压为U 的电源两端,则描述其电压U 、电阻R 及流过R 的电流I 间的关系图象中正确的是( )答案 CD解析 电阻的阻值R 不随U 、I 的变化而改变,但电压U 与电流I 成正比,C 、D 正确. 考点二 伏安特性曲线的理解与应用6.(2018·某某二中月考)某同学做三种导电元件的导电性能的实验,根据所测量数据分别绘制了三种元件的I -U 图象,如图1所示,则下述判断正确的是( )图1A .只有乙图正确B .甲、丙图的曲线肯定是误差太大C .甲、丙不遵从欧姆定律,肯定不可能D .甲、乙、丙三个图象都可能正确,并不一定有较大误差答案 D解析 甲、乙、丙三个图象都可能正确,乙是定值电阻,甲的电阻随U 的增大而减小,丙的电阻随U 的增大而增大,都是可能存在的,并不一定有较大的误差,故D 选项正确. 7.如图2所示是某导体的伏安特性曲线,由图可知,下列说法不正确的是( )图2A .导体的电阻是25 ΩB .导体的电阻是0.04 ΩC .导体两端的电压是10 V 时,通过导体的电流是0.4 AD .通过导体的电流是0.1 A 时,导体两端的电压是2.5 V 答案 B解析 由题图可知,导体的电阻:R =U I =50.2Ω=25 Ω, 当电压U 1=10 V 时,电流I 1=U 1R =1025A =0.4 A , 当电流I 2=0.1 A 时,电压U 2=I 2R =0.1×25 V=2.5 V.8.有四个金属导体,它们的U -I 图象如图3所示,电阻最大的导体是( )图3A .aB .bC .cD .d 答案 D解析 根据欧姆定律公式I =UR可得定值电阻的U -I 图象是一条经过坐标原点的直线,斜率表示电阻,故导体d 的电阻最大,选项D 正确.9.某一导体的伏安特性曲线如图4中AB 段(曲线)所示,关于导体的电阻,以下说法正确的是( )图4A .B 点的电阻为12 ΩB .B 点的电阻为40 ΩC .导体的电阻因温度的影响改变了1 ΩD .导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω答案 B解析 B 点的电阻为:R B =U I =61.5×10-1Ω=40 Ω,故A 错误,B 正确;A 点的电阻为:R A =31.0×10-1 Ω=30 Ω,故两点间的电阻改变了(40-30) Ω =10 Ω,故C 、D 错误. 10.某导体中的电流随其两端电压的变化关系如图5所示,则下列说法中正确的是( )图5A .加5 V 电压时,导体的电阻大于5 ΩB .加11 V 电压时,导体的电阻可能为1.4 ΩC .由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小D .由图可知,随着电压的减小,导体的电阻不断减小答案 D解析 对某些电学元件,其伏安特性曲线不是直线,但曲线上某一点的UI值仍表示该点所对应的电阻值.本题中给出的导体在加5 V 电压时,UI=5 Ω,所以此时电阻为5 Ω,故A 错误;同理可知B 错误;当电压增大时,U I值增大,即电阻增大,故C 错误,D 正确.11.(2018·某某二中高二月考)如图6所示为A 、B 两电阻的U -I 图线,则关于两电阻的描述正确的是( )图6A .电阻A 的阻值随电流的增大而减小,电阻B 的阻值不变B .在两图线交点处,电阻A 的阻值等于电阻B 的阻值C .在两图线交点处,电阻A 的阻值大于电阻B 的阻值D .在两图线交点处,电阻A 的阻值小于电阻B 的阻值答案 B解析 U -I 图象上某点与原点连线的斜率等于导体的电阻,故电阻A 的阻值随电流的增大而增大,同理,电阻B 的阻值不变,故A 错误;两图线的交点处,电流和电压均相同,由欧姆定律可知,两电阻的阻值大小相等,故B 正确,C 、D 错误.二、非选择题12.加在某导体上的电压变为原来的3倍时,导体中的电流增加了0.9 A ,导体电阻不变,如果所加电压变为原来的12时,导体中的电流变为多少? 答案 0.225 A解析 设导体电阻为R ,导体上原来的电压为U 0,通过的电流为I 0,则当电压变为原来的3倍时,由欧姆定律得:I 0=U 0R ,I 0+0.9 A =3U 0R由以上两式解得:U 0R=0.45 A.当电压为12U 0时, I =U 02R =12×0.45 A=0.225 A.。
【教案设计】高中物理(人教版)选修3-1优秀教案--2.3《欧姆定律》
选修3-1第二章2.3欧姆定律”教学设计一教材分析欧姆定律是电学中的基本定律,是进一步学习电学知识和分析电路的基础,是本章的重点。
本次课的逻辑性、理论性很强,重点是学生要通过自己的实验得出欧姆定律,最关键的是两个方面:一个是实验方法,另一个就是欧姆定律。
欧姆定律的含义主要是学生在实验的过程中逐渐理解,而且定律的形式很简单,所以是重点而不是难点。
学生对实验方法的掌握既是重点也是难点,这个实验难度比较大,主要在实验的设计、数据的记录以及数据的分析方面。
由于实验的难度比较大,学生出现错误的可能性也比较大,所以实验的评估和交流也比较重要。
这些方面都需要教师的引导和协助,所以这次课采用启发式综合教学法。
二教学目标知识与技能①使学生会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和其中的电流。
②通过实验认识电流、电压和电阻的关系。
③会观察、收集实验中的数据并对数据进行分析。
过程与方法①根据已有的知识猜测未知的知识。
②经历欧姆定律的发现过程并掌握实验的思路、方法。
③能对自己的实验结果进行评估,找到成功和失败的原因。
情感、态度与价值观①让学生用联系的观点看待周围的事物并能设计实验方案证实自己的猜测。
②培养学生大胆猜想,小心求证,形成严谨的科学精神。
姆定律。
验数据的分析;实验结果的评估。
电压,在知识方面是研究串、并联电路中的电压关系。
这是一节探索性实验课,让学生自主实验、观察记录,自行分析,归纳总结发学生的创造性思维活动有利于提高认知能力和实验能力,但由于学生的探究能力尚不够成熟,引导培养学生探究能力是本节课的值电阻(5Ω、10Ω)、滑动变阻器、电压表和电流表。
学生活动((一)预习检查、总结疑惑①我们学过的电学部分的物理量有哪些?②他们之间有联系吗?越高,通过它的电流如何变化?当导体的电阻越大,通过它的电学生以举手的形式回答问题,并将自己的想法学生大胆猜想。
(二)情景引入、展示目标大,电流也随着增大,但是你知道电流增大了多少吗?U、电阻R之间的关系式(三)合作探究、精讲点播一、设计实验让学生阐述自己进行实验的初步构想。
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3 欧姆定律教学设计(一)整体设计教学分析本节涉及两个问题,一个是欧姆定律,一个是导体的伏安特性曲线。
关于欧姆定律,先用演示实验探究导体中电流与电压的关系,通过UI图象处理的方法得到电流与电压的正比关系,由斜率反映了导体对电流的阻碍作用,从而定义电阻。
在此基础上,通过对因果关系、适用条件的分析等,得到欧姆定律的公式及表达。
这样,在实验电路、数据处理、研究思路方面,都较初中有了很大提高,也更加科学。
对导体伏安特性曲线的研究,以及对线性元件和非线性元件的认识和了解,使学生对欧姆定律的认识更加深化。
教学目标1.经历探究导体电压和电流关系的过程,体会用UI图象来处理、分析实验数据、总结实验规律的方法;2.进一步体会用比值定义物理量的方法,理解电阻的定义,明确导体的电阻是由导体本身的特性所决定的,掌握电阻的单位;3.理解欧姆定律,知道欧姆定律的适用范围,并能用来解决有关部分电路的问题;4.知道伏安特性曲线,知道线性元件和非线性元件;通过测绘小灯泡伏安特性曲线的实验,初步掌握利用分压电路改变电压的基本技能,学会一般元件伏安特性曲线的测绘方法。
教学重点难点欧姆定律的内容、表达式、适用条件,以及利用欧姆定律分析、解决实际问题是本节的教学重点。
对于导体的伏安特性曲线及其物理意义的掌握是本节的难点,应结合数学知识进行,并尽可能地多举实例以加强对知识的深化。
实验测绘小灯泡的伏安特性曲线,电路的选择及实物连接既是重点又是一大难点,教师除了要使学生掌握原理和方法,还要给予学生必要的帮助。
教学方法与手段以演示实验为探究突破口,引导学生对得到的数据根据图象进行有效分析,从而引出电阻的定义以及欧姆定律,借用图象研究方法介绍导体的伏安特性曲线,讨论得出曲线斜率的意义,在此基础上介绍线性元件和非线性元件,并借此总结欧姆定律的适用范围。
当然,为了巩固学生对欧姆定律的掌握,课堂上精选练习是很有必要的。
最后根据学生掌握情况,时间允许的话,紧密结合演示实验,学生自己动手完成描绘小灯泡伏安特性曲线的实验。
课前准备教学媒体学生电源,电压表,电流表,滑动变阻器,电键,电阻不同的导体A、B,小灯泡,导线若干,多媒体设备。
知识准备复习电源的重要参数,电动势概念,回顾产生恒定电流的条件。
教学过程导入新课[事件1]教学任务:回顾相关知识,提出问题,引出需要解决的问题。
师生活动:回顾电源、电流的知识,提问学生电流的实质,恒定电流产生的条件,学生回答说明。
引入新课:提出新问题,在已经产生恒定电流的情况下,思考导体中的电流大小与哪些因素有关,特别是跟导体两端的电压有什么关系,本节课就来研究这个问题。
推进新课[事件2]教学任务:利用演示实验获取导体电流和电压的数据。
师生活动:提出问题,学生思考并讨论如何研究导体的电流和电压的关系,在教师的指导下,设计确定实验电路并画出电路图。
因为学生此阶段的电路知识还比较欠缺,所以这个过程教师起主导作用,给学生介绍并解释实验电路图,鉴于本探究实验使用的电阻较小,所以在这里使用电流表外接法。
为了使实验获得更多数据,更加准确地反应规律,本实验滑动变阻器采用分压方式的接法。
因为这一节内容是在学习“伏安法测电阻”之前,所以电流表外接法和滑动变阻器的分压式电路建议作简单介绍,原理分析放在后续课程解决,这里主要让学生知道如何调节导体的电压,如何测量通过导体的电流和导体两端的电压,并知道在接通电路之前,滑动变阻器的滑动触点应放在何处。
【演示】教师按照电路图连接实验电路,并请学生观察连接过程,要求学生关注正负接线柱是否正确连接,初步了解分压电路的连接方法和注意事项。
连接好电路以后,选出学生代表进行操作,闭合S后,移动滑动变阻器触头,观察电表的变化,记下触头在不同位置时电压表和电流表读数,学生设计表格,并将测量得到的多组数据记录在表格中,换另一名学生,用另一导体B,重复以上实验。
行操作之外还要及时对学生的正确操作给予鼓励和表扬,以此增加他们对设计和操控电路的信心,为后续的电路学习打下基础。
[事件3]教学任务:分析实验数据,确定导体中电流跟导体两端电压的关系。
师生活动:实验得到多组导体中的电流和导体两端的电压数据后,教师引导学生寻找数据中的规律,并提出新问题,如何分析数据更直观?教师在这里可以让学生分组讨论确定分析方法,也可以通过帮助学生回忆高一学习的位移—时间关系以及匀变速直线运动速度—时间关系时所采用的研究方法,引导学生确定图象研究法。
建立UI坐标系,利用描点作图法,作出图象,这里可请一位同学上黑板作,其他同学在练习本上作,并鼓励学生作比较和评价,作出图象如下:问题引导:分析图象,总结可以得到的信息。
结论:同一导体,U -I 图象是过原点的直线,电压跟电流的比值是一个常数,即为直线的斜率,可以写为:R =UI。
[事件4]教学任务:定义电阻,掌握电阻的物理意义和单位。
师生活动:教师提醒学生观察图象,对斜率R 的意义提出猜想。
提出问题,同样电压下斜率R 大的导体,电流如何?学生阐述自己对R 含义的理解,教师加以提示,当电压U 、电流I 发生变化时,他们的比值UI 是一定的,对不同的导体,这个比值的数值一般是不同的,总结出R的意义:反映了导体对电流的阻碍作用。
引出电阻的定义和意义。
电阻定义:导体两端电压与通过导体电流的比值。
公式:R =UI(定义式)单位:欧姆,符号Ω,且1 Ω=1 V/A 。
教师补充提问1 Ω的物理意义,启发学生根据电阻的定义式得出:如果在某段导体的两端加上1 V 的电压,通过导体的电流是1 A ,这段导体的电阻就是1 Ω。
常用单位:Ω、kΩ、MΩ。
换算关系:1 kΩ=103 Ω,1 MΩ=106 Ω。
物理意义:反映导体对电流的阻碍作用。
讨论与归纳:学生根据图象讨论并归纳:R 是否与U 成正比,与I 成反比? 结论:R 与U 、I 无关,只跟导体本身的性质有关。
学情预设:在处理R 和U 、I 的关系时,有些学生初学可能容易产生错误认识,认为R 与U 、I 有正比或反比关系,这里可以类比前面曾经用比值定义法定义过的电场强度和电容,帮助学生正确理解R 的定义式,并且加强对比值定义这种常用物理定义方法的掌握。
同时可以根据学生理解情况,顺便简单介绍测量电阻的常用方法——伏安法。
[事件5]教学任务:掌握欧姆定律的内容和公式。
师生活动:学生在电阻定义式基础上,自然而然推导出I =UR ,教师介绍德国物理学家欧姆和欧姆定律的建立,对学生进行科学精神教育。
欧姆定律内容:导体中电流跟它两端电压成正比,跟它的电阻成反比。
表达式:I =UR。
课堂训练某电阻两端电压为16 V ,在30 s 内通过电阻横截面的电荷量为48 C ,此电阻为多大? 解答:由题意知U =16 V ,t =30 s ,q =48 C , 电阻中的电流I =qt =1.6 A据欧姆定律I =U R 得,R =UI=10 Ω说明:使用欧姆定律计算时,要注意I 、U 、R 的同一性(对同一个研究对象)。
[事件6]教学任务:利用欧姆定律解决实际问题。
典型问题若加在某导体两端的电压变为原来的35时,导体中的电流减小了0.4 A 。
如果所加电压变为原来的2倍,则导体中的电流多大?解析:对欧姆定律理解的角度不同,求解的方法也不相同。
解答一:依题意和欧姆定律得:R =U 0I 0=3U 0/5I 0-0.4 A ,所以I 0=1.0 A又因为R =U 0I 0=2U 0I 2,所以I 2=2I 0=2.0 A 。
解答二:由R =U 2I 2=ΔU 11,即2U 0I 2=2U 0/50.4 A,所以I 2=2.0 A 。
总结与归纳:导体的电阻是导体自身属性,与U 、I 无关,因而R =U I =ΔUΔI ,用此式讨论问题更简单明了。
[事件7]教学任务:导体的伏安特性曲线 师生活动:教师介绍伏安特性曲线,用纵轴表示电流I ,用横轴表示电压U ,画出的I -U 图线叫做导体的伏安特性曲线。
如图所示,是金属导体的伏安特性曲线。
思考与讨论:根据老师对伏安特性曲线的介绍,学生思考并讨论在IU 曲线中,图线的斜率表示的物理意义。
结论:在I -U 图中,图线的斜率表示导体电阻的倒数。
即k =I U =1R 。
图线的斜率越大,电阻越小。
课堂训练两电阻R1、R2的伏安特性曲线如下图所示,由图可知:(1)这两电阻的大小之比R1∶R2______。
A.1∶3B.3∶1C.1∶3 D.3∶1(2)当这两个电阻上分别加上相同电压时,通过的电流之比为______。
A.1∶3 B.3∶1 C.1∶ 3 D.3∶1解析:(1)由欧姆定律I=UR可知,在IU图线中,图线的斜率k=IU=1R,即电阻的大小等于伏安特性曲线斜率的倒数。
R1∶R2=tan30°∶tan60°=1∶3,所以A选项正确。
(2)由欧姆定律I=UR可知,给R1、R2分别加上相同电压时,通过的电流与电阻成反比I1∶I2=R2∶R1=3∶1,故B选项正确。
[事件8]教学任务:线性元件和非线性元件、欧姆定律的适用范围。
师生活动:教师结合金属导体的伏安特性曲线,引出线性元件的概念;接着介绍欧姆定律的适用范围,欧姆定律对金属导体和电解质溶液适用,而对气态导体和半导体元件不适用,由于电流跟电压不成正比,所以伏安特性曲线不是直线,引出这类元件的名称——非线性元件。
线性元件:伏安特性曲线是通过原点的直线的电学元件。
非线性元件:伏安特性曲线是曲线,即电流与电压不成正比的电学元件。
欧姆定律适用范围:线性元件,如金属导体、电解质溶液。
观察与思考:结合“说一说”栏目中晶体二极管的伏安特性曲线,认识二极管的电流和电压的关系,以此帮助学生更好地理解“非线性元件”。
【说一说】如图是某晶体二极管的伏安特性曲线,请你根据这条曲线说出通过二极管的电流与二极管两端电压的关系。
某晶体二极管的伏安特性曲线[事件9]教学任务:实验测绘小灯泡的伏安特性曲线。
师生活动:新课改形式下,要求提高每堂课的课堂教学效率,故而将本实验放在本节新授课中进行,为了保证学生有足够的亲自动手实验操作的时间,故而在前面事件2和事件3中对测绘导体电阻、电压和电流的实验电路,具体操作和数据处理作了比较详细的探究,在这里重在使学生学以致用,并通过本实验训练学生实际操作能力并加强学生对本实验各环节注意事项的掌握。
教师启发学生结合前面事件2的探究方法,根据自己合理的分析和判断,画出描绘小灯泡伏安特性曲线的实验电路。
电路的选择:(1)灯泡电阻较小,应选择电流表外接法;(2)为保证实验作图的需要,应尽可能多测几组数据,即要求小灯泡的电压变化范围较大(从零开始逐渐增大到接近额定电压),因此滑动变阻器应采用分压方式的接法。
实验电路图如图所示:实验电路的连接:(1)先连好电源、电键、滑动变阻器所组成的串联电路(滑动变阻器接下面两个接线柱);(2)将小灯泡、电流表串联好,再接到滑动变阻器的两个接线柱上(一上一下);(3)最后将伏特表并接在小灯泡的两端;(4)注意滑动变阻器的滑动触头在实验初应在使小灯泡短路的位置上;(5)注意电流表、电压表的量程和正负接线柱的正确连接。