欧姆定律（共12篇）
欧姆定律 篇1
(“欧姆定律”选自人教版义务教育课程标准实验教科书《物理》八年级下册第七章。)
一、单元主题
“欧姆定律”这一章属于“物理课程标准”中科学内容的第3个主题“能量”, 是该主题下的第4个二级主题“电磁能”中的一部分内容。
“课程标准”要求:
通过探究, 找出电流、电压和电阻的关系;体会“控制变量”的研究方法, 研究物理规律的思路, 学习用图像研究物理问题。
理解欧姆定律, 并能进行简单的计算。
会用伏安法测电阻。知道用电流表和电压表测电阻的原理;会同时使用电流表和电压表测量导体的电阻。
了解家庭电路和安全用电知识;有安全用电的意识。
本章教材编写体例体现了人教版物理教材的特点。注重科学探究, 在探究的基础上归纳总结出欧姆定律。以学生为中心, 在章首设有章首图、章首语, 激发学生学习这一章内容的兴趣;阅读指导, 为学生课前预习、课堂学习和课后复习提供指导。呈现方式多样, 设有“想想议议”“想想做做”“STS”和“我还想知道”等栏目。注重联系实际, 将欧姆定律应用到家庭电路, 提高学生安全用电的意识。
二、单元知识结构
欧姆定律独立成章, 是初中电学知识的基础和重点, 处于电学的核心位置。是在学习了电压、电流、电阻的基础上进行的, 通过本章的学习将为进一步学习电能、电功率、电磁转换奠定基础, 同也为进入高中学习闭合电路欧姆定律、电磁感应定律、交变电流等内容作铺垫。
本章四节内容可以分为两部分, 探究获得欧姆定律和欧姆定律的理解应用。
第一节:探究电阻上的电流跟两端电压的关系是本章的核心内容, 在探究中注意电流表、电压表、滑动变阻器的使用, 体会研究物理问题的两种重要方法:控制变量法和图像法。控制变量法为研究压强、浮力等做铺垫, 图像法为探究重力与质量的关系等做铺垫。
第二、三、四节属于欧姆定律的应用, 是本章的重点内容。
欧姆定律及其应用。在第一节探究的基础上分析数据, 归纳、总结得出欧姆定律, 并强调欧姆定律的适用条件———同一时刻、同一段导体、纯电阻电路, 应用欧姆定律解决一个实际问题 (例题) , 并以警示符号的形式提醒学生在应用公式时统一单位。应用欧姆定律探究电阻的串联和并联, 体会等效替换的思想。
测量小灯泡的电阻。介绍电学中一种测量电阻的基本方法———伏安法测电阻。重点是设计实验、记录分析数据。关于小灯泡额定电压的问题, 教材以“正常工作电压”出现, 需要学生知道小灯泡两端电压高于灯口所标“正常工作电压”, 会减少小灯泡的使用寿命甚至烧坏。这一点也为下一章电功率中的“测量小灯泡的电功率”相关问题做了铺垫。
欧姆定律和安全用电。是欧姆定律的延续, 这一节从电压的高低、电阻的大小对用电安全性的影响入手。根据欧姆定律, 当电压一定时, 电阻越小, 电流越大, 这是短路造成危害的原因;当电阻一定时, 电压越大, 电流越大, 这是高压危险的原因。通过学习, 让学生增强安全用电和自我保护的意识。
三、教学方式与教学策略
欧姆定律是初中电学知识的基础和重点, 处于电学的核心地位。在中考中本章重点是考查运用欧姆定律进行电流、电压、电阻的有关计算, 运用伏安法测电阻。考查主要以填空、选择题型呈现, 或与电功率有关计算相结合呈现在探究、计算题中。欧姆定律一章在黑河市近几年中考中占12～14分, 对于一张100分的试卷来说, 初中学段物理教材17章, 欧姆定律一章占12～14分, 所占比例较大。所以, 本章的教学是很重要的。
本章教学内容以欧姆定律为线索, 从欧姆定律的探究开始, 到欧姆定律在实际中的应用结束, 教材始终站在培养学生科学素养的角度安排教学内容。
实验探究内容教学策略:
“欧姆定律”包括一个探究、一个实验。探究电阻上的电流跟电压的关系, 用电流表和电压表测量小灯泡的电阻。
探究电阻上的电流跟电压的关系综合性较强。在知识方面, 要求学生掌握电流与电压、电阻的关系;在技能上, 要求学生会使用电流表、电压表、滑动变阻器, 会用滑动变阻器调节部分电路两端的电压;在方法上, 要求学生会用控制变量法、图像法等研究问题。这个探究活动既是实现体验性目标的需要, 也是得出电流、电压、电阻关系, 进而得出欧姆定律的基础, 还是学生学习科学研究方法、培养科学态度、提高实践能力和创造能力的载体。因此对于探究过程中设计实验、数据观察和记录、数据分析这几个难点, 根据学生的实际情况给以必要的引导。实验后, 通过认真的评估和交流, 让学生在反思和交流中加深对实验的认识, 提高学生的综合能力。
用电流表和电压表测电阻 (伏安法测电阻) 是电学中一种基本的测量电阻的方法。实验中要求学生“多测几组数据”“比较计算出的结果”, 从而“能看出其中的规律”。使学生学会伏安法测电阻 (用电流表和电压表测电阻) 的方法, 加深学生对欧姆定律的理解。这部分内容对学生的能力要求较高, 要求学生自己设计实验电路、自选仪器、设计实验步骤、分析实验数据、发现规律等。
在探究前结合教材中的“想想议议”提出如下思考问题:1.滑动变阻器的作用是什么?2.闭合开关前, 滑动变阻器的滑片应该处于什么位置?3.实验过程中, 滑动变阻器的滑片应该向哪个方向滑动?4.测量过程中, 小灯泡两端的电压应该由高到低还是由低到高?5.加在小灯泡两端的电压最大不能超过多少?
对于学有余力的学生, 还可以对测量电阻的方法进行拓展, 如用等效的方法进行测量, 用欧姆表或万用电表进行测量;伏安法测电阻进行拓展, 如电流表的内接法和外接法;在只有电流表或只有电压表的情况下如何测量等。为高中阶段学习做铺垫。
四、欧姆定律及其应用教学策略
对于欧姆定律的理解, 要让学生理解定律中的电流、电压、电阻是针对“同一电路”和“同一时刻”而言的。欧姆定律的适用条件是纯电阻电路。利用欧姆定律的数学表达式进行简单计算时, 强调物理量单位的统一, 注意培养学生良好的分析电学问题、规范解题的习惯。
运用欧姆定律探究串、并联电路中电阻的关系, 运用实验的方法和推理的方法, 学生不仅在定性的层面上理解串、并联电路中电阻的关系, 而且可以在定量的层面上理解串、并联电路中电阻的关系。因为串、并联电路中电阻的特点, 是分析有关电学问题和进行电学计算的基础。
关于电阻的串联与并联, 教材只进行定性研究, 将两个电阻的串联类比为导线长度的增加, 所以会使总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大;两个电阻的并联类比为导线的横截面积的增加, 因此对电流的阻碍作用反而会减小, 所以会使总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小。
教学时可以对电阻的串联和并联进行定量研究。在定量研究时, 运用欧姆定律和串、并联电路电流电压的特点计算出两个电阻串联R=R1+R2, 两个电阻并联1/R=1/R1+1/R2。进一步推导出n个电阻串联的等效电阻R=R1+R2+……+Rn, n个电阻并联的等效电1/R=1/R1+1/R2……+1/Rn, n个相同电阻R串联R总=nR, n个相同电阻R并联R总=R/n。
进一步拓展:两个电阻串联I1∶I2=1∶1, U1∶U2=R1∶R2, 两个电阻并联U1∶U2=1∶1, I1∶I2=R2∶R1。这种关系在进行计算时经常用到, 学生熟练掌握这种比例关系能够提高解题速度, 也为后面学习电功率做铺垫。
欧姆定律 篇2
【学习目标】
1.理解欧姆定律，能运用欧姆定律进行简单的计算。
2.能根据欧姆定律以及电路的特点，得出串、并联电路中电阻的关系。3.学会解答电学计算题的一般方法。
【重点难点】
重点：掌握欧姆定律，会用欧姆定律分析电路问题，进行电路计算。难点：推导串联和并联电路中总电阻与各分电阻的关系。
【导学指导】
一、知识链接
导体中的电流与导体两端的电压和导体的电阻之间有什么关系？
二、探究新知
（一）阅读教材P26页，思考下列问题： 1.欧姆定律的内容是什么？
2.欧姆定律的表达式怎样？各个物理量的单位是什么？
点拔：利用欧姆定律解决问题要注意以下几点：
（1）欧姆定律中的 I、U、R 都是指同一导体或同一段电路上对应的物理量。同时欧姆U定律中三个物理量具有同时性。（2）由欧姆定律的变形公式为U = IR、R =。（3）
I欧姆定律中各物理量的单位必须统一。
（二）串联电路中的电阻关系
按教材图7.2-2进行实验，观察实验现象，思考这说明什么问题？ 实验现象说明：串联的两个电阻，总电阻比一个电阻
。拓展延伸：从理论上进一步探究串联电阻的总电阻和各分电阻之间的关系。
如图两个串联导体的电阻值分别为Rl和R2 , 设串联电路的总电阻为R，Rl和R2两端的电压分别为U1和U2，串联部分两端的电压为U ,通过Rl和R2的电流分别为I1和I2，根据欧姆定律推导R和R1、R2之间的关系。
对于多个电阻（R1、R2、R3 „ „ Rn）串联，同样可以得到:R=
即串联电阻的总电阻等于。
（三）并联电路中的电阻关系
把两个同样阻值的电阻并联起来，接到教材图7.2-3实验中，我们再观察实验现象，又能得到什么结论？
实验现象说明：并联电路的总电阻的阻值比＿＿＿＿＿＿＿
都小。
拓展延伸：从理论上进一步探究并联电阻的总电阻和各分电阻之间的关系。
设各支路的电阻分别为R1和R2，并联电路的总电阻为R.通过R1和R2的电流分别为I1和I2，并联电路的总电流为I。根据欧姆定律推导R和R1、R2之间的关系。对于多个电阻（R1、R2、R3 „ „Rn）并联，同理可以得到： =
即并联电阻的总电阻的倒数等于
之和。R
【课堂练习】
1、完成课本P29页的1、2、3、4、5、6题。2.欧姆定律是＿＿＿＿＿
国物理学家＿＿＿＿＿
在19世纪初期经过大量实验得出的，它的内容是导体中的电流，跟导体＿＿＿＿＿＿＿＿＿
成正比，跟导体的＿＿＿＿＿ 成反比。该定律用公式表示为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。人体安全电压不高于36V，当通过人体的电流接近30 mA时就会有生命危险。据此可以推断，人体是（填“导体”或“绝缘体”），人体电阻约 Ω。
3、对欧姆定律公式I=U/R的理解，下面哪一句话是错误的：()A．对某一段导体来说，导体中的电流跟它两端的电压成正比； B．在相同电压的条件下，不同导体中的电流跟电阻成反比； C．导体中的电流既与导体两端的电压有关也与导体电阻有关；
D．因为电阻是导体本身的属性，所以导体中的电流只与导体两端电压有关，与电阻无关。
4、如果某人的身体电阻约在3000Ω到4000Ω之间，为了安全，要求通过人体的电流不能大于 5mA，那么此人身体接触的电压不能大于：（）
A．5V B.15V C．30V D．36V
5、甲、乙两导体通过相同的电流，甲所需的电压比乙所需的电压大，则它们的阻值大小关系是：()A．R甲>R乙； B．R甲=R乙； C．R甲 6、有一电阻两端加上 6 V电压时，通过的电流为 0．5A，可知它的电阻为 Ω，若给它加上 18 V电压，导线中电流为 A，此时导线电阻为 Ω，若导线两端电压为零，导线中电流为 A，导线电阻为 Ω。 7、要想使1000Ω的定值电阻通过8mA的电流，那么应给它加________V的电压；如果该定值电阻所允许通过的最大电流是25 mA，那么它两端所能加的最大电压是_________V。 8、一个定值电阻接在某段电路中，当电压为1.5V时，通过的电流为0.15A，当电压增大为原来的2倍时，则下列说法正确的是（） A．电流为原来的2倍 B．电阻为原来的2倍 C．电流为原来的1/2 D．电阻为原来的1/2 9、将2Ω和4Ω的电阻串联后接人电路，已知2Ω电阻通过的电流是0.5A，则4Ω电阻上的电压和电流分别为：()A．1 V、0.5 A； B．2 V、0.5 A； C．2 V、1 A； D．0.5 V、1 A。10．一个20Ω的电阻，接在由4节干电池串联的电源上，要测这个电阻中的电流和两端的电压，电流表，电压表选的量程应为()A．0～0.6A，0～3V B．0～0.6A，0～15V C．0～3A，0～3V D．0～3A，0～15V 11．如图所示电路，当图中的开关S闭合时，电流表的示数为1.2A，电阻R的阻值是2.6欧，电压表有“+”、“3V”、“15V”三个接线柱，问电压表应使用的是哪两个接线柱? 12、如图所示的电路中，A、B两端的电压是6V，灯L1的电阻是8Ω，通过的电流是0.2 A，求： (1)通过灯L2的电流；(2)灯L1两端的电压；(3)灯L2两端的电压和灯L2的电阻。 13.小灯泡电阻为20欧姆，在正常工作时它两端的电压是12伏特，现有的电源电压是16伏特，要把这盏灯接在这个电源上，需怎样接入一个阻值多大的电阻？将电路设计出来，并画出电路图。 【要点归纳】 欧姆定律中的 I、U、R的关系是I=U/R,串联电阻的总电阻等于 。并联电阻的总电阻的倒数等于 之和。 【扩展训练】 1.电阻R1的阻值为10Ω，将它与R2并联后，总电阻为5Ω，若将R1与R2串联，则总阻值为（） A.20Ω B.15Ω C.10Ω D.5Ω 2.有两个电阻，阻值分别为30和10Ω，把它们串联起来，其总电阻是（）A.40Ω B.30Ω C.20Ω D.7.5Ω 3.某段导体两端的电压是4V时，通过导体的电流是1A，如果将该导体两端的电压减少到2V时，通过导体的电流是（）A.0.25A B.0.5A C.2A D.3A 4.把一个3Ω的电阻和一个6Ω的电阻并联在电路中（图7.2-3)，它们的总电阻是多大？如果电源电压为3V，则电路中的电流为多 大？ 5.在图电路中，R1=10Ω，R2=20Ω，闭合开关后，电流表的示数为0.3A。 1.教材的地位和作用 “欧姆定律”是在学生学习了电流、电压、电阻等概念以及使用电压表、电流表、滑动变阻器之后的内容，这样的安排既符合学生由易到难、由简到繁的认知规律，又保持了知识的结构性、系统性。通过学习“欧姆定律”，主要使学生掌握在同一电路中电学三个基本物理量之间的关系，初步掌握运用欧姆定律解决简单电学问题的思路和方法，同时也为下一步学习“电功率”以及“焦耳定律”等其他电学知识与电路分析和计算打下基础，起到了承上启下的作用。 2.教学目标 （1）知识与技能 通过实验探究电流跟电压、电阻的定量关系，分析归纳得到欧姆定律。理解欧姆定律，能运用欧姆定律分析解决简单的电路问题。 （2）过程与方法 运用“控制变量法”探究电流跟电压、电阻的关系，归纳得出欧姆定律。 （3）情感态度与价值观 通过对欧姆定律的认识，体会物理规律的客观性和普遍性，增强对科学和科学探究的兴趣。 3.教学的重难点 重点：理解欧姆定律，能运用欧姆定律分析解决简单的电路问题。 难点：对欧姆定律的理解和应用。 二、说教法 这节课可综合应用目标导学、讲授和讨论等多种形式的教学方法，提高课堂效率，培养学生学习物理的兴趣，激发学生的求知欲望。充分体现以教师为主导，以学生为主体的原则。 三、说学法 在物理教学中，应该对学生进行学法指导，应重视学情，突出自主学习，锻炼实验操作能力。在本节课的教学中，通过阅读例题，让学生在阅读过程中进行分析、推理，培养学生的自学能力与分析推理能力。 四、说教学设计 在教学中公式的推导是建立在学生体验的基础上的，先由学生解题而后再去总结、引导，学生通过自主解决实际问题获得感性认识。教师该讲的还是要讲，该放手的就尽管让学生去完成，即便会有一些问题，也可以让学生去发现问题的源头出在哪里，让学生对问题进行分析和讨论，这样既加深學生对欧姆定律的理 解，同时又能增强学生分析问题与解决问题的能力。 欧姆定律的学习是在学生学习了电流、电压、电阻等概念, 电压表、电流表、滑动变阻器使用等仪器使用方法之后, 既符合学生由易到难, 由简到繁的认识规律, 又保持了知识的结构性、系统性。 欧姆定律是电学重要内容之一, 也是中考重点考查内容, 本节新课的成功与否, 将直接影响在章节复习中考复习中知识的熟练把握和拓展。在探究实验过程中, 让学生观察电流表、电压表的量程选择、滑动变阻器滑片移动等的细节, 本节不要求知道原因, 只是形成一个初步的印象, 对后面内容的学习起到铺垫和促进作用。 二、教学目标 通过学习和实验探究, 让学生自己找出电流与电压、电阻的关系, 培养学生利用科学探究和图象分析的方法, 处理实验数据、研究物理问题, 理解并掌握欧姆定律, 运用该定律进行简单的计算。 三、重点和难点 1.用控制变量的方法, 对电流与电压、电阻关系进行探究。 2.总结与取得欧姆定律的内容和表达式。 3.活动实验方案的设计及评估。 四、教学过程 1.活动一:不同阻值下小灯泡亮度的变化 实验器材:小灯泡一个 (额定电压3.8V) , 阻值不同的电阻三个, 滑动变阻器一个, 干电池3节, 开关一个, 导线若干。 分组汇报:怎样让小灯泡发出不同亮度的光来?你是通过什么样的办法改变了灯泡的亮度?同时提出问题:灯泡的亮度为什么会改变? 提出更有探究价值的问题:电路中的电流与哪些因素有关?与电阻、电压有什么关系? 2.活动二:电流与电压的关系 (1) 问题:如何控制变量? 要研究电流与电压的关系, 要控制电阻不变。用几个电阻?要改变定值电阻的电压, 如何设计电路更合理便于操作?鼓励和要求学生积极参与活动, 热烈讨论, 想出了两种改变电压大小的方法 设计电路1:改变电源电压设计电路2:改变滑动变阻器的连入阻值 讨论:选择一个较好的方案来做实验。 实验电路图 (见图1) 实验时提醒学生注意事项:连接电路时, 开关应处于断开状态。滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处。注意认清和选择电压表和电流表的正负接线柱和量程, 用试触的方法选择合适的量程。闭合开关前检查电路, 确认电路无误后方可进行实验。 (2) 按设计的方案进行实验, 并将实验数据填入设计好的表1。 描点法作图像。 (3) 实验结论:当电阻一定时, 导体中的电流与电压成正比 (4) 交流:滑动变阻器的作用是什么? (改变电阻两端电压大小及保护电路) 3.活动三:探究电流与电阻的关系 (1) 问题:如何控制变量? 要研究电流与电阻的关系, 要控制电压不变。用几个电阻?要控制定值电阻的电压不变, 如何设计电路更合理便于操作?鼓励和要求学生积极参与活动, 热烈讨论, 想出了两种保证电压大小不变的方法 设计电路1:电路中只有一个电阻, 利用电源电压不变; 设计电路2:通过滑动变阻器的阻值改变, 使定值电阻两端电压不变; 讨论:选择一个较好的方案来做实验。 实验电路图 (同图一) 实验时提醒学生注意事项同活动二。 (2) 按设计的方案进行实验, 并将实验数据填入设计好的表2。 描点法作图像。 (3) 实验结论:当电压一定时, 导体中的电流与电阻成反比 (4) 交流:滑动变阻器的作用是什么? (保持电阻两端电压不变及保护电路) 换定值电阻时, 电压表的示数如何变化?如何移动滑动变阻器使它保持不变? 4、欧姆定律的得出 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。 表达式:I=U/R U:导体两端的电压, 单位:V;R:导体的电阻, 单位:Ω;I:导体中的电流, 单位:A。 对于欧姆定律的几点说明: 同时性:导体的电压和电流是同一时刻的。如:有的同学实验中把不同阻值的电阻接入电路后, 移动滑动变阻器来控制变量U不变, 而没有读电流的值直接用上次实验中的电流值, 得不出正确的结论。 同体性:电压和电流是同一段导体的电压和电流。如:有的同学实验开始在操作上出现了错误, 把电压表接在了滑动变阻器的两端, 电阻取值是定值电阻的, 而电压读取的是滑动变阻器的, 测出的不是同一段电路的电阻和电压, 得不出正确的结论。 五、教学反思 本节课以活动为主线, 问题的提出、解决为思路, 利用实验部分学生同时练习使用电流表和电压表测量一段导体两端的电压和电流及熟练使用滑动变阻器。利用设计实验方案巩固了“控制变量法”来研究物理问题的科学方法, 并且经历了完整的探究过程, 对如何探究有了更深的认识。 从设计实验、选择器材、画电路图、得出数据及结论都以学生为主, 体现学生的主体性学习, 同时激发学习的动机。研究电流与电阻关系的实验中, 要求学生注意观察细节, 电压表的示数、变阻器的滑片移动等情况, 此类题目是学生在电学学习过程中的难中之难, 本细节观察为此类题目理论分析打下实验基础和感性认识。 学生在评估和交流时, 实验成功的学生, 找不出自己的实验还有哪些不足。实验失败的学生, 更不明白自己的问题。体现出学生的有关能力不强, 在教学中还要适当的引导学生如何有效的评估, 提高学生发现问题解决问题的能力, 使学生在探究过程中真正的学有所思、学有所得。 摘要：欧姆定律是初中物理教学的重点, 本节的教学设计是否成功影响到学生学习整个电学的兴趣和积极性。本文从教材及学情分析、教学目标、教学重点、教学过程、教学反思等方面入手, 本着以学生活动为主的设计思路, 鼓励学生自己发现并提出问题, 以观察实验现象为契机, 使学生自主学习与合作学习意识进一步增强。 以下是小编为大家搜集提供到的有关欧姆定律教案相关内容。希望对大家有所帮助哈!欢迎阅读参考学习哦，希望对大家有所帮助，更多的相关内容请关注品才网 欧姆定律教案： “欧姆定律”是本章的核心，也是整个电学知识的基础。通过第一节成功的探究活动，在所得结论的基础上不难得出欧姆定律。关键是让学生理解欧姆定律的实际意义，认识欧姆定律及其公式的使用是“有条件”的。对于欧姆定律公式的另外两个变形，并不表示在某种条件下，物理量之间存在正比或反比的关系，它们只是在数量上满足这样的关系而已。 欧姆定律的应用有两个方面，一是利用公式进行定量计算;二是利用欧姆定律对串、并联电路中的电阻规律进行定性分析。教学可以在复习上一节探究结果的基础上直接引入欧姆定律，通过例题，帮助学生理解欧姆定律，同时强调公式中的I、U、R是针对同一导体、同一时刻而言的。利用公式计算，要注意培养学生良好的分析问题、规范解题的习惯。在认识公式后，变形出另外两个变换式，通过师生讨论，强调U=IR并不表示电压与电流成正比;R=UI并不表示电阻与电压成正比，与电流成反比。 电阻的串、并联规律，由于它在电学计算中具有较高的应用率，所以可以根据学生情况，运用实验探究或理论推导等不同的方法帮助学生理解串、并联电阻的关系。可以在实验前组织学生进行猜想，多数学生会“想当然”地认为，在电路中再次接入电阻后，总电阻会变大(电流减小)，最终实验现象与猜想矛盾。这样学生的印象会更深刻，体验到学习的乐趣。实验后可以通过类比导线电阻与长度和横截面积的关系，帮助学生加强认识。串、并联电阻定量关系的实验探究应 以串联为主。另外，还可以利用欧姆定律和串、并联电路中电压及电流规律，进行理论推导。在进行定量分析时，利用实验体会电阻的等效替换，注意帮助学生体会等效的思想。无论应用哪种方法进行研究，都要考虑到学生的实际情况。 “动手动脑学物理”中的习题非常典型，有利于学生加深对欧姆定律的理解，教学时要注意多加利用。 教学重点：理解欧姆定律，能用其进行简单的计算。 教学难点：理解欧姆定律并应用。 教学方法： 1.对于欧姆定律及其计算，主要通过教师点拨，学生自主训练的形式进行。 2.对于串并联电路中的电阻规律采用创设情境，进行实验探究式学习。 课时安排：1课时。 三维目标 一、知识与技能 1.理解欧姆定律，能运用欧姆定律进行简单的计算; 2.能根据欧姆定律以及电路的特点，得出串、并联电路中电阻的关系。 二、过程与方法 1.通过计算，学会解答电学计算题的一般方法，培养学生逻辑思维能力，培养学生解答电学问题的良好习惯; 2.根据实验现象体会等效电阻的含义，了解等效的研 究方法。 三、情感态度与价值观 通过对欧姆生平的介绍，学习科学家献身科学，勇于探索真理的精神，激发学生学习的积极性。 课前准备 多媒体课件、试电笔、阻值相同的两只定值电阻(10 Ω)、学生电源、阻值相同的两只定值电阻(小组间不同，但阻值之和能通过电阻箱调出来)、电流表、小灯泡、开关、导线若干、电阻箱。 教学设计 复习导入 提出问题： 1.在上一节探究“导体上的电流跟两端电压的关系”实验中，应用了哪种研究问题的方法? 2.在研究过程中控制了哪个物理量? 3.利用上节课得出的结论，填充表格，并阐述原因。(利用多媒体展示下列两表) 表一： 电压U/V 1 2 电流I/A 表二： 电阻R/Ω 5 10 电流I/A (学生回顾实验，回答问题。) 总结：探究“导体上的电流跟两端电压的关系”实验中，应用了控制变量法。先控制电阻不变，研究电流与电压的关系，再控制电压不变，研究电流与电阻的关系。根据“电阻一定时，电流与电压成正比”的结论，表一中的2 V是原来电压的2倍，所以电流也是原来的2倍，变为 A;电流 A变成了原来的3倍，所以电压也应该是原来的3倍，应是3 V。根据“电压一定，电流与电阻成反比”的结论，表二中的10 Ω是原来的2倍，所以电流是原来的1/2，变为 A;电流 A变成了原来的1/3，所以电阻应该是原来的3倍，应是15 Ω。 教师活动：要求学生将探究活动的两个结论用一句话概括出来。 (学生思考概括。) 总结：“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。”这就是著名的欧姆定律。 一、欧姆定律 1.展示欧姆定律，学习计算公式 展示材料：利用多媒体课件展示欧姆定律的内容和公式。 提出问题： (1)电流、电压和电阻三个物理量之间，是哪个量随着哪个量变化?为什么? (2)如何理解欧姆定律中的“正比”“反比”? (3)“导体中的电流，跟导体两端的电压成正比”的描述，有没有什么条件?“导体中的电流，跟导体的电阻成反比”呢? (4)公式中的各个符号的意义和单位分别是什么? (学生思考讨论，回答问题。) 总结：电压产生电流，所以电流随着电压变;电阻是导体对电流的阻碍作用，所以电流随着电阻变。所谓电流与电压成正比，是说当电压变为原来的几倍，电流也增大为原来的几倍;所谓电流与电阻成反正比，是说电阻变为原来的几倍，电流就变为原来的几分之一。“导体中的电流，跟导体两端的电压成正比”是建立在导体电阻一定的条件下的;“导体中的电流，跟导体的电阻成反比”是建立在导体两端电压一定的条件下的。公式中的U、R、I分别表示电压、电阻、电流，单位分别是伏 特(V)、欧姆(Ω)、安培(A)。 (教学说明：通过这几个问题，帮助学生明确公式中各个符号的物理意义及其因果关系，理解电流与电压成正比，电流与电阻成反比的真正含义。) 2.使用公式的条件 (1)欧姆定律公式中各物理量具有“同一性”，即I、U、R都是针对同一导体、同一时刻而言的。 (2)在运用欧姆定律公式进行计算时，要选择正确的物理量的单位，只有当电压的单位使用伏特(V)，电阻单位使用欧姆(Ω)时，电流的单位才是安培(A)。 二、欧姆定律的应用 1.典题精析(课件展示题目) 展示材料：出示试电笔，将其插入插座中，使氖管发光，如右图。 提出问题： (1)试电笔为什么会发光?有电流通过人体吗? (2)插座中的电压很高(220 V)，并且有电流通过人体，人为什么没有触电? (学生讨论，思考回答问题。) 学生总结：当试电笔中通过电流时，能够发光，此时人体串 联在电路中，也有电流通过人体，人之所以没有触电，是因为通过人体的电流很小，不足以产生危害。 (拆开试电笔，让学生观察电阻，如右图所示，并用多媒体展示题目。) 例题：试电笔中的电阻为880 kΩ，氖管的电阻和人体的电阻都比这个数值小得多，可以不计。使用时通过人体的电流是多少? 提出问题： (1)这道题目中已知哪些物理量，求哪个物理量? (2)你能根据题意画出电路图，并把已知物理量和所求物理量都标到图中吗? (3)题目中的已知物理量和所求物理量，都是针对同一导体的吗? (4)各物理量的单位满足欧姆定律计算公式的要求吗? (学生思考讨论，画出电路图，回答问题。) 学生总结：本道例题已知电阻的阻值，求电阻上的电流。除此以外，还有一个隐含条件，就是照明电路的电压是220 V。这三个物理量都是针对同一个电阻来说的，满足欧姆定律的要求。但是，电阻的单位需要换算成“Ω”。 教师活动：(由学生叙述，教师板书解题过程。)强调欧姆定律使用时的“同一性”原则。强调解题的规范性，包括公式、单位、代入过程和最终结果。强调解电路计算题时，画出电路图，并将已知条件标在电路图中，有助于解题思路的分析。(本题电路图如右下图所示) 解：R=880 kΩ=880×103 Ω U=220 V I= = =×10-3 A 教师总结： (1)例题得出电流：×10-3 A= mA，这么大小的电流通过人体，是没有伤害的，但却能使氖管发光。 (2)知识与技能方面：欧姆定律公式的使用条件和物理计算题的解题规范性。 (3)学生交流合作方面。 (教学说明：通过例题，帮助学生进一步认识欧姆定律的使用条件，同时，培养良好的解题习惯。) 2.知识拓展：将欧姆定律的计算公式变形得出U=IR，R=UI，利用公式，已知电流、电压、电阻三个物理量中的任意两个，就可以求出另外一个。 提出问题：针对两个变形式，模仿欧姆定律，描述为“导体两端的电压跟电流成正比”和“导体的电阻跟两端电压成正比，跟电流成反比”正确吗?为什么? (学生思考讨论，回答问题。) 学生总结：电压是产生电流的原因，电流随着电压的变化而变化，所以不能说“导体两端的电压跟电流成正比”。电阻是导体自身的性质，受导体的材料、长度、横截面积的影响，与电压和电流的大小无关，只是在数量上等于电压和电流的比值。所以不能说“导体的电阻跟两端电压成正比，跟电流成反比”。 3.即学即练：(课件展示练习) (1)一个200 Ω的定值电阻，接在电压为12 V的电源两端，则通过它的电流为______ mA。若要通过它的电流大小为 A，则需要在电阻两端加上______ V的电压。若电阻两端不加电压，则通过他的电流为 ________ A，它的电阻为________ Ω。 (2)甲、乙两地相距40千米，在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线，已知输电线每千米的电阻为欧。现输电线在某处发生了短路，为确定短路位置，检修员在甲地利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行测量。当电压表的示数为伏时，电流表的示数为安，则短路位置离甲地的距离为() 千米 千米 千米 千米 答案：(1)60 30 0 200(2)B 4.介绍欧姆事迹，对学生进行情感教育 展示材料：欧姆(1787～1854年)1787年3月16日生于德国埃尔兰根城，父亲是锁匠。16岁他进入埃尔兰根大学研究数学、物理和哲学，中途辍学，由于经济困难，直到26岁才完成博士学业。 欧姆从1825年开始研究电流与电源及导线长度的关系。由于缺少资料和仪器，给他的研究工作带来不少困难，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。他用自制的细长金属丝测定出几种金属的导电能力，设计了显示电流大小的仪器，采用铜—铋组成的温差电偶作稳定的电源。他于1826年归纳出了今天所称的欧姆定律，并于次年出版《伽伐尼电路：数学研究》。 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，加上经济极其困难，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。后人为了纪念他，就用他的名字作为电阻的单位。 教师活动：利用上述材料对学生进行情感态度价值观的教育。 三、电阻的串联与并联 方案1(实验探究) 1.相互合作，探究定性关系 展示材料：出示两只阻值相同的定值电阻。 提出问题：将这两只电阻串联入电路，它们的总电阻比它们大还是小?将这两只电阻并联呢? 猜想或假设：学生思考讨论，猜测总电阻与各只电阻的大小关系。(部分同学认为无论串联，还是并联，总电阻都比一只电阻大。) 设计实验：先将一只电阻连入电路，接入电流表或灯泡，再将另一只电阻以不同方式分别连入电路，通过电流表示数或灯泡亮暗程度的变化，来判断电路中电阻大小的变化。注意：并联时，电流表应接在干路中。如果使用电流表，要记录数据。 进行实验：学生以小组为单位，进行实验。小组之间准备的定值电阻不同，以便通过不同阻值的电阻具有相同的规律，从而说明规律的普遍性和客观性。 分析和论证：选取不同阻值的小组，描述实验现象或展示实验数据，分析得出电阻串、并联的定性关系。 (1)串联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大。 (2)并联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小。 2.拓展深化，探究定量关系 提出问题：串联电阻的总电阻的阻值比任何 一个分电阻的阻值都大。但到底有多大呢? 教师活动：引导学生采取应用电阻箱代替两只分电阻，边观察电流表，边调节电阻箱的阻值，直到电流表示数与两只分电阻接入电路中的示数相同。比较电阻箱与分电阻的大小关系。 (学生实验，记录数据，得出结论。) 学生总结：串联电阻的 总电阻等于各电阻之和，表达式为R=R1+R2。 教师总结：电阻箱对电路的作用效果，与两只电阻串联时是相同的，电阻箱就是两个分电阻串联使用的等效电阻，即总电阻。这种研究问题的方法就是等效法。利用等效的方法，可以研究电阻并联时的总电阻与分电阻之间的定量关系：并联电阻的总电阻的倒数，等于各电阻的倒数和，表达式为1R=1R1+1R2。 方案2(类比法) 展示材料：出示两段导体，将其靠紧变长，演示串联;将其靠紧变粗，演示并联，如下图所示。 学生总结：两电阻串联，相当于导体变长了，所以总电阻一定比分电阻大;两电阻并联，相当于导体变粗了，所以总电阻一定比分电阻小。 方案3(理论推导) 展 示材料：出示串、并联电路中的电压和电流规律。 串联：①I=I1=I2 ②U=U1+U2 并联：③I=I1+I2 ④U=U1=U2 将变形公式U=IR带入②式得IR=I1R1+I2R2 再利用①式得R=R1+R2 将公式I=UR代入③式得UR=U1R1+U2R2 再利用④式得1R=1R1+1R2 教师总结：从电阻串、并联的关系式来看，串联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大;并联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小。 即学即练：(课件展示练习) (1)有两个阻值为 6 Ω的电阻，将它们串联后总电阻为______Ω，将它们并联后总电阻为______Ω。 (2)如右图所示，电源电压为10 V，闭合开关S后，电流表、电压表的示数分别为 A和6 V。求： ①通过R1的电流I1是多少? ②马平同学在求R2的电阻值时，解题过程如下： 根据欧姆定律：R2= = =12 Ω 请你指出马平同学在解题过程中存在的错误，并写出正确的解题过程。 答案：(1)12 3 (2)① A ②R2两端的电压不是6 V R2两端的电压U2=U-U1=10 V-6 V=4 V R2= = =8 Ω (1)知识与技能方面： ①欧姆定律、计算公式及其变形公式; ②欧姆定律的使用条件; ③解物理计算题的规范性; ④电阻的串、并联规律。 (2)情感态度价值观方面。 (3)学生交流合作方面。 一、建模的理论基础及过程 1.电功知识 学生在电功知识的学习过程中，已经知道电流做功的过程实质上就是电能不断转化为其它形式的能的过程，同时知道了电流做功的多少即电功的大小，跟下面这三个因素的大小有关：电压U、电流I、时间t，计算公式为W=UIt，并且，对运用这个公式计算出的结果，学生们也能理解成电能转化为其它形式能之和的一个总量。 2.焦耳定律 电流通过导体会产生热量，这个热量的多少，跟电流I、电阻R、时间t有关，计算公式为Q=I2Rt，这就是焦耳定律。由这个定律计算出的数值，物理老师要引导学生把它理解为仅是电流做功转化为内能的一部分，为下面进行欧姆定律成立条件的理论模型构建做好铺垫。 3.引线搭桥之一 老师：当电流通过电扇时，电流在做功过程中会将电能转化为哪些形式的能呢？ 学生：机械能和内能。 老师：此时电功W与内能Q谁大谁小呢？ 学生：电能W大于内能Q，即W>Q。 老师：将上式W>Q中的W和Q，分别用公式W=UIt，Q=I2Rt进行替换，不就成了UIt>I2Rt吗？请同学们注意观察这个不等式它是不是一个最简式？ 学生：不是。 老师：请同学们化简，并研究一下化简后所得的新的不等式会给我们怎样的启示？ 学生：不等式两边同时约去It这个正数值，不等号的方向仍不会改变，即U>IR，这与我们前面学习过的欧姆定律I=不相符合。这就表明前面我们所学的欧姆定律，其成立是有条件限制的，这个限制条件为什么教科书的前前后后都没有说明呢？难道说我们找到了一个教科书上应该有的却不曾有的“新发现”？同学们兴奋不已，教室里的气氛顿时活跃了起来。 老师：同学们，你们的分析是有根有据的，做出欧姆定律成立是有条件的，判断也是正确的。因为我们所依据的物理公式W=UIt、Q=I2Rt，电扇工作时电能转化为机械能和内能的物理事实，以及运用不等式进行变形的数学知识都正确无疑。 老师：接下来我们就自然要追问：什么条件下U=IR呢？这个条件也就是欧姆定律成立的限制条件，请同学们再接再厉。 4.引线搭桥之二 老师：当电流通过哪种或哪类用电器做功时，它们两端的U才会等于流过的电流I与其自身的电阻R的乘积呢？请从电能转化的角度，列举实例进行分析。 学生：电流通过电饭煲、电水壶、电熨斗等用电器做功时，电能会全部转化为内能，即有W=Q。再将此式中的W和Q，分别用公式W=UIt，Q=I2Rt进行替换，得UIt=I2Rt，最后化简得U=IR。 老师：请同学们在你们的笔记本上写出这个理论的推导过程，好吗？ 学生：∵对电饭煲、电水壶、电熨斗有W=Q ∴UIt=I2Rt 则U=IR ∴电能全部转化为内能的用电器，欧姆定I=就一定成立。 二、建模的功效 1.正确理解和区分电功或电热计算公式的多样性 对于电能全部转化为内能的用电器来说，U=IR，W=UIt都成立，因此，在计算电功W=UIt公式的四个量中，除时间t这一个物理量外，其它的三个物理量电压U、电流I、电阻R，任一个量可由公式U=IR用另外两个量求出，所以，可推出W=UIt=I2Rt=t三个计算公式，同理可得Q=UIt=I2Rt=t。而对于电扇、电动机等这类用电器，由于U>IR，计算电功只能用W=UIt，计算电热只能用Q=I2Rt了。 2.减轻学生在学习过程中理解和记忆知识所造成的心理负担，增强学生学习物理知识的理论水平和理解能力 比起借用“纯电阻”这个初中学生根本模糊不清的物理概念来理解和区分电功和电热计算公式的多样性来说，学生少吃了一知半解的亏，并且能在老师的引导下，从自己所理解的电功和电热的计算公式中，经历发现两者的区别和联系的数理推导过程，于自然的融合中，增强了学生的理论水平，深化了学生理解知识的能力。 3.为初中教师钻研教材、用好教材提供了一种方向 目前，初中物理新课程改革不断出新，但多半是实验素材、实验方法、情景模式的革新，在严密理论知识中探寻改革之路的不多。本文的理论探寻摈弃了用“纯电阻”本位的概念性教法，从学生熟知的电能量转化中，演绎出电功与电热的区别和联系，提出欧姆定律成立是有条件的物理问题，会为学生高中电感等知识的学习提供认知上的心理基础。 一、明确欧姆定律实验目的并设计实验 1. 实验目的:探究影响电流大小的因素 (通过导体的电流与其两端电压和电阻的关系) 2. 实验方法:控制变量法 (1) 保持电阻不变, 改变电压, 探究电流与电压的关系。 (2) 保持电压不变, 改变电阻, 探究电流与电阻的关系。 二、进行实验 1. 电路图 2. 器材:电源、阻值不同的定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线若干。 3. 实验过程: 实验一:探究电流和电压的关系。 按照电路图连接好实物, 闭合开关, 调节滑动变阻器的滑片, 使定值电阻R两端电压改变, 将对应电流表和电压表的示数填入表格, 并根据数据绘制I-U图像。 R=10Ω 实验二:探究电流和电阻的关系 照电路图连接好实物, 分别将阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻接入电路中, 闭合开关, 调节滑动变阻器的滑片, 使定值电阻R两端电压保持不变, 记下对应的电流表数据填入表格, 并根据数据绘制I-R图像。 U=2V 三、实验结论 1. 电阻R一定时, 通过电阻R的电流跟电阻R两端的电压成正比。 2. 电阻R两端电压一定时, 通过电阻R的电流跟电阻R的阻值成反比。 四、实验重难点 1. 电路连接完成后, 检查电路无误, 此时开关应断开, 滑动变阻器的滑片应置于最大阻值处。若条件允许, 电流表和电压表尽可能选择小量程进行实验, 以提高实验精确程度。 2. 滑动变阻器在两个实验中的作用异同点。 相同点: (1) 保护电路; (2) 得到多组实验数据从而更好的寻找普遍规律。 不同点:在探究电流和电压关系的实验中, 通过调节滑动变阻器, 多次改变通过电阻R的电流和其两端的电压, 得到多组数据, 归纳总结出两者之间的普遍规律。在探究电流和电阻关系的实验中, 当接入不同阻值的电阻时, 电阻两端的电压会改变, 而该实验是要保持电阻R两端电压不变, 以探究电流和电阻的特点, 调节滑动变阻器的目的则变为使电阻R两端电压不变。 3. 实验中应注意, 动手调节滑动变阻器时, 双眼应该观察电压表示数。实验一当中最好使电压表示数成倍数增减, 这一能更好的找出通过电阻的电流与电阻两端电压之间的规律。 4. 实验中所得数据并不一定如示例数据以及欧姆定律公式求出来的那么标准, 实验过程中不必刻意编造数据而应保持实验的真实性, 特别是在当电阻一定时, 探究电流和电压关系的实验时, 电阻通电过程中的阻值会随温度变化, 对实验数据是有较明显影响的, 图像也会有一定变化。 5. 对于滑动变阻器的选择应该注意两点: 一是根据滑动变阻器的铭牌, 注意滑动变阻器可允许通过的最大电流;二是针对实验探究电流和电阻的关系, 滑动变阻器要起到分电压的作用, 当电阻R阻值较大时, 滑动变阻器最大阻值如果不够, 会导致电压表不能达到预期的电压。 6. 闭合开关后, 若电路不能正常工作, 根据电路表现出的不同情况, 可以从以下几方面进行故障分析: 情况一:灯不亮, 移动滑动变阻器的滑片, 电流表和电压表都没有示数。 故障分析:电路中电压表以外的地方出现开路。 情况二:灯亮, 移动滑动变阻器的滑片, 电流表示数和灯泡亮度都改变, 电压表无示数。 故障分析:电压表位置出现开路。 情况三:灯不亮, 移动滑动变阻器的滑片, 电流表都没有示数, 电压表示数大小不变等于电源电压。 故障分析:小灯泡位置出现开路。 情况四:灯亮, 电流表和电压表均有示数, 但移动滑动变阻器的滑片, 灯的亮度、电流表和电压表的示数都没有变化。 故障分析:滑动变阻器连接时, 接线柱没有“一上一下”, 可能接为同上或同下, 达不到改变电阻的效果。 情况五:灯亮, 移动滑动变阻器的滑片, 灯泡亮度和电流表示数均改变, 电压表有示数但大小不变。 故障分析:电压表测滑动变阻器和灯泡的总电压, 即电源电压。 五、练习 1. 小明用额定电压为2.5V的小灯泡探究电路中电流和电压的关系 (1) 在电路图的〇中填入小灯泡、电压表和电流表的元件符号。 (2) 连接电路的过程中开关应____, 滑动变阻器的滑片移至___, 目的是____。 (3) 根据表格中的实验数据, 你可以得出的结论是:___。 (4) 根据表中数据, 你发现小灯泡的电阻是___ (选填“变化的”或“不变的”) , 思考一下原因可能是____。 2. 小张同学在探究通过定值电阻R的电流与其两端电压关系时, 连接实验电路如图所示。 (1) 图甲中有一处连接错误, 请在错误导线上画×并改正。 (2) 将电路图连接正确后, 闭合开关, 电流表示数如图所示为____, 为了提高精确度, 你认为该电路还应改进的地方是___。 (3) 改进后, 小张同学通过实验, 得出如下数据, 请你补全该表格, 根据表格中的数据得出, 通过定值电阻的电流和其两端的电压成____ (选填“正比”或“反比”) , 定值电阻大小为____。实验中我们应该多次实验的目的是 () A.多次实验寻找普遍规律, B.减小实验误差。 (4) 小张同学还想利用该电路探究通过导体的电流和导体电阻的关系, 于是又找来了阻值为10Ω、15Ω、20Ω的三个定值电阻进行实验, 接下来他将阻值为10Ω电阻换成15Ω电阻后, 闭合开关, 调节滑动变阻器, 使滑动变阻器阻值____ (选填“变大”、“变小”或“不变”) , 从而使___示数保持不变。当把阻值为20Ω的电阻接入电路中时, 小张同学发现无论怎么调节都无法使电压表示数达到预期电压, 请你分析可能原因是___。 (5) 在进行实验的过程中, 小灯泡突然不亮, 电流表无示数, 电压表示数接近3V, 你认为电流可能出现了什么问题____。 六、参考答案: 1. (1) (小灯泡和电压表位置可互换) (2) 断开最大阻值处 (最右端) 保护电路 (3) 通过小灯泡的电流大小与电压有关。 (4) 变化的小灯泡接入电路时间后, 温度升高, 而小灯泡的电阻会随温度的变化而变化。 2. (1) (其他方式将滑动变阻改为一上一下接入均可) (2) 0.2A应将电流表接在0~0.6A的量程 (3) 0.4正比5ΩA (4) 变大电压表滑动变阻器的最大阻值太小 课堂小结 1.欧姆定律的内容:一段导体中的电流, 跟这段导体两端的电压成正比, 跟这段导体的电阻成反比。 2.公式:I=U/R 3.单位:U:V, R:Ω, I:A 4.欧姆定律的三点性 师:请看电路图, 然后将各物理量按一定的规律分成两组。 由学生回答, 教师点拨, 小组交流, 得出结论。 a:R1、U1、I1 (板书) b:R2、U2、I2 (板书) 师:如果我们把R1、R2串联后的总电阻看为R, 那么是否还能再找出一组c呢? 让学生分组讨论后, 容易得出 (抽生板书) : 师:若将R1、U2、I或者R2、U1、I1或者R、U1、I2分到同一组可以吗? 通过学生讨论、交流、发言后, 教师因势利导, 巧设比喻, 点明思路, 激活思维, 归纳总结:显然是不行的。这就好比在《四世同堂》里, 爷爷、奶奶为a组;爸爸、妈妈为b组;儿子、女儿为c组;孙子、孙女为d组。若张冠李戴, 势必乱了辈分, 不成体统 (学生大笑) 。所以说, 在欧姆定律I=U/R中所涉及的电流、电压和电阻这三个物理量必须是同一段导体或同一段电路中的各个量, 决不能把这一段导体和另一段导体或这段电路和另一段电路中的有关物理量混淆起来;或者把干路中的有关量和支路中的有关量混为一谈。这就是欧姆定律的“同一性”。 (板书) 在上述基础上进一步升华, 将课堂教学推向高潮。即:由“同一性”向“同时性”过渡。 师:在上图所示的电路中, 当滑片p由a点移到b点时, R2是否变化?电路中的电流是否变化?R1和R2两端的电压是否变化?若此时通过R1、R2中的电流分别为I1′、I2′;R1、R2两端的电压分别为U1′、U2′;那么I1′=U1/R1;I2′=U2/R2吗? 整个课堂短暂的寂静后, 出现了窃窃私语, 随后又众说纷纭, 莫衷一是。 在教师的启发和诱导下, 循序渐进, 经过学生的讨论, 最后得出的答案都是否定的。 师:以上事例充分说明欧姆定律中的三个物理量具有“同时性” (板书) , 即指同一时刻某一研究对象的U、I、R这三个物理量的对应关系, 不可将前后过程中的三个量随意混用。 最后, 教师开门见山直接指出:欧姆定律还具有“统一性” (板书) 。所谓“统一性”是U、I、R的单位要统一, 均使用国际单位制的主单位, 即U用伏 (V) , I用安 (A) , R用欧 (Ω) 。 巩固练习 师:请同学们完成屏幕上的习题。 如上图所示:若电源电压为6V, R1的阻值为10Ω, 滑动变阻器的最大阻值为0.02KΩ。问: (1) 当滑片P在a端时, 电路中的电流是多少?R1、R2两端的电压各是多少? (2) 当滑片P在中点b时, 电路中的电流是多少?R1、R2两端的电压各是多少? 一、利用电压表和电流表测电阻 伏安法测电阻是电阻测量的基本方法。它的具体方法是:用电流表测量出通过待测电阻的电流I,用电压表测出待测电阻两端的电压U,则可以根据R=U/I求出待测电阻的阻值。为了使测量误差较小,实验时一般用滑动变阻器来进行多次测量求出平均值以减小实验误差。这种方法有两种基本的电路:其一是电流表外接法(如图1),其二是电流表内接法(如图2)。 二、利用电压表和已知阻值的定值电阻Ro来测量待测电阻的阻值 另外,近来有的省市将单刀双掷开关引入了试题,这时我们可以采用如图5的电路图。当开关掷向1时,电压表测量的是电源电压U;当开关掷向2时,电压表测量的是Rx两端的电压Ux。故有Rx=Ux RU-U0x 三、利用电流表和已知阻值的定值电阻Ro来测量待测电阻的阻值 对于电阻的测量是我们初中电学的重点,也是中考的热点。综上所述,我们可以发现合理利用串并联电路的特点、电源电压不变、单刀双掷开关、滑动变阻器、部分电路短路、欧姆定律,就能设计出合适的实验电路。达到我们测电阻的目的。当然在上述介绍中,都是测定值电阻的阻值,我们可以采用多次测量,取平均值以减小实验误差。但是如果是测小灯泡的电阻,我们就不能去求平均值,因为这时小灯泡的电阻是变化的,它的变化是因为灯丝温度的变化,而不是误差。 明确教学目标是教师组织全电路欧姆定律教学的关键 掌握全电路欧姆定律对于学好《电工基础》这门课程来说至关重要。因为后续章节中多处电路的分析和计算要应用到这一定律。教学是一个教师与学生双向互动的过程, 作为教师, 要组织好全电路欧姆定律教学, 必须先明确教学目标, 做到心中有数, 才能更好地开展教学。 知识目标: (1) 理解电动势、内电阻、外电阻、内电压、外电压、端电压、内压降等物理量的物理意义; (2) 掌握全电路欧姆定律的表达形式, 明确在闭合电路中电动势等于内、外电压之和; (3) 掌握端电压与外电阻、端电压与内电阻之间的变化规律; (4) 掌握全电路欧姆定律的应用。 能力目标: (1) 通过实验教学, 培养学生的观察和分析能力, 使学生学会运用实验探索科学规律的方法; (2) 通过对端电压与外电阻、端电压与内电阻之间的变化规律的讨论, 培养学生的思维能力和推理能力。 理解各物理量的物理意义是学生掌握全电路欧姆定律的基础 全电路欧姆定律的难点在于概念较多, 且各物理量之间的关系复杂。因此, 首先, 应让学生准确理解各物理量的含义。 全电路是指含有电源的闭合电路, 如图1所示。其中, R代表负载 (即用电器, 为简化电路, 只画一个) , r代表电源的内电阻 (存在于电源内部) , E代表电源的电动势。整个闭合电路可分为内、外两部分, 电源外部的叫外电路 (图1中方框以外的部分) , 电源内部的叫内电路。外电路上的电阻叫外电阻, 内电路上的电阻叫内电阻。当开关S闭合时, 电路中就会有电流产生, , 该式表明:在一个闭合电路中, 电流强度与电源的电动势成正比, 与电路中内电阻和外电阻之和成反比, 这个规律称为全电路欧姆定律。 要理解这个定律, 要先理解以下几个物理量的物理意义:第一个是电动势, 它是指在电源内部, 电源力将单位正电荷从电源负极移到正极所做的功。这个概念比较抽象, 涉及知识面较广, 要使学生全面、深刻地理解它是有困难的。考虑到学生的接受能力和满足后续知识的需要, 需向学生讲清两个问题:一是电动势的值可用电压表测出——电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压;二是电动势的物理意义是描述电源把其他形式的能转化为电能的本领, 是由电源本身的性质决定的。第二个是电源的端电压 (简称端电压) , 它是指电源两端的电位差 (在图1中指A、B两点之间的电压, 也等于负载R两端的电压) 。需要注意的是, 端电压与电动势是两个不同的概念, 它们在数值上不一定相等。第三个是内压降, 它是指当电流流过电源内部时, 在内电阻上产生的电压降。全电路欧姆定律也可表示为:“在闭合电路中, 电动势等于内、外电压之和。” 掌握各物理量的变化规律是掌握全电路欧姆定律的重点 全电路欧姆定律的难点在于各物理量之间的变化规律, 也是学生容易产生疑惑的地方。可以利用演示实验来验证各物理量之间的变化规律, 以增加学生的感性认识, 提高学生的逻辑推理能力。 第一, 验证电源内电阻的存在并计算其大小。对于电源的内电阻, 由于存在于电源的内部, 既看不见, 也摸不着, 学生对此存在质疑。为此, 可用图2进行实验, 不但可以证明内电阻的存在, 还可测出内电阻的大小。在图2中, 用1节1号干电池作电源, 电阻R为已知值 (可根据实际情况选定) 。开关闭合前, 记下电压表的读数U1 (此值即为干电池的电动势) , 开关闭合后, 记下电压表的读数U2, 发现U2比U1小 (见表1) , 就是因为电源内部存在内电阻的缘故。 根据公式可算出该电池的内电阻。再用不同型号的干电池 (如5号干电池、7号干电池) 进行重复实验, 发现它们的电动势虽然相等 (为了后面实验的需要, 尽量选用电动势相等的电池, 并保留这些电池) , 但内电阻不一定相同。 第二, 端电压U跟外电阻R的关系。 实验电路如图3所示, 用1节1号干电池作为电源, 移动滑动变阻器的滑动片, 观察电流表和电压表的读数变化, 并将它们的读数记录到表2中。通过观察发现:当滑动片从左向右移动时 (为保证实验设备安全, 滑动片不要移到最右端) , 电流表的读数慢慢变大, 电压表的读数慢慢变小;当滑动片从右向左移动时, 电流表的读数慢慢变小, 电压表的读数慢慢变大。由此得出结论:端电压随外电阻上升而上升, 随外电阻下降而下降。根据表2中的数据可绘成曲线 (如图4所示) , 即电源的端电压特性曲线。从曲线上可以看出:电源端电压随着电流的大小而变化, 当电路接小电阻时, 电流增大, 端电压就下降;当电路接大电阻时电流减少, 端电压就上升。 思考:如果滑动片移到最右端, 电压表、电流表的读数将为多少? 第三, 端电压与内电阻r的关系。 根据公式U=E-Ir分析可知:当电流I不变时, 内阻下降, 端电压就上升;内阻上升, 端电压就下降。实验电路同图3, 只需将电路中的电源用前面已测过内阻值的不同型号的电池代替即可, 观察电流表、电压表的读数, 上述结论即可得到验证。 应用规律, 解决实际问题 首先向学生提出问题:你是否注意到, 电灯在深夜要比晚上七八点钟亮一些?这个现象的原因何在?在回答这个问题之前, 可先通过实验验证这一现象的存在, 如图5所示。图中5个灯泡完全相同, 先将开关全合上, 使灯泡发光, 再逐个断开开关, 发现灯泡逐渐变亮, 原因分析:随着开关的断开, 外电阻增大, 导致干路电流减小, 使得内压降下降, 从而端电压增大, 即灯泡两端的实际电压增大, 故灯泡变亮了。上述问题也得到了解决。 在教学过程中, 如果尽可能地增加一些实验, 通过生活中的实验记录其数据并指导学生得出规律, 提高感性认识, 不但可以提高学生的学习兴趣, 也会提高教学效果。 摘要：通过对全电路欧姆定律公式中涉及的物理量进行逐一阐述, 以及实验对各物理量的变化规律进行验证, 本文明确提出了物理教学的关键、基础、重点以及应用规律, 并以案例说明增加学生的感性认识是提高教学效果的有效手段。 关键词：全电路,欧姆定律,实验教学,感性教学 参考文献 [1]李书堂.电工基础 (第4版) [M].北京:中国劳动社会保障出版社, 2001. [2]毕淑娥.电工与电子技术基础 (第2版) [M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 2004. 【关键词】欧姆定律 同一性 同时性 控制变量 【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）06-0101-02 “欧姆定律”（Ohms law）是关于导体两端电压与导体中电流关系的定律。电学的基本实验定律之一。由德国物理学家欧姆于1827年首先通过实验发现。其表述为：通过导体的电流I与其两端之间的电势差U成正比。“欧姆定律”的数学表达式为I=U/R。“欧姆定律”是初中物理电学部分最重要的一个知识点，能否掌握好该定律是学好电学知识的关键之一，也是学生中考复习的一大障碍，如果“欧姆定律”复习方式没有进一步改进，学生学得枯燥，将对物理中考失去信心。为了扭转这一局面，改变传统的知识重复，从典型例题分析开始，逐渐突破“欧姆定律”复习难点，提高学生学习电学的积极性。 题型一：“欧姆定律”实验探究。 （一）提出问题 1.既然欧姆定律表示的是电路中电流大小的规律，在探究欧姆定律时，我们探究的问题是：____。 （二）猜想与假设 2.根据提出的问题你是怎样结合已有的知识进行猜想的？ （1）因为加在导体两端的电压越高，流过的电流就会越大，所以电流的大小可能与电压有关。 （2）因为导体的电阻越大，流过它的电流就会越小 ，所以电流的大小可能与电阻有关。 （三）设计实验 3.由于电流可能与电压、电阻两个因素都有关系，研究时，我们是先控制电阻不变，改变电压的大小来研究电流与电压的关系；再控制电压不变，改变电阻的大小，来研究电流与电阻的关系。 4.实验中应选用哪些器材？下图中的器材在研究中的作用分别是什么？ 5.连接电路时，我们应注意什么？ （1）为了研究电流与电压的关系，你的做法是____。 （2）为了研究电流与电阻的关系，你的做法是____。 6.实验中你在表格中记录了如下数据： （1）当R=10Ω有： （2）当U=3V有： 7.通过分析实验数据你得出的两条结论是： 结论（ 1 ）： 在电阻一定时，电流与电压成正比 。 结论（ 2 ）： 在电压一定时 ，电流与电阻成反比 。 题型二：“欧姆定律”的同一性和同时性。 （一）同一性 “欧姆定律”中“通过”的电流I、“两端”的电压 U以及“导体”的电阻R都是对同一个导体或同一段电路而言的，因此在运用时，必须是将同一个导体或同一段电路的I、U、 R代入计算，三者要一一对应。 （二）同时性 即使是同一段电路，由于开关的闭合、断开、滑动变阻器滑片的移动，都将引起电路中的电流、电压、电阻的变化，因此必须保证I=U/R中的三个物理量是一个导体或一段电路在同一时刻的三个值，切不可张冠李戴。 1.如下图：已知R1=2Ω， V= 5V ，V1= 4V，求电阻R2的值是多少？ 题型三：变化电路分析。 学生对变化电路产生恐惧感，认为电路里的滑动变阻器改变时，太多物理量发生变化，无从下手，学生根本没有抓住“欧姆定律”的特点进行系统分析。以下例题能教会学生懂得分析变化电路的思路。 1.如下图所示，当滑动变阻器的滑片P由A端滑到B端时，电流表、电压表的示数变化情况分别为： 电流表示数变小，电压表示数变小。 分析： （1）判断该电路是串联还是并联。 （2）知道滑动变阻器滑动时电阻变化情况。 （3）知道电压表、电流表是测哪部分电路电压和电流。 2.下图所示，电源电压不变，R1=10Ω，S闭合前电流表示数为1A， S闭合后电流表示数变化了0.2A，则 R2= 50 Ω。 这种典型例题，给学生知道开关闭合前后电路的变化情况，是什么用电器连入电路，电流表是测哪部分的电流，并根据并联电路电压特点“各支路电压相等，且等于电源总电压”，所以流过电阻R1的电流在S闭合前后保持不变，而变化的电流则为电阻R2的电流。 题型四：伏安法测电阻。 对“欧姆定律”变形公式 R=U/I的灵活运用。 电饭锅煮饭时，流过它的电流为4A，则电饭锅的电阻为多少？ 解完例题后，提出如何用伏安法测电阻： （1）所需要的器材除被测电阻外，还有： 电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、电源。 （2）实验原理是根据： R= 。需要测出的物理量是 电压 U 和电流 I 。 （3）在连接实验电路时，开关应该是 断开 的。 （4）实验时，在开关闭合前，应把滑动变阻器的电阻调到 阻值最大值 的位置。 通过四大典型例题逐一突破欧姆定律的复习难点，为中考复习提高了效率，学生也受益匪浅，对分析多变的电学习题奠定了坚实的基础。 参考文献： [1]朱铁成.中学物理教学案例研究与分析[M].浙江大学出版社.2012，11 作者简介： 一、教材内容衔接出现纰漏 本节例题中说:“我们已经知道, 试电笔内必须有一支很大的电阻, 用来限制通过人体的电流”, 可是, 教材前面的章节并没有提及测电笔, 怎么“知道”呢?教学进行到此处, 学生们的脸上也写满疑惑.为什么是这样?经过认真核对, 笔者发现了事情的原委:我们当前用的是教材是新人教版的第三版, 而在本套教材第二版的上册第五章第六节《家庭电路》中有测电笔知识的介绍.在改版时, 编者将含有测电笔知识的《家庭电路》一节有关内容移至下册第八章作为第六节, 名为《生活用电常识》, 而《欧姆定律及其应用》没有相应的改动, 致使测电笔内容还没有学到, 知识内容无法衔接. 二、插图不科学 在教材中, 还有一幅和上面提到的例题对照的插图:图中画有一个双孔插座, 一人手持测电笔插入火线插孔使氖管发光, 可是, 图中只画有火线一端接插座另一端接在电网上, 而零线一端接插座, 另一端并没有接在电网上, 而是莫名其妙的消失了.这不成了家庭用电的“一线一地制”了吗, 这种用电方式因不安全而被明令禁止了啊!此种错误太不应该. 三、串并联电阻的阻值应该给出定量关系 教材在欧姆定律的应用内容中, 给出了串、并联电阻的阻值与各个分电阻阻值的定性关系:“串联电阻的总阻值比任何一个分电阻都大”, 而“并联总电阻的阻值比任何一个分电阻都小”.在课改前的老教材则通过数学推导给出定量关系: R并=R1+R2 (1) 1/R串 =1/R1 +1/R2 (2) 当然, 新教材这样处理降低了教学内容的难度, 体现了课改的思想, 目的是好的.但是课后《动手动脑学物理》的第四题却必须直接用到 (1) 式, 原题如下:“把50Ω的电阻R1根15Ω的电阻串联起来, 接到电压是6V的电源上, 这个串联电路中的电流是多少”.如果教师在课堂不向学生补充介绍 (1) 式, 学生怎么完成该习题呢?其实, (1) 式定量地体现了串联电路基本规律, 有着广泛的应用, 是学生知识体系中不可或缺的, 还是教材通过某种方式给出为好. 摘要：现行新人教版八年级物理下册第七章第二节《欧姆定律及其应用》的教材在编写上存在缺陷, 其主要有:教材内容衔接出现纰漏;插图不科学;串并联电阻的阻值应该给出定量关系.“欧姆定律”教学案例 篇3
《欧姆定律》教学设计 篇4
欧姆定律教案 篇5
欧姆定律成立条件模型的构建 篇6
《科学探究:欧姆定律》实验专题 篇7
欧姆定律的三点性 篇8
欧姆定律之延伸——电阻的测量 篇9
谈全电路欧姆定律的实验感性教学 篇10
欧姆定律 篇11
欧姆定律 篇12