歐姆定律教學(xué)設(shè)計(jì)

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歐姆定津

一、教材分析

歐姆定律編排在學(xué)生學(xué)習(xí)了電流、電壓、電阻等概念，電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器使用方法之后，它既符合學(xué)生由易到難，由簡(jiǎn)到繁的認(rèn)識(shí)規(guī)律，又保持了知識(shí)的結(jié)構(gòu)性、系統(tǒng)性。歐姆定律（初中學(xué)習(xí)的是部分電路歐姆定律）作為一個(gè)重要的物理規(guī)律，反映了電流、電壓、電阻這三個(gè)重要的電學(xué)量之間的關(guān)系，是電學(xué)中最基本的定律，是分析解決電路問題的金鑰匙。歐姆定律是電和磁一章的教學(xué)重點(diǎn)，也是初中《自然科學(xué)》中重點(diǎn)內(nèi)容之一。歐姆定律這節(jié)課特點(diǎn)是，十分重視科學(xué)方法教育，重視科學(xué)研究的過程。讓學(xué)生在認(rèn)知過程中體驗(yàn)方法、學(xué)習(xí)方法，了解得出歐姆定律的過程。教學(xué)內(nèi)容的編排是根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康暮驮囼?yàn)方法，提出試驗(yàn)方案，通過做試驗(yàn)和對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、處理得到定律以及數(shù)學(xué)表達(dá)式。通過本節(jié)課學(xué)習(xí)，主要使學(xué)生把握同一電路中電學(xué)三個(gè)基本量之間的關(guān)系，初步把握運(yùn)用歐姆定律解決實(shí)際電學(xué)問題的思路和方法，了解運(yùn)用“控制變量法〞研究多個(gè)變量關(guān)系的試驗(yàn)方法，同時(shí)也為第五冊(cè)、第六冊(cè)進(jìn)一步學(xué)習(xí)電學(xué)知識(shí)，以及為今后學(xué)習(xí)全電路歐姆定律打下基礎(chǔ)。

二、學(xué)情分析：

學(xué)習(xí)本節(jié)課是在學(xué)生已學(xué)習(xí)了電阻的串并聯(lián)規(guī)律、部分電路歐姆定律的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。學(xué)生已經(jīng)把握了初步的電路知識(shí)和用部分電路歐姆定律解決問題的能力，但大部分學(xué)生在初中的學(xué)習(xí)只重視了結(jié)論的記憶和應(yīng)用，而很少動(dòng)手試驗(yàn)，造成了理論和實(shí)踐的嚴(yán)重脫節(jié)。。更不用說從試驗(yàn)的角度去探究和總結(jié)規(guī)律。因而動(dòng)手能力以及歸納概括能力相對(duì)較弱。這個(gè)班的大部分學(xué)生比較活躍，發(fā)言也很積極，但有時(shí)隨意性較強(qiáng)，思維深度不夠。因而要引導(dǎo)得法，使之加深思維的深度。三、教學(xué)目標(biāo)：1、教學(xué)目標(biāo)：

1、了解電流形成的條件．

2、把握電流強(qiáng)度的概念，并能處理簡(jiǎn)單問題．3、穩(wěn)定把握歐姆定律，理解電阻概念．4、理解電阻伏安特性曲線，并能運(yùn)用．2、知識(shí)目標(biāo)：

理解把握部分電路歐姆定律及其表達(dá)式，能用歐姆定律進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。3、能力目標(biāo)：

學(xué)習(xí)用“控制變量法〞研究問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用歐姆定律解決問題的能力。進(jìn)一步學(xué)會(huì)電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的使用。

4、情感目標(biāo)：

培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和摸索精神；培養(yǎng)學(xué)生辯證唯物主義思想。通過聯(lián)系歐姆定律的發(fā)現(xiàn)史，在教學(xué)中滲透鍥而不舍科學(xué)精神的教育。教具

學(xué)生直流電源（穩(wěn)壓），電壓表，電流表，滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)線若干，開關(guān)，待測(cè)電阻．三、重點(diǎn)：

電流強(qiáng)度的概念、歐姆定律是教學(xué)重點(diǎn)．

四、難點(diǎn)：

電流強(qiáng)度概念、電阻的伏安特性曲線學(xué)生來說比較抽象，是教學(xué)中的難點(diǎn)．五、教學(xué)方法：試驗(yàn)、探討法。

四、主要教學(xué)過程

（－）引入新課

上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了電場(chǎng)，電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有力的作用，促使電荷移動(dòng)，知道電荷的定向移動(dòng)形成電流．如：靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體在達(dá)到靜電平衡狀態(tài)之前，其中自由電荷在電場(chǎng)力作用下定向移動(dòng)．電容器充放電過程中也有電荷定向移動(dòng)．由于電流與我們生活很密切，所以我們有必要去認(rèn)識(shí)它，這節(jié)課我們將在初中的基礎(chǔ)上對(duì)電流作進(jìn)一步了解．

（二）教學(xué)過程眾所周知，人們對(duì)電路知識(shí)和規(guī)律的認(rèn)識(shí)與研究，也如對(duì)其他科技知識(shí)的認(rèn)識(shí)與研究一樣，都經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的、曲折的過程．18世紀(jì)末，意大利著名醫(yī)生伽伐尼受偶然發(fā)現(xiàn)的啟迪，經(jīng)進(jìn)一步研究后，已能利用兩種不同的金屬與青蛙腿相接觸而引起肌肉痙攣，于是伽伐尼電池誕生了．但他對(duì)此并不理解，認(rèn)為這是青蛙體內(nèi)產(chǎn)生了“動(dòng)物電〞．伽伐尼的發(fā)現(xiàn)引起了意大利著名物理學(xué)家伏打的極大興趣．經(jīng)過一番研究，伏打于1792年將不同的金屬板浸入一種電解液中，組成了第一個(gè)直流電源——伏打電池．后來，他利用幾個(gè)容器盛了鹽水，把插在鹽水里的銅板、鋅板連接起來，電流就產(chǎn)生了．

1、電流

（1）什么是電流？

大量電荷定向移動(dòng)形成電流．（2）電流形成的條件：例如：

靜電場(chǎng)中導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡之前有電荷定向移動(dòng)；

電容器充放電，用導(dǎo)體與電源兩極相接．①導(dǎo)體，有自由移動(dòng)電荷，可以定向移動(dòng)．同時(shí)導(dǎo)體也提供自由電荷定向移動(dòng)的“路〞．導(dǎo)體包括金屬、電解液等，自由電荷有電子、離子等．

②導(dǎo)體內(nèi)有電場(chǎng)強(qiáng)度不為零的電場(chǎng)，或者說導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差，從而自由電荷在電場(chǎng)力作用下定向移動(dòng)．

③持續(xù)電流形成條件：要形成持續(xù)電流，導(dǎo)體中場(chǎng)強(qiáng)不能為零，要保持下去，導(dǎo)體兩端保持電勢(shì)差（電壓）．電源的作用就是保持導(dǎo)體兩端電壓，使導(dǎo)體中有持續(xù)電流．

導(dǎo)體中電流有強(qiáng)有弱，用一個(gè)物理量描述電荷定向移動(dòng)的快慢，從而描述電流的強(qiáng)弱．（3）電流強(qiáng)度（I）

①定義：通過導(dǎo)體橫截面的電量跟通過這些電量所用時(shí)間的比值．這樣可以通過電荷定向移動(dòng)的快慢來描述電流強(qiáng)弱，這個(gè)比值稱為電流強(qiáng)度．簡(jiǎn)稱電流，用I表示

②表達(dá)式：I?qt

③單位：安培（A）毫安（mA），微安（μA）

④性質(zhì)：電流強(qiáng)度是標(biāo)量．初中學(xué)過并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和．但電流是有方向的．（有方向的量不一定是矢量，是否矢量關(guān)鍵看滿不滿足平行四邊形法則）

⑤電流方向的規(guī)定：正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较颍?fù)電荷定向移動(dòng)方向與電流方向相反．

正電荷在電場(chǎng)力的作用下，從高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng)，所以電流是有高電勢(shì)向低電勢(shì)滾動(dòng)，在電源外部，是由電源正極流向負(fù)極．

（4）電流分類：

按方向分成兩大類：直流電和交流電

直流電：方向不變,假使直流電大小不變，就稱為恒定電流，這是高中階段電流知識(shí)的重點(diǎn)．

交流電：方向隨時(shí)間變化

前面探討了電流，特別是持續(xù)電流的形成，要求導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差，即電壓．電流強(qiáng)度與電壓畢竟有什么關(guān)系？這可利用試驗(yàn)來研究．

演示

先給學(xué)生介紹試驗(yàn)電路圖，教師按電路圖連接試驗(yàn)電路，并請(qǐng)學(xué)生觀測(cè)電表的正負(fù)接線柱，要求學(xué)生注意，正負(fù)接線柱的接法，R為待測(cè)電阻（定值電阻）．

演示

閉合S后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭，觀測(cè)電表的變化，說明導(dǎo)體兩端的電壓和電流都隨導(dǎo)體的電阻有關(guān)．

啟發(fā)學(xué)生思考：如何由試驗(yàn)得到電壓和電流與電阻的關(guān)系呢？

分析：用控制變量法，先保證其中的一個(gè)量保持不變，讓其余兩個(gè)量之間相關(guān)，然后結(jié)合起來分析．

保證電阻不變，調(diào)理電壓，記錄下來觸頭在不同位置時(shí)電壓表和電流表讀數(shù)．電壓表測(cè)得的是導(dǎo)體R兩端電壓，電流表測(cè)得的是通過導(dǎo)體R的電流，記錄在下面表格中．

UVIA注意：這一方法可以類比數(shù)學(xué)中函數(shù)圖象，用描點(diǎn)法來研究，啟發(fā)學(xué)生思考物理與數(shù)學(xué)的聯(lián)系．

把所得數(shù)據(jù)描繪在I?U直角坐標(biāo)系中，確定U和I之間的函數(shù)關(guān)系．

分析：這些點(diǎn)所在的曲線包不包括原點(diǎn)？包括，由于當(dāng)U?0時(shí)，I?0．這些點(diǎn)所在曲線是一條什么曲線？過原點(diǎn)的斜直線．

把R換成與之不同的R'，重復(fù)前面步驟，可得另一條不同的但過原點(diǎn)的斜直線．結(jié)論：給定導(dǎo)體，導(dǎo)體中電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比，I?U，或者I?kU對(duì)不同導(dǎo)體，圖象斜率是不同．一致電壓下，兩導(dǎo)體電流分別為I1、I2，I1?I2，導(dǎo)體2對(duì)電流阻礙作用比導(dǎo)體1大，I1?k1U，I2?k2U．k的倒數(shù)反映了導(dǎo)體對(duì)電流的

UU?阻礙作用．若用一個(gè)物理量來描述導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用，R?1；I?，R稱

k1kR為電阻．

2、電阻

（1）定義：導(dǎo)體兩端電壓與通過導(dǎo)體電流的比值，叫做這段導(dǎo)體的電阻．（2）定義式：R?UI

說明：①對(duì)于給定導(dǎo)體，R一定，不存在R與U成正比，與I成反比的關(guān)系．②這個(gè)式子（定義）給出了測(cè)量電阻的方法——伏安法．

（3）單位：電壓?jiǎn)挝挥梅兀╒），電流單位用安培（A），電阻單位用歐姆，符號(hào)Ω，且lΩ=1V／A

常用單位：1kΩ=1000Ω；1MΩ=104Ω

3、歐姆定律

德國(guó)物理學(xué)家歐姆最早用試驗(yàn)研究了電流跟電壓、電阻的關(guān)系，最終得出用他的名字命名的定律．

內(nèi)容：導(dǎo)體中電流強(qiáng)度跟它兩端電壓成正比，跟它的電阻成反比．表