5.1欧姆定律

5.1 欧姆定律第1课时教学目标一、知识与能力理解欧姆定律，能进行简单的计算。二、过程与方法通过实验探究，自己找出电流与电压、电阻的关系，学习科学探究方法。三、情感、态度与价值观1.让学生体验和经历科学探究的过程，形成尊重事实、探究真理的科学态度。2.结合欧姆的故事，培养学生严谨的科学态度和坚持不懈的科学精神。教学重难点【教学重点】探究电流、电压和电阻的关系，理解欧姆定律。【教学难点】理解各物理量间的辩证关系。教学过程一、播放录像和演示实验，导入新课1.播放：灯光逐渐变亮，音乐渐起，幽静的湖畔，朦胧的月色，一群美丽的白天鹅出现在舞台上，随着灯光变化，翩翩起舞。2.演示：闭合台灯开关，然后调节旋钮，使其亮度逐渐发生变化。3.演示：调节录音机的旋钮，使其音量逐渐发生变化。问题：通过刚才的观察，你发现了什么？有什么样的想法？二、进行新课(一)实验探究：怎样改变电流的大小？提出问题：根据经验，你能猜想出哪些因素能影响电流的大小？怎样改变电流的大小？教师用线路板组成(或多媒体出示)与图511的电路图相对应的实物图：学生回答情况参考：(1)电压使电路中形成电流，所以电压越大，电流越大。(2)电阻表示导体对电流的阻碍作用，所以电阻越大，电流越小。学生猜想：改变电流方案。(1)改变电池节数，通过改变电压来改变电路中的电流。(2)利用滑动变阻器改变电路中的电阻，来改变电路中的电流。那么如何验证我们的猜想呢？将学生分组验证两种猜想。(1)把2.5V小灯泡和电流表分别跟一节干电池和两节干电池串联组成电路。闭合开关，观察先后两次电流表示数及小灯泡的亮度。分析实验现象，验证猜想(1)是否正确。(2)把2.5V小灯泡和电流表及滑动变阻器串联在一起组成电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片的位置，观察先后两次电流表示数及小灯泡的亮度。分析实验现象，验证猜想(2)是否正确。引导学生得出结论：电路中的电流与导体两端的电压及导体的电阻有关。(二)探究电流与电压、电阻的关系。(1)提出问题：电流与电压、电阻之间有什么样的定量关系呢？(2)学生猜想，教师记录于副板书上。(3)设计实验：问题：电流可能受电压和电阻两个因素的影响，如果两个因素同时变化(如在改变电压的同时，也改变电阻)，能否判断电流变化是谁引起的吗？确定实验方法：控制变量法。在物理学中，一个物理量往往受两个或多个因素影响，为了研究这个量与其中的一个因素的关系，可以固定其他的一些因素，只改变一个，以此进行实验研究，这种研究物理问题的方法叫“控制变量法”。确定实验方案：先让电阻保持不变，改变电压，观察电流随电压变化的情况；再保持电压不变，改变电阻，观察电流随电阻变化的情况。1.探究电流与电压的关系。(1)问题：请同学们讨论，这个实验需要哪些器材？它们的作用各是什么？怎样才能改变电阻两端的电压？画出电路图。(2)教师分析归纳学生的改变电阻两端电压的方法和实验电路，提出异议，引导学生确定最佳实验方案，板书合理的器材选择、电路图、数据记录方法、操作过程。(3)电脑出示实验中应注意的问题：连接电路时，开关应处于_状态。滑动变阻器的滑片处于阻值_位置。注意认清电压表、电流表的_接线柱。电压表量程选_V，电流表量程选_A。闭合开关前，应_电路，确认无误后方可进行实验。实验中，闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，使R两端的电压成整数倍地变化(如1V、2V、3V)，读出每次加在R上的电压值和电流值，并填入教材第73页表格中。(4)学生分组实验，教师巡视指导，帮助理解有困难的学生。(5)请学生分析实验表格中的数据，当电压成倍数地增大时，电流是怎样变化的？由此可以归纳出什么结论？教师引导总结：在电阻一定的情况下，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。2.探究电流与电阻的关系。(1)利用刚才的电路如何用实验研究电流跟电阻的关系？怎样改变电阻的大小？(2)在改变电阻时，加在电阻两端的电压也要改变，怎样才能保持每次电阻两端的电压不变呢？(3)学生分组实验：实验中，换用不同的电阻，闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，使R两端的电压(如U2V)保持不变，读出每次R的电阻值和电流值，并填入表格。(4)学生分组实验，教师巡视指导，帮助遇到困难的学生。(5)请学生分析实验表格中的数据，当电阻成倍数地增大时，电流是怎样变化的？由此可以归纳出什么结论？教师引导总结：在电压一定的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。学以致用：解释开头提出的问题，可以用多媒体展示其实物图与电路图进行分析。评估交流：让学生讨论在实验中遇到的问题以及自己对问题的看法和解决办法，使学生意识到共同讨论可以发现自己的不足，可以借鉴别人的经验。三、反思总结，布置思考题1.请学生总结本节课的主要收获，教师再作适当的补充。2.教师进一步强调本节课的重点、难点和关键点。3.布置思考题及课后作业。思考题：电流、电压、电阻之间有什么样的定量关系呢？第2课时教学目标一、知识与能力1.理解欧姆定律的内容及其表达式的物理意义，了解定律中各物理量的单位。2.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。二、过程与方法1.通过分析，掌握电流与电压、电阻之间的定量关系。2.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。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。教学重难点【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。教学过程一、复习提问引入新课提出问题：1.在上一节“探究导体上的电流跟两端电压、电阻的关系”的实验中，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，填写表格，并阐述理由。(可利用多媒体或投影将表格投出)表一(电阻一定)电压U/V1.53电流I/A0.30.8表二(电压一定)电阻R/510电流I/A0.60.2进一步引申：如果我们再知道两个表中的任意一个数据，你能不能继续求出另外一个呢？二、新课教学(三)欧姆的研究发现1.推导欧姆定律。教师：你们能不能将探究活动中的两个结论用一句话概括出来？学生讨论，相互总结，相互补充，达成共识。教师：上节课我们通过实验得出了导体中的电流跟它两端的电压和它的电阻的关系，请一位同学叙述一下这个关系。大家认为他说得对吗？上节课我们曾经把这个关系用数学式子表示出来，是怎样表示的？(学生回答，教师板书)副板书：R一定时，I1/I2U1/U2(1) U一定时，I1/I2R2/R1(2)2.认识欧姆定律。教师：我们这节课要学习的就是将这些关系综合起来，得出一个电学基本规律，即欧姆定律。板书：欧姆定律(第2课时)教师：欧姆定律的内容是什么呢？让大家阅读课本，请一位同学朗读欧姆定律的内容。欧姆定律的内容：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。通过多媒体课件简单介绍欧姆的贡献及当时的实验条件，让学生感受科学家探究真理的艰辛和锲而不舍的精神。提出问题：对比刚才分析数据得出的电流与电压、电阻关系，你怎么理解欧姆定律中的“正比”与“反比”呢？学生相互讨论，发表自己的观点。教师补充解释：欧姆定律的内容中在说到“正比”或“反比”时，没有说“在电阻一定的情况下”或“电压不变的情况下”，这是否意味着“导体中的电流跟它两端的电压成正比”不需要保持电阻不变这个条件了呢？不是的。只有电阻一定时，导体中的电流才会跟它两端的电压成正比。同样，也只有电压不变时，导体中的电流才会跟它的电阻成反比。定律作了简明的叙述，但暗含了这两个条件，这是对定律应注意的一个方面。另一方面，定律没有指明“正比”“反比”所应满足的条件，还意味着它能适用于电压、电阻同时都变化时电流应如何变化的情形，这种情形在以后的学习中将会遇到。其次欧姆定律中说到的电流、电压、电阻都是属于同一段导体的，在后面将欧姆定律用于串联电路和并联电路时，注意到这一点是很必要的。3.欧姆定律公式。提出问题：根据你对欧姆定律的理解，你认为如果把欧姆定律的内容用公式来表述，应该怎么表述呢？公式中的各个符号的意义和单位分别是什么？学生自己阅读教材认识。欧姆定律的公式：IU/R。教师总结有关欧姆定律的几点说明(多媒体出示)：欧姆定律中的电流、电压和电阻这三个量是对同一段导体而言的。对于同一段电路，只要知道I、U和R三个物理量中的两个，就可以应用欧姆定律求出另一个。使用公式进行计算时，各物理量要用所要求的单位。电压的单位用V，电阻的单位用，电流的单位用A。(四)欧姆定律的应用。那么我们可以利用欧姆定律来解答哪些问题呢？多媒体出示例题：手电筒的小灯泡上标有“2.5V0.3A”，表示加2.5V电压时，通过的电流为0.3A，灯泡正常发光。灯泡正常发光时的电阻是多少？学生阅读完后，让学生结合“有关欧姆定律的几点说明”思考并试着解答。教师结合例题引导分析并板书。(1)可以计算的问题：U、R、I三个量中，知道两个可求其余一个。公式：IU/R；变形公式：UIR、RU/I。(2)解答问题的思路和格式：画出电路图或写出已知条件、求解物理量写出根据公式代入数据计算结果。(3)物理量的单位的运用：若已知量的单位不是伏、安、欧，要先化为伏、安、欧再代入式子计算。解答并板书。解：由IU/R得到RU/I2.5V/0.3A8.3问题：结合这道例题请同学们思考一下，我们如何测量才能知道这个电阻的阻值呢？(教师出示一个定值电阻)分析：这道例题为我们提供了一种测定电阻的方法。如果分别用电压表和电流表测出电路中某一导体两端的电压值和通过它的电流值，就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻值。强化练习：一个定值电阻两端的电压是0.25V时，流过它的电流是0.13A。如果流过它的电流变为0.91A，此时它两端的电压是多大？一个电阻箱接在电压不变的电源上，把它的电阻调到350时，流过它的电流是21mA。若再调节电阻箱，使流过它的电流变为126mA，此时电阻箱的电阻应是多大？学生讨论：为什么电流表不能直接接到电源两极上去，而电压表可以呢？学生回答，教师订正，并进行适当解释。解答参考：电流表的特点是电阻很小，当电流表直接接在电源两端时，通过电流表的电流就会过大，烧坏电流表。同理，电压表的电阻却很大，即使将电压表直接接在电源两端，通过它的电流也很小，所以烧不坏电压表，也就可以直接接在电源两端了。三、反思总结，布置思考题1.请学生总结本节课的主要收获，教师再做适当的补充。2.教师进一步强调本节课的重点、难点和关键点。3.布置思考题及课后作业。课后作业：教材第75页“自我评价”第1题。- 5 -