第四節(jié)歐姆定律

第四節(jié);;;歐姆定律第四節(jié)歐姆定律第一課時●教學目標一、學問目標1.通過試驗探究電流、電壓和電阻之間的關系.2.使學生懂得同時運用電流表和電壓表測量一段導體兩端的電壓和電流.3.會用滑動變阻器變更局部電路兩端的電壓.二、實力目標1.通過試驗探究電流、電壓、電阻的關系.學會用“限制變量”來探究物理問題的科學方法.2.通過在科學探究中經驗與科學家進展科學探究的相像過程，學會科學探究的方法，造就初步的科學探究的實力.三、德育目標1.通過學生的科學探究活動，形成敬重事實、探究真理的科學看法.2.在學習學問與技能的同時，體驗科學探究的樂趣和方法，領悟科學的思想和精神.3.在同學們共同的探究活動中造就同學之間的協(xié)作意識.●教學重點通過試驗探究電流、電壓、電阻之間的關系.●教學難點組織、引導學生在探究過程中謹慎視察、細致分析，并得出真實、科學的結論.●教學方法探究法、試驗法、視察法.●教具打算干電池組、2.5v和6.3v小燈泡〔帶座〕各一只、開關一只、導線假設干、投影儀.學生3人一組：電源〔電池組或學生電源〕5ω，10ω，15ω定值電阻各一個，滑動變阻器、電流表、電壓表各一只，導線假設干.●課時支配1課時●教學過程一、引入新課［師］通過前面的學習，同學們根本了解了電流、電壓、電阻的概念，并學會了電流表和電壓表的運用.今日請同學們先看教師的這組試驗.［演示］小燈泡和電池、開關組成串聯(lián)電路.演示一：一節(jié)干電池和2.5v小燈泡串聯(lián)發(fā)光.演示二：兩節(jié)干電池和2.5v小燈泡串聯(lián)發(fā)光.演示三：兩節(jié)干電池和6.3v的小燈泡串聯(lián)發(fā)光.同學們細致視察三次演示小燈泡的發(fā)光狀況.［師］通過視察試驗，依據上節(jié)課的學習，你能告知大家什么？你還想知道些什么呢？［生］一個燈泡，兩節(jié)電池比一節(jié)電池時亮，說明燈〔電阻〕不變，電壓大時，電流也大.［生］同樣的兩節(jié)電池，2.5v的燈比6.3v的燈亮.電壓不變時，電阻大的電流小，電阻小的電流大.［生］能不能知道電流、電阻、電壓之間數量上的關系呢？二、進展新課［師］依據同學們對電阻、電壓、電流的學習，你可以大膽地推測一下它們之間可能的數量關系是什么？［生］電壓越大，電流越大.［生］電阻越大，電流越小.［生］或許其中的兩個相除或相乘會等于第三個.［生］電壓不變時，電阻大，電流就小.電阻小，電流就大，可能電流乘以電阻能等于電壓.［生］同一個電燈泡，電壓大時，電流就大，也可能電壓除以電流等于電阻.［生］…［師］同學們能有依據地推想、猜測特別好，你已經在科學探究的道路上邁出了正確的一步.接下來，同學們可以選擇面前的儀器設備，想方法檢驗你的猜測是否正確.［探究］電阻上的電流跟電壓的關系.［師］我們要探究電阻上電流跟電壓的關系，必需要經驗哪些過程呢？［生］首先要設計試驗，然后進展試驗和收集證據，再對試驗數據進展分析和論證，得出一般的結論，最終進展評估和溝通.［師］大家還記得電流表和電壓表的運用規(guī)那么嗎？［生］電流表串聯(lián)在電路中，電壓表并聯(lián)在電路中.并且都讓電流從“正”接線柱流入，從“負”接線柱流出.［師］電路中同時運用電流表和電壓表，會運用嗎？［生］〔同學探討后〕仍舊是電流表串聯(lián)在電路中，測誰的電壓，就將電壓表并聯(lián)在誰的兩端.［師］同學們沒有問題的話，可以起先試驗.要求探究過程中首先設計好試驗.試驗過程中記錄試驗步驟；照實填寫試驗數據；對自己的試驗進展謹慎的分析、論證，客觀評估自己的試驗過程及結果；寫出完整的探究報告，并和其他組的同學溝通.〔同學們操作，老師巡察指導〕選擇2~3組同學利用投影展示自己的探究報告，并逐一講解自己的設計思想、試驗步驟，分析論證的結果，進展自我評估，和大家進展溝通.［投影］第一組探究報告［題目］探究電阻、電壓、電流三者的關系［猜測和假設］1.電流和電阻成反比.2.電流和電壓成正比.［設計試驗］〔一〕設計思想依據我們的推測，此時此刻確定道定值電阻的阻值是確定的且不變更，干電池的電壓值也是確定的，每節(jié)1.5v.把定值電阻連入電路，用電流表測出電路中的電流值，用電壓表測出定值電阻兩端的電壓，就可以知道電阻、電壓、電流的數量關系，換用不同阻值的定值電阻及變更干電池組電池的節(jié)數進展屢次測量，就能得出電阻、電壓、電流關系的一般規(guī)律.〔二〕試驗電路依據試驗思想，畫出如下電路圖：〔三〕試驗數據表格試驗次數電阻r〔ω〕電壓u〔v〕電流i〔a〕123456〔四〕試驗器材依據試驗思想及所畫電路圖，選擇如下器材：電池組、定值電阻〔三個不同阻值〕、電流表、電壓表、開關各一個，導線假設干.［進展試驗］步驟一：按設計好的電路圖正確連接試驗電路.步驟二：先保持電池組的電池節(jié)數不變，分別將5ω、10ω、15ω的定值電阻接入電路，合上開關，讀出電壓表和電流表的讀數，將數據依次填入第一、二、三次數據表中.步驟三：保持定值電阻不變，變更電池組電池節(jié)數〔分別為1節(jié)、2節(jié)、3節(jié)〕，合上開關，分別讀取三次電流表、電壓表的數值，依次填入第四、五、六次測量數據表中.［分析和論證］分析由試驗得到的數據1.第一、二、三次測量中電壓根本不變，電流隨著接入電阻值的增大而減小，但每次電流值和電阻值的乘積都近似等于電壓值，甚至有一次完全一樣.2.第四、五、六次測量中，電阻的阻值不變，隨著電池組節(jié)數的變更，電壓表指示數值幾乎成倍地增加，但每次都很接近電池組的電壓.電流表的指示數也幾乎成倍地增大，并且和電壓增大的倍數一樣.每次電壓除以電流的值都近似等于電阻的值.綜合以上分析結果，可以得到結論，我們的推測是正確的.電流i，電阻r，電壓u的關系是：電阻越大，電流越?。浑妷涸酱?，電流越大.［評估］從試驗的過程和結果看，盡管數據之間不是完全吻合，但根本能反映規(guī)律，所以測得的數據和結論是牢靠的.試驗過程中不太完備的是：操作過程中讀完數做記錄時沒有剛好翻開開關，可能會奢侈電；在更換變阻器和電池組電池時，也沒有翻開開關，這也是不允許的.［疑問］測量過程中，電壓表每次測量的值和電池組電壓值幾乎一樣，是否可以不用電壓表測量，干脆由電源電壓讀出來?［師］對同學的表現賜予充分確定，引導同學們對探究過程及問題進展踴躍溝通.［生］我們設計的電路是這樣的〔用投影展示〕，也能得出和他們一樣的結果.［生］我認為我們組設計的電路比他們的更好一些.〔投影展示〕引起學生爭辯.［生］我認為前面的那兩種設計合理，可以不用電壓表，干脆由電池電壓就能知道電阻兩端的電壓，省事.［師］認為自己設計的更好的這組同學能不能說說你們的設計為什么好，好在哪里？教師怎么望見前兩組同學還比你們少用了器材，不好嗎？［生］前面兩組雖然少用了器材，但操作起來麻煩.每測一組數據，就得變更一次電源，就要重新連接一次電路，很簡單出錯.我們這樣的連接雖然增加了一個滑動變阻器，多用了器材，但不用變更電源，利用滑動變阻器就可以便利地變更電阻兩端的電壓，還能提高測量效率.［師］同學們認為他分析的有道理嗎？誰還有補充？［生］連接滑動變阻器時要用“一上、一下”兩個接線柱，還要留意電流不能超過滑動變阻器允許的最大電流值.［生］在試驗中還要留意電流表和電壓表的量程，選擇正確的接線柱，這樣讀出來的數才精確.我們是用“試觸”的方法來選擇量程的.［生］電流、電壓表的正負接線柱不能接反了，否那么會損壞電表.［生］我認為也可以測出滑動變阻器的電壓.［師］同學們認為可以嗎？［生］可以測滑動變阻器電壓.不過試驗探究的是定值電阻的電流和電壓的關系，測出滑動變阻器的電壓后，還得依據串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出定值電阻的電壓.這樣的話，電源電壓必需先知道.［生］我還有一個問題，試驗時電壓表是必需并聯(lián)在電阻兩端，電流表必須要串聯(lián)在電路中.但是有的是先用電流表和電阻串聯(lián)，電壓表接在電阻和電流表兩端，有的是電壓表先并聯(lián)在電阻兩端，電流表再串聯(lián).〔老師可讓學生畫圖說明〕這樣測出的結果沒有差異嗎？［師］這位同學視察得特別細致.對于這樣的問題同學們可以先大膽推測，在下節(jié)內容的探究試驗中驗證你的推測.［師］大家還有什么問題嗎？有沒有同學留意過自己的測量方法和其他組同學的完全一樣嗎？［生］〔同學們經過相互溝通〕有的組先固定電壓測電流，比擬電流和電阻關系；有的組先固定電阻，測電壓和電流，比擬電流和電壓關系…［師］在電流、電壓、電阻三個量中，我們先限制其中一個量不變，來探討余下兩個量的關系；然后再限制另一個量不變，探究剩下兩個量的關系，這就叫“限制變量”法.在以后的探究活動中即使遇到更多的物理量，同學們也可以嘗試用限制變量法來探究.這樣處理可以把一個多因素的問題轉變成一個單因素的問題來探究，可以為我們探究問題帶來很多的便利.課后，同學們可以進展更充分的探討、溝通，相互取長補短，完善自己的探究報告.三、小結同學們一起來小結本節(jié)內容.這節(jié)課我們學會了用電流表和電壓表測量一段導體兩端的電壓和流過導體的電流.通過試驗探究了定值電阻的電流和電壓的關系.四、動手動腦學物理留在其次課時完畢后完成.五、板書設計電流跟電壓、電阻的關系：在電阻必須的狀況下，導體中的電流跟這段導體兩端的電壓成正比.在電壓不變的狀況下，導體中的電流跟導體的電阻成反比.其次課時●教學目標一、學問目標1.能依據試驗探究得到的電流、電壓、電阻的關系得出歐姆定律.2.理解歐姆定律，記住歐姆定律的公式，并能利用歐姆定律進展簡潔的計算.3.能依據串聯(lián)電路中電壓及電流的規(guī)律，利用歐姆定律得到串聯(lián)電路中電阻的規(guī)律.二、實力目標1.通過依據試驗探究得到歐姆定律，造就學生的分析和概括實力.2.通過利用歐姆定律的計算，學會解電學計算題的一般方法，造就學生邏輯思維實力.3.通過歐姆定律的應用，使學生學會由舊學問向新問題的轉化，造就學生應用學問解決問題的實力.三、德育目標通過了解科學家獨創(chuàng)和發(fā)覺的過程，學習科學家堅韌不拔，探求真理的宏大精神和科學看法，激發(fā)學生努力學習的踴躍性和勇于為科學獻身的熱忱.●教學重點歐姆定律及其應用.●教學難點正確理解歐姆定律.●教學方法視察法、探討法、講練法.●教具打算投影儀、自制投影資料.●課時支配1課時●教學過程一、引入新課［師］同學們必須還記得我們在上節(jié)課中的探究試驗，各組的探究結論，可以再講講嗎？［生］電壓越大，電流越大；電阻越大，電流越小.［生］電流和電阻的乘積等于電壓，電壓除以電阻等于電流.［生］…二、進展新課1.歐姆定律［師］綜合同學們的探究試驗，我們得到了什么結論？［生］電阻必須時，導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比；電壓必須時，導體中的電流跟導體的電阻成反比.［師］這個結論就是電流跟電壓、電阻三者之間的定量關系，因此我們可以得出.［板書］導體中的電流，跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比.這是德國物理學家歐姆在19世紀初經過大量的試驗而歸納得出的.為了紀念他，把這個定律叫做歐姆定律.用公式表示i=式中：i——電流——安培〔a〕u——電壓——伏特〔v〕r——電阻——歐姆〔ω〕［師］〔要求同學閱讀教材p20“！”明白歐姆定律公式中的單位要求〕歐姆定律公式中的單位有什么要求呢？［生］電阻的單位必需用“歐姆”，電壓的單位必需用“伏特”，由公式得出的電流單位必須是“安培”.［生］假如給出的單位不是歐姆、伏特和安培，必須要先換算成要求的單位才可以應用公式.［師］有同學可能會想，原來歐姆定律這么簡潔啊，我一節(jié)課的試驗，就發(fā)覺了歐姆定律.真的像你想得那樣簡潔嗎？請同學們觀看下面的資料片.［投影］歐姆和歐姆定律的建立可以利用教參中參考資料的內容，自制投影片.假如能做成相關的動畫錄像片，效果會更好.［師］看了這段片子，同學們有什么感想嗎？［生］一個定律的發(fā)覺，經過了很多人的努力，包含著很多科學家的才智.［生］歐姆定律不是一下就能得到的，而是經過了很多次的改良試驗，克制了很多的缺點才得出的.［生］歐姆很堅毅，遇到困難他也不放棄，別人不理解他也不膽怯 .［生］我們也應當像科學家那樣，努力學習.［師］同學們說得太好了.堅韌不拔地探求科學真理是一切宏大科學家的共同追求，人類一切文明進步的成果都是與科學家的發(fā)覺和獨創(chuàng)分不開的.我們要珍惜今日的良好環(huán)境和學習條件，努力學習，用同學們的努力去推動人類的進步.〔同學們的學習熱忱被激發(fā)起來，老師要擅長抓住時機，進展下一局部內容.〕2.歐姆定律的應用［師］接著我們看歐姆定律能解決什么問題.［投影］例題1.以教材例題1作為簡潔電路的解題指導.依據題意，老師板書示范解電學題的一般規(guī)那么：●依據題意畫出電路圖.●在電路圖上標明確定量的符號、數值、未知量的符號.●利用歐姆定律求解.要求學生在筆記本上畫出圖，標出量、寫出數，訓練學生根本的技能.老師板演利用歐姆定律求解，講明解題的標準性，然后要求學生在筆記本上做此題.例1：解:i==0.25×10-3a0.25×10-3a=0.25ma［投影］例題2以教材例題2作為公式變形應用的解題指導.讓學生畫出圖、標出量、寫出數，把公式變形，由i=得到r=.然后將電流的單位變成安培，進展計算，同時一名學生板演，師生講評.例2：解：由i=得到r==15ω這個未知電阻是15ω.［投影］例題3有一種指示燈，電阻為6.3ω，通過的電流為0.45a時才正常發(fā)光.要使其正常發(fā)光，應加多大的電壓？以例題3作為另一種變形練習.要求學生按解簡潔電學題目的一般規(guī)那么解題.解題過程中留意物理量的單位不能丟掉，且單位必需是要求的國際單位，留意將公式變形后再代入數值.解：由i=得到u=ir=0.45a×6.3ω=2.8v要使燈正常發(fā)光，應加2.8v電壓.［師］同學們剛剛的演算說明大家已能用歐姆定律解簡潔的電學應用題，通過解這些題你有什么收獲嗎？［生］電流、電壓、電阻的三個物理量中，只要知道其中的兩個，就可以用歐姆定律求出第三個.［生］歐姆定律公式中的三個物理量指的是同一段電路.［師］同學們說得特別正確.歐姆定律不僅適用同一個電器、同一個導體，也適用幾個用電器組成的同一段電路.此時此刻，大家總結一下三個題中分別是怎樣應用歐姆定律的.［生］第一題是干脆利用歐姆定律i=的.［生］其次題應用的是由歐姆定律i=得到的變形公式r=.［生］第三題應用的是歐姆定律i=的另一個變形公式u=ir.［師］對r=，能否說導體的電阻與導體兩端的電壓成正比，與通過導體的電流成反比?對u=ir，能否說導體兩端的電壓與導體的電阻和通過導體的電流成正比？大家探討.［生］不能這樣說.導體的電阻是由導體本身的性質確定的，與電流、電壓無關.電壓是電路中形成電流的緣由，和電流、電壓也沒有關系.老師進一步引導學生明確，對物理公式不能單純從數學的角度去理解.●公式r=，它表示導體的電阻在數值上等于導體兩端的電壓跟通過導體的電流的比值.這里要留意的是，導體的電阻是由導體本身的性質確定的，它跟導體兩端是否有電壓或電壓的大小，導體中是否有電流或電流的大小無關.所以，我們不能認為電阻r跟電壓u成正比，跟電流i成反比.●公式u=ir，表示導體兩端的電壓在數值上等于通過導體的電流和該導體電阻的乘積.但要留意，電壓是電路中產生電流的緣由.導體兩端不加電壓時，電流為零，但導體電阻仍舊存在.因此不能認為電壓跟電流成正比，跟電阻也成正比.［師］同學們再來分析例題2，假如想知道某段導體的電阻，可以怎么做？你能從這個例子中得到什么啟示嗎？［生］可以由導體兩端的電壓和通過這段導體的電流，利用歐姆定律的變形公式r=來求解.［師］導體兩端的電壓和通過導體的電流是多少呢？［生］可以測出來.用電流表測出通過導體中的電流，用電壓表測出導體兩端的電壓，就可以求出導體的電阻了.［師］大家認為可以嗎？〔同學們確定，老師進一步明確〕這種用電壓表和電流表測定電阻的方法叫“伏安法”.3.額定電壓［師］請同學們視察一只新燈泡上的銘牌.如下列圖同學們誰能說明它表示什么意思呢？［生］這個燈泡的牌子是光明牌.［生］家庭電路的電壓是220v，這樣的燈是在家里常用的，上面也有220v，是不是說這個燈泡的電壓是220v？［師］同學們想得特別對.燈泡上的220v，表示這個燈泡正常工作的時候，它兩端所需的電壓是220v.同學們在什么地方還見過類似的標記呢？［生］試驗室用的小燈泡上也有比方2.5v、3.8v、1.2v.［生］還有一些用電的小電器或電動玩具上也標多少伏特.［師］它們表示的意思你知道了嗎？［生］意思是這些用電器在正常工作時所需的電壓值.［板書］用電器在正常工作時所需的電壓叫額定電壓.［師］為什么用電器上都要標明這些額定電壓值呢？請同學們利用剛學過的歐姆定律分析其緣由.［生］電阻一般狀況是不變的.依據歐姆定律，假如電壓低，那么電路中電流小，電器便不能正常工作;假如電壓太高，那么電路中電流會很大，有時還會損壞電器.［師］所以我們要求用電器必需是在額定電壓下工作.一般電器都附帶有說明書，說明書中都會給你介紹電器的額定電壓值.同學家中買回新電器運用時要先看說明書，這樣才能工作得平安、放心.4.短路［師］在上面的分析中，同學們已了解假如用電器兩端電壓太超群過額定電壓，電路中的電流就會很大，甚至燒壞電器.此時此刻請同學們推想：假如一根導線的兩端干脆連接在電源的兩極上，會出現什么后果？［生］依據歐姆定律，電源電壓必須，導線的電阻很小，那電流必須會很大.［師］同學們看書p13“小數據”〔或利用投影〕.●試驗用小燈泡電阻5~50ω.●試驗用的導線〔每根〕電阻0.01~0.1ω.●照明燈泡〔工作時〕電阻101~ω.●長1m、截面積1mm2的銅導線電阻為0.017ω.請同學們利用這些數據分別計算在試驗室和實際生活中，將用電器接入電路和不接用電器用導線干脆連接電源兩端時的電流大小關系.〔電路接入用電器時，導線的電阻可忽視〕試驗室：假設電源電壓是u1，那么接小燈泡和不接小燈泡時的電流分別為：i1=i1′=〔假設用3根線〕實際電路中，電源電壓為u2=220v.假設所用燈泡電阻為r燈=500ω，輸電距離為1010m，那么：運用燈泡時電流：i2===0.44a導線干脆連接電源兩端時電流i2′===6.47a試驗室：×=166.7倍實際電路：=15.16倍［師］通過計算，同學們能得到什么結果？［生］不接用電器時電路中的電流是接入用電器時電流的幾十倍，甚至更高，這樣是很危急的.［師］所以，絕不允許不經用電器而將導線連接在電源兩端.［板書］電路中不該相連的兩點被干脆連在一起的現象叫做短路.［師］同學們可以依據短路的危害，探討為什么電壓表可以干脆連在電源兩端而電流表不允許.［生］電流表的電阻很小，干脆連在電源兩端組成閉路時，電路中的電流會很大，這樣簡單燒壞電流表，而電壓表那么不同.將電壓表干脆和電源相連時，不會燒壞電壓表，電壓表的電阻很大.［師］以上的探討和分析都用到了歐姆定律，可見歐姆定律對我們分析、解決與電學有關的問題是多么重要.同學們必須還記得串聯(lián)電路中，電流和電壓的規(guī)律，能不能再利用歐姆定律分析串聯(lián)電路中電阻的規(guī)律呢？串聯(lián)電路引導同學們畫出兩個電阻的串聯(lián)電路，寫出串聯(lián)電路中電流、電壓的規(guī)律和歐姆定律.電壓規(guī)律：u=u1+u2電流規(guī)律：i=i1=i2歐姆定律：i=歐姆定律適用于單個的用電器和由幾個用電器組成的一段電路，所以對r1：i1=；對r2：i2=對r1與r2組成的串聯(lián)電路有：i=.將i1、i2、i變形后得u1=i1r1，u2=i2r2，u=ir，代入電壓規(guī)律得：ir=i1r1+i2r2.由于i=i1=i2，所以r=r1+r2.即串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和.［師］同學們還可以應用類似的方法，推導并聯(lián)電路中電阻的規(guī)律.［投影］練習題如圖電路中，電路兩端電壓u=27v，兩電阻r1=6ω，r2=3ω，求每個電阻兩端的電壓.［分析