2019-2020年八年级物理下册教案 人教新课标版.doc

2019-2020年八年级物理下册教案 人教新课标版课程标准的要求 1通过实验探究电流、电压和电阻的关系。理解欧姆定律，并能进行简单计算。 2能连接简单的串联电路和并联电路。能说出生活、生产中采用简单串联或并联电路的实例。 3会使用电流表和电压表。 4了解家庭电路和安全用电知识。有安全用电的意识。 全章概述 在第五章“电流和电路”的基础上，本章将首先给出电压和电阻的概念，并进一步通过探究电流、电压和电阻的关系，得出欧姆定律，这是本章的核心，其中还有“探究串联电路中电压的规律”的内容。由于学生已有“探究串并联电路中电流的规律”的学习经验，因此教学中要善于引导，并且通过比较，明确串并联电路中电流规律与电压规律的区别和联系。 在基本测量方面，要让学生在会用电流表的基础上，学会使用电压表和滑动变阻器等，并通过测量小灯泡的电阻对学生进行伏安法测电阻的电学基本技能的训练。 在实际应用方面，一是各课节中的“动手动脑学物理”栏目中设计了许多实践性、开放性、应用性很强的问题；二是有关安全用电的知识点的设置也与现行九年义务物理教材有很大的差别，本教材是把安全用电的教学内容分成了三个部分，分别放到“电流和电路”、“欧姆定律”、“电功率”三章之内。这样处理有两个原因：第一，使家庭电路和安全用电的问题多次出现，从不同角度反复学习，意在强调安全用电的重要性。第二，加强对于家庭电路和安全用电知识的理性认识。在学了欧姆定律之后，本章仅从电压的高低和电阻的大小两个方面对用电安全性的影响来考虑，目的是培养学生会用所学的物理知识解释身边发生的实际问题和自然现象的能力。 课时建议 本章共分六节，建议8课时。 第一节 电压 1课时 第二节 探究串联电路中电压的规律 1课时 第三节 电阻 1课时 第四节 欧姆定律 2课时 第五节 测量小灯泡的电阻 1课时 第六节 欧姆定律和安全用电 1课时 复习和总结 1课时第六章 欧姆定律(一、电 压)目 标 1知识与技能 初步认识电压，知道电压的作用，电源是提供电压的装置。知道电压的单位：伏、千伏、毫伏。 会连接电压表，会读电压表。 2过程和方法 通过观察小灯泡亮度的变化，获得电路中电流的强弱的信息。 3情感、态度与价值观 通过对学生正确使用电压表技能的训练，使学生学会阅读说明书，并养成严谨的科学态度和工作作风。 说明与建议 电压 在初中不能揭示电压本质的情况下，课本没有像已往教材那样用水流类比电流和用水压类比电压来引出电压的概念。而是通过生活中学生的感知直接点出电压。这样处理可以降低教学的难度。从学生的生活经验入手，通过几个具体的电压值实例，使学生对电压有比较形象和具体的感性认识。从生活中大多数学生已感知“高压”比“低压”危险，但是还不明白其中的道理。这一点请老师教学时要注意点拨，但不要急于一次到位。 想想做做 通过实例让学生知道，电压是电源提供的。电源有正负两个极，两极间有一定的电压。把用电器的两端分别与电源的正负极连接，电路中就有电流通过，电压是产生电流的原因。教师可以通过改换电路中串联电池节数的多少引起灯泡明亮程度发生变化的实验，引出不同电源的电压不同，产生的电学效果也不同，从而帮助学生初步认识电压是产生电流的原因。同时，让学生认识到这也是一种很重要的科学方法，即通过可观察到的现象（灯光的明亮程度）来获得不可直接感知的信息。使学生了解电压是保持电路中有电流的条件，决定电流大小的重要条件是电源所提供的电压的大小。 关于电压概念本身，对于初中学生的要求不高。书中U是表示电压这个物理量的符号，而V是电压单位名称伏特（Volt）的符号，它是以意大利科学家伏打（AlessandroVolta，17451827）的姓氏所命名。这两者对于初中学生来说很容易混淆，教学中应该注意加以区分。 电鳐 电鳐生活在海洋中，是可以产生电的鳐。电鳐身上有发电器官，能产生电压，用于拒敌和猎食。生活在中国的鳐有五十余种，有关生物电是如何产生的知识不必深究，课本上给出了一幅电鳐的照片，目的是激发兴趣，开阔眼界。相关知识可查阅本章“参考资料”部分的内容，也可以鼓励学生自己查阅有关的科普读物，学生读不太懂也没有关系。 小数据 让学生关心日常生活中有关用电器的电压值，不仅能引起他们的兴趣，也能对“伏特”、“毫伏”、“微伏”这几个单位的大小，增加一些感性认识。如果能把日常生活与教材有关的联系实际内容结合在教学中，学生的印象将会更加深刻。课本中提供了常见的电压“小数据”栏目，帮助学生对电压的大小有些具体认识。教师可以结合当地的实际情况增加一些数据。 怎样连接电压表 首先要求学生知道，电路中的电压可以用电压表直接测量。电压表的符号也应该让学生记住，由于学生已有连接电流表的基础，因此本教材以阅读说明书的形式提出要求。对于初中学生来说，通过阅读说明书学会使用仪器的方法是养成科学素养的一项很重要的内容。说明书中的一些术语对学生来说可能比较陌生，重要的是让他们学会从各种信息中筛选出有用的信息。不要强求学生把说明书中的所有内容一下子全部看懂，那样做学生会感到负担很重，同时会抑制学生学习的积极性。 课本图614所示的一种学生用的电压表，可能与学校所用的学生实验电压表型号、规格不同，这段教学应该结合本校实际，着眼于能力训练，要使学生了解电压表的特点和使用的规则。 规则1：接线柱的接法要正确（、一号，最大测量值） 规则2：被测电压不要超过电压表的量程 规则3：电压表必须和被测的用电器并联 对于未知电压的测量，如果预先不知道被测电压的约值，但能判定被测电压不会超过15V，可以先用最大测量值为15V的量程，如果测出的电压不超过3V，为提高读数的准确性，可以改用最大测量值为3V的量程进行测量。这一点不仅在使用电压表时要遵循，在使用电流表等仪表时也要遵循。希望让学生重视这个问题。 怎样在电压表上读数 读出电表的读数，是电学实验中必须具备的基本技能，不能只靠简单的重复训练，需要先讲清读数的基本方法，这样训练才有效果。学生已有读取电流表读数的基础，还应该指导学生看清三点：一是看清选用了哪个量程，从而知道满偏度所表示的电压值；二是看清每一大格分成几个小格，以及它们各表示的电压值；三是看清测量时表针停在哪个大格、哪个小格上。教学时，要结合实物讲清并指导学生观察和训练。 电流表、电压表都不估读。测量时，表针的位置离哪条刻线近，就按哪条刻线算。 想想做做 从知识和技能方面来考虑，一是要总结出电池串联后的电压关系，二是要训练学生正确使用电压表进行测量。电池的串联在实际中应用较动手动脑学物理多。电池的倒接和顺接究竟有什么不同呢？通过实验可以比较出来。这样既可以巩固知识，又可以提高学生的学习兴趣。教师可根据实际情况让学生动手操作，获得感性认识后总结出电池串联后的电压关系。 动手动脑学物理 1此题的目的是训练学生动手连接闭合电路，学习用电压表测量电压的方法。注意要求学生不仅在纸面上会连接电路、画电路图，而且一定要进行动手操作训练。课本中只给出了连接小灯泡的情况，实际教学中也可改用其他用电器，如小电机、音乐门铃等，换一个新的用电器就是一次新的练习，要多动手练才行。另外，在如何选取量程方面也要得到训练。 2这是一个自制电池的设计制作型练习，又是一个让学生学会连接电压表，并能读取电压表上读数的技能性训练题目。实验时应该指导学生采用“试触”，即在合上开关时要轻轻接触一下就断开，而不是一下子将开关合到底长时间不断开。“试触”在电学实验中很重要，要求学生掌握这种方法。根据电压表上指针的方向变化，就可判断哪个金属片是电池的正极，哪个金属片是电池的负极。本题可以考虑用一定的时间让学生交流（包括让同学们互相演示）。 3这是个电表读数练习题。学生已有电流表读数的基础，注意让学生分清不同量程下1个小格所代表的不同的量值，并要求学生在记录读取的测量数据时，务必将数值和单位一并写出。 4这是一个训练学生正确连接电压表的题目。初学者在连接电路时，容易犯顾头不顾尾的毛病，这里的错误是只想到要将电压表并联使用的原则，而没有注意与电源连接的问题。第六章 欧姆定律(二、探究串联电路中电压的规律)目 标 1知识与技能 探究串联电路中电压的规律；训练连接电路和使用电压表的技能。 2过程和方法 科学探究全过程的亲身体验，领会科学研究的方法。 3情感、态度与价值观 严谨的科学态度与协作精神。 说明与建议 探究串联电路中各点间的电压有什么关系 本节课应达到以下要求：一是学生继续体验科学探究，学习科学探究的方法，对于串联电路中电压的关系，要求学生通过探究活动得出；二是这节课的评价重点要放在对过程的评价上，即学生是否认真经历了各个环节，直至最后写出了科学探究的小报告（填在课本上即可），对于结论的正确与否不作重点评价。 本节教学应该在实验室进行。可以要求学生按照课本中的步骤完成。也许有的学生一下子会说出“结论”而自以为得意，但是应该让学生明确：一下说出来的“结论”不是结论，只是猜想，只是探究活动的开始，它还需要论证。探究活动的目的绝不只是让学生说出和记住结论，而是要求学生在探究的过程中学习，科学探究过程的每个环节都有它特有的教育功能。 提出问题 课本是在“串联电路”、“电压”、“电压表的使用”、“串联电池组的电压关系”等知识学习的基础上，直接提出问题：“串联电路中各部分电路的电压与总电压有什么关系？” 猜想或假设 学生的想像会是丰富多彩的，如：串联电路中的电流是各处相等的，电压是产生电流的原因，是否电压也会与电流有相同的关系呢？ 串联的两个小灯泡能同时发光，说明各部分电路也一定有电压来维持，它们的电压之和是否与电源的总电压相等？ 教学中要多鼓励，对于富有想像力的学生要充分肯定，不管这个猜想是否与教师心中的答案相同。不要怕耗费时间而急于得出结论，这个问题的结论不在教学要求之内（课程标准上没有明确要求）。 设计实验 在做出猜想或假设之后，进入制订计划阶段，这实际上就是让学生设计实验课本中直接给出了探究的具体计划。即要对电路中各个用电器两端的电压进行测量，这样实验器材的名称及数量就可以确定下来。另外，考虑到物理规律的客观性、普遍性和科学性，在实验设计中，引导学生采用更换负载，进行多次测量的方法。这对于学生形成科学思维方法的作用较大。 设计实验的训练，能提高学生思维和工作的条理性，养成良好的工作作风，是“过程和方法”、“情感、态度与价值观”教育的重要内容。 进行实验 这一步是实际操作，要注意仪器使用的规范性。注意让学生养成记录原始数据的习惯。 分析和论证 这一步是数据处理。学生可自行设计记录数据的表格，并通过实际测量结果回答问题：“测量结果说明了什么？”“得出了什么结论？”等。 本探究的结论：“串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和。” 评估 要求学生对自己的探究活动进行回顾、分析，并思考在探究过程中，哪些问题真正弄懂了，哪些问题还不清楚，实验设计有没有不合理的地方，操作中有没有什么失误，测量结果是不是可靠 初中学生做实验、解题往往做完了不检查，不总结。其实，“评估”是一切工作的重要环节，通过评估可以发现不足，及时弥补，还可以总结经验，有利于将来的学习和工作。 交流 “交流”在义务教育物理课程标准中是单独列出的一个环节，其实它贯穿于整个探究活动之中。教学中，可组织学生以小组为单位进行交流，也可以全班交流。 交流一定要包括口头交流。不能只交流结论，要从问题的提出开始，包括猜想、设计实验同学之间互相比较一下，看看有什么不同，想一想，“我的为什么和别人的不一样？” 教师要鼓励不同的想法和做法，能够让学生开展争论就更好了。 并联电路中的电压 另外，有关“并联电路中电压的规律”的内容，标准中没有要求，学生应该能够自己完成。教学中教师可以点一下，也可以通过实际电路加以验证，但不必花费太多的时间，课程标准上不做要求。 关于本节的评价的建议 与知识和技能的评价不同，不要把探究的结论作为评价的标准，而要根据学生参与探究活动的全过程所反映出的学习状况，对其学习态度、优缺点和进步情况等作出适当的评价。在对学生交流给予充分重视的同时，注意培养全体学生的参与意识。 动手动脑学物理 1这是串联电路中电压规律的应用性题目。有条件的学校可鼓励学生集体动手制作彩灯串儿。 2这仍是一个自制电池的设计制作型练习题。与上节不同的是选用水果代替盐水溶液，实验时仍应指导学生采用“试触”的方法，根据电压表上指针的方向变化，来判断哪个金属片是电池的正极，哪个金属片是电池的负极。 通过学生动手操作，选取不同的金属和不同的水果（每个学生自愿选取两种金属和一种水果）进行实验，可以考虑用一定的时间让学生交流（包括让同学们互相演示），这种交流会使学生对不同物质所具有的共性及个性有所认识。 STS 这部分内容可让学生自己阅读，同时也应该鼓励学生关注环境保护方面的问题，通过网上及各种渠道的资料调查，进一步了解有关废电池对环境的危害，提高环保意识。 资料性调查研究能力也是一种十分重要的科学研究能力，也同样是科学研究的基础，因此要求学生要学会查找各种资料。第六章 欧姆定律(三、电 阻)目 标 1知识与技能 知道电阻及其单位。 知道滑动变阻器的构造，会把滑动变阻器连入电路来改变电流。 2过程和方法 通过观察实验、对比等方法，学习利用滑动变阻器改变电流、电压。 3情感、态度与价值观 通过了解半导体和超导体以及它们在现代科学技术中的应用，开阔视野。 说明与建议 想想做做 把长短、粗细相同的不同导体连入照明电路中，通过观察灯泡明亮程度的变化，来获得不同导体（相同条件下）对电路中电流的阻碍作用的信息。课本图。631只画出了两种不同的金属导体，教学中也可以多选取几种材料进行比较。电阻概念的引出是通过上述实验得出的。实验有两个作用：一是引出电阻的概念，导体对电流有阻碍作用，电阻是导体本身固有的一种属性。二是表明电阻的大小跟导体的种类等因素有关。电阻的概念比较抽象，教学中教师最好不要硬性地将其灌输给学生，而是通过“想想议议”中的实验（课本图631中也可串联接入一个电流表），让学生观察、比较、分析，确认导体对电流有阻碍作用后得出，即要把电阻概念的教学变得直观、生动、具体，并且使学生明确怎样用实验的方法比较导体电阻的大小。 电阻 教材以电阻概念的定义、电阻的大小和单位、常见的电阻器为核心展开，直接给出电阻单位的名称、简称、符号。教材没有给出电阻率的概念，而是给出几种“长度为1m、横截面积为lmm金属导线在20时的电阻值”。这样处理既满足义务教育物理课程标准的要求，又向学生渗透电阻的本质特征是表征物质的一种固有属性，不同导体的导电能力是不同的。换句话说，不同的导体对电流的阻碍作用不同。 有关影响金属导体电阻的几个因素的内容，义务教育物理课程标准中没有要求，而是以活动建议的形式提出来了。因此，该内容没有在课本上列出，有条件的学校可放手让对此感兴趣的学生开展探究活动，研究电阻大小与材料种类、长度、横截面积的关系。 通过课本上的照片和实物可以帮助学生认识各种电阻。通过将电阻器连入电路，让学生观察及测量电路中电流、电压的变化情况，来理解电阻器的作用。另外，利用电阻的知识，进一步说明绝缘体的本质，让学生明白，绝缘体之所以起到绝缘的作用，就是由于其电阻很大的缘故。 科学世界 半导体和超导体：利用电阻的知识，进一步说明导体与绝缘体的区别，使旧知识有所升华。由于半导体的应用已很广泛，向学生介绍这方面的知识，对启发学生思维，开阔眼界，提高学习兴趣，都大有好处。 想想做做 通过改变铅笔芯在回路中的长度来改变回路中的电阻的实验，引出导体电阻的大小与导体的长度有关的结论。在相同粗细的条件下，导体的长度越长，电阻越大；导体的长度越短，电阻越小。进而为讲解滑动变阻器的工作原理打下了基础。这个实验，材料简单易得。学生在丰富实际知识时，获得深入的科学道理，会感到有趣。 变阻器 教学时可通过演示收音机控制音量的旋钮（改变音量的实际需要）、调光台灯的控光旋钮（改变光亮的实际需要）等，激发学生强烈的求知欲，创设良好的学习情景，为变阻器的学习做好铺垫。 要求学生结合滑动变阻器实物和照片，了解滑动变阻器的构造。在学习滑动变阻器的构造、工作原理和用法的情况下，进一步理解滑动变阻器的作用。要让学生注意每个变阻器都有规定的最大电阻值和允许通过的最大电流值。尽管这一点在教学上不作要求，但是对于一个电路元器件的学习，这方面的意识培养还是很重要的。 探究 把改变小灯泡的亮度作为实际需要，让学生运用滑动变阻器来解决实际问题，并且采用科学探究的方式。由于变阻器的学习属技能性训练方面的内容，因此探究的方式也与前面的学习有所不同，以提出思考性问题的方式展开，并且课本中的思考问题只有通过动手操作，才能深刻领会。 学生在探究中，一方面熟悉并掌握变阻器的结构和连接方法。另一方面使变阻器知识有的放矢，同时这一活动又是实践性和开放性并存，给学生留有很大的空间。因此在指导上要有张有弛，对技能方面的训练要严格，对学生提出的新问题、新思路、新方法要给予指导和鼓励。 动手动脑学物理 1此题的目的是继续训练学生连接闭合电路的能力，同时学会用变阻器控制小灯泡亮度的连接方法。注意不仅要在纸面上会连接电路、画电路图，还一定要进行多次练习。这是上面“探究怎样用变阻器改变灯泡的亮度”的巩固性题目。 2目的同上。将接线柱接错，使变阻器成为一个不变的电阻。让学生指出错误之处后，要求学生动手改接。四、欧姆定律目 标 1知识与技能 通过实验探究电流、电压和电阻的关系。理解欧姆定律，并能进行简单计算。 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。 会用滑动变阻器改变部分电路两端的电压。 2过程和方法 使学生感悟用“控制变量”来研究物理问题的科学方法。 3情感、态度与价值观 重视学生对物理规律的客观性、普遍性和科学性的认识，注意学生科学世界观的形成。 说明与建议 欧姆定律是电学中的基本定律，它是进一步学习电学知识和分析电路的基础，是本章的重点。欧姆定律是实验定律，要求学生通过探究活动得出，从而更进一步体验科学探究，学习科学探究的方法。这一节综合性较强，从知识上讲，要用到电路、电流、电压和电阻的概念；从技能上讲，要用到电流表、电压表和滑动变阻器等。 探究 电阻上的电流跟电压的关系 本节教学要在实验室进行。教师也许会担心学生从课本上看到欧姆定律的结论怎么办？应该明确：这并不妨碍探究活动的开展，因为科学的结论是需要论证才能得出的。探究活动的目的绝不只是让学生记住“结论”，而是要求学生在探究的过程中学习。因此，组织好学生的探究活动是得出欧姆定律的关键。 提出问题 课本是在前面“电流”、“电路”、“电压”、“电阻”等知识学习的基础上，推断出电流与电压、电阻的定性关系。这样处理一是给接下来的实验结果做了铺垫，不致使学生感到突然；二是目的明确，使学生对将要探究的问题产生强烈的愿望，想要证实一下这个推断。 有了定性的关系，又知道电流是可以用电流表测量的物理量，电压是可以用电压表测量的物理量，电阻也是可测量的物理量。在此基础上就可以引出“探究电流与电压、电阻会不会有定量关系”的问题。 猜想或假设 学生的想像会是丰富多彩的，如： 电压越大，电流越大； 电阻越大，电流越小； 也许是其中的两个相乘等于第三个？也许是其中的两个相除等于第三个？ 也许 对于富有想像力的学生要充分肯定，在教学中，要多鼓励，多引导。同时逐渐要让学生领悟到：对于物理问题，不能仅靠猜想，还要进行实验研究，通过实验来检验猜想是否正确。 设计实验 让学生设计实验，课本中没有给出“探究电流与电压、电阻定量关系”的具体计划，而是在实验设计中采用定值电阻，使电阻这个物理量是已知的，换言之，这个量是固定不变的。这样就暗示着把研究三个变量之间的关系问题变成了固定其一研究另外两者关系的问题。即“固定电阻，研究电流与电压的关系”问题。现行九年义务物理教材在这个问题上是直接运用“控制变量法”来处理的。从一定意义上来说是有效的，可以参考。不过，由于义务教育物理课程标准中对欧姆定律的要求有所降低，因此本教材只是让学生通过“固定电阻，研究电流与电压的关系”问题，而没有像旧教材那样，又从另一个角度，即“固定电压，研究电流与电阻的关系”问题。本教材这样处理，一方面考虑要降低难度要求，作为初学物理的学生来说，第一次接触三个变量的关系问题是比较难的问题。另一方面，考虑到这样处理比较符合欧姆在研究该问题时的思想方法（见本章参考资料10）。 可要求学生在实验设计时，针对某一定值电阻进行设计，其中包括测量仪器的选取和实验电路图的设计。 课本中就电压的改变给出了改变电池节数的方法（图61），这是最简单的。同时课本在此采用比较开放的方式，让学生自己想办法处理电压的改变问题，也提到可以使用学生电源等方法，不过没有给出具体的操作方案，教师可以根据学校和学生的实际情况进行处理。一般是采用滑动变阻器进行分压（图62），由于学生已经有串联电路中电压的规律和滑动变阻器的知识做铺垫，因此应该鼓励学生运用这种方法。可以让学生想一想，为什么电路图61的设计不够合理？ 另外，应该提醒学生注意：要考虑到物理规律的客观性、普遍性和科学性，在实验设计中，要采用更换定值电阻进行反复实验的方法。这种方法对于学习物理是不可忽视的，本章已是第二次出现这种处理方法。 进行实验 实际操作中，要让学生注意仪器使用的规范性。在一个实验电路中，同时使用电压表和电流表，对学生来说这是第一次。所以在连接电路时，除了复习电压表和电流表的使用方法外，应该给予具体的指导。 要提醒学生注意：在测量过程中，电路闭合时间不能太长，读取数据后要断开电路，以防通电时间过长，电阻发热给测量带来误差。 测量组数的多少可根据时间而定，时间充足就多测量几组，但至少要测量三组以上。 若使用学生电源并通过滑动变阻器来分压的情况下，让学生调节滑动变阻器的滑片，尽量使定值电阻两端的电压成整数倍地变化（如：1V，2V，3V）。 实际操作中，尽可能让学生通过动手的过程自己去感悟，当然这样做对学生的要求是高一些，也许学生一下子想不到，教师最好不要急于告诉学生。 分析和论证 数据处理时，可引导学生认真思考测量结果说明了什么？得出了什么结论？根据取得的原始数据启发学生讨论，得出结论。 结论：通过导体的电流与加在导体两端的电压成正比。 有的学生和老师也许愿意用图象进行处理数据。不管学生采用什么方法，只要学生通过测量结果得出：U=RI，或I=UR，或R=UI的任意一种形式均可。 评估 要求学生对自己的探究活动进行回顾、分析，思考在工作中哪些问题真正弄懂了，哪些问题还不清楚，实验设计有没有不合理的地方，操作中有没有什么失误，测量结果是不是可靠让学生有意识地进行“自我评估”的训练也是一个十分重要的环节，能学会自己发现不足，及时总结，及时调整。 交流 教学中，可采取各种形式进行交流，不能只交流结论，要从问题的提出开始，包括猜想、设计实验同学之间互相比较一下，看看有什么不同，想一想，“我的方法、结论为什么和别人的不一样？”鼓励不同的想法和做法，如果学生能够开展争论就更好了。 欧姆定律 欧姆定律中，电压的单位用伏特，电阻的单位用欧姆，电流的单位用安培。欧姆定律的公式还可写成： I=UR。但由于伏特、欧姆、安培这三个单位都是单独给出的，因而这里不要求对此作进一步讲解。要提醒学生注意在应用欧姆定律的公式进行计算时，一定要统一国际单位后方可进行计算。 通过欧姆定律的应用的例题，学生应学会对数学公式的变形，求未知物理量的问题。为避免学生将物理问题数学化，课本警示学生注意物理量的计算不同于数学上的计算，必须有对应的物理单位才有意义。为此教学中需加以强调。 额定电压 额定电压的含义达到常识性了解即可。通过稳压器的作用，比较具体、形象地了解额定电压的含义及其界定。让学生知道，用电器两端电压的大小会直接影响流过用电器的电流大小，保证用电器正常工作的电压值就是额定电压，高于或低于额定电压值都有危害。这一点也为本章第五节“测量小灯泡的电阻”以及电功率一章中的第四节“测量小灯泡的电功率”中的相关问题做了铺垫。 短路 学生虽然知道导线的电阻比较小，但是同灯泡的钨丝相比究竟小多少？课本在“电阻”一节中虽给出了几种长度为lm、横截面积为lmm金属导线在20时的电阻值，但没有列出相应钨丝的电阻值。教学时，可以给出相同条件下，两种金属的电阻数值上的差异，即常温下，铜的阻值还不到钨的三分之一。同时，还要指出，随着灯丝的温度逐渐升高，电阻值也会增大。这一点在教学上不做要求，让学生了解即可。教学时，还可以从欧姆定律的知识出发，让学生从理论上理解电源短路时电流过大的原因，即在电源电压一定的情况下，导体的电流与电阻成反比，而导线的电阻过小，从而回路中的电流就会变得很大，因此会造成极大的危险。 短路的教学，也可以放在下一节内容后处理。动手动脑学物理 1应用欧姆定律的计算问题。课本中的例题已经有了铺垫，直接将已知的物理量代入公式计算即可。 （答案：I=227A） 2不能直接将数值代入公式计算，先将已知的物理量的单位统一为国际单位再代入公式进行计算。 （答案：U=210V） 3先将已知的物理量的单位统一为国际单位再代入公式进行计算。 （答案：R=88） 4训练学生会运用欧姆定律分析电路中的短路问题。通过计算并与第1题结果的比较，可明显看出造成短路会给通电回路带来如此大的电流，从而获得短路危险性的进一步认识。五、测量小灯泡的电阻目 标 1知识与技能 应用欧姆定律，学习一种测量电阻的方法。 会同时使用电压表和电流表，了解钨的电阻特性。 2过程和方法 通过测量小灯泡的电阻，了解欧姆定律的应用。 3情感、态度与价值观 实验电路的设计、连接以及测量过程中的兴趣培养。 说明与建议 本节是欧姆定律内容的延续。教师可首先提问：欧姆定律I=UR可变形为R=UI，可不可以说导体的电阻R与U成正比而与I成反比？也就是说，加在导体两端的电压U越高，导体的电阻R就会越大？通过导体的电流越大，导体的电阻R就会越小？然后说明，电阻是物质的属性，是导体本身因素决定的，不会因通电情况的不同而不同。本节内容要求学生自己设计实验电路、自选仪器、设计实验步骤、实验记录表格等，特别是围绕着变阻器在电路中的作用等方面提出了较高的教学要求，教师应给予积极引导和充分重视。 想想议议 课本中提供了测量一个灯泡中电流和它的两端电压的实验电路图（课本图651），其电路中加了变阻器，同时提出问题“变阻器有什么作用呢？” 教师首先应对前面变阻器等方面的知识进行复习，要真正让学生明白滑动变阻器在电路中的作用。电路中接入滑动变阻器，通过改变接入电路的电阻，就能改变电路中的电流和导体两端的电压。多测量几组不同的电流和电压的数据，就可以得到多个电阻测量值。从而可以通过取平均值的方法，去掉测量的偶然误差，提高物理量的测量精确度。这里变阻器的作用就是起到改变电路中电流的作用。让学生通过物理实验的学习，学习使用这种方法是十分必要的。 想想议议 第一个问题：从电流表的使用规则来说，被测电流不能超过电流表的量程。同时，要让学生注意每个变阻器都有允许通过的最大电流值。对于一个电路元器件的学习，要注意这方面意识的培养。因此闭合开关之前，应该先调整变阻器的滑片，使它连入电路中的电阻值最大，换言之，使它处于电路中电流最小的位置。 第二个问题：用电器（灯泡）两端的额定电压是保证用电器正常工作（灯泡正常发光）的电压值。当高于额定电压值时，根据欧姆定律，流过用电器（灯泡）的电流就会比正常工作条件下的电流值大，这对用电器的使用寿命是有很大影响的，严重时会烧坏用电器。因此从设备安全角度考虑，测量时要使电压逐次降低，而不是升高。 动手动脑学物理 1此题的目的是对学生进行电路连接的训练。学会用变阻器控制电路并测量小灯泡电阻的电路连接方法，注意不仅要在纸面上会连接电路，还一定要在实验室进行多次这样的练习。课本图652中的错误是将变阻器的接线柱接错，短路接入电路，变阻器失去改变电路电阻的作用。应该强调，短路是很危险的（如果电源电压超过小灯泡的额定电压），因此在电路连接过程中要绝对避免。 2该题目是数据处理方面的训练问题。通过数据的处理，使学生进一步巩固欧姆定律知识及测量电阻的一种基本方法。 3该题目具有很强的实践性、开放性，要求学生开展探究活动来回答这个问题。由于课文中已涉及此问题，因此最好是要求学生独立完成。 4.该题目同样具有很强的实践性、开放性，义务教育物理课程标准和课文中并未提“内接”、“外接”的问题，因此该问题在教学上不作要求。对于有余力的学生来说，最好让其动手连接电路及实际测量，并分析不同测量电路的特点和区别。通过伏安法测电阻中的“内接法”和“外接法”问题的思考，开阔眼界，不要求学生一定得出标准答案（见参考资料中相关知识的介绍）。六、欧姆定律和安全用电目 标 1知识与技能 会用欧姆定律的知识理解安全用电的道理。 2情感、态度与价值观 使学生具有安全用电的意识和社会责任感。能自觉地执行和宣传安全用电。 通过了解避雷针的发明过程，培养学生热爱科学的精神。 说明与建议 在学了欧姆定律之后，本章是从电压的高低、电阻的大小对用电安全性的影响入手的。关键是让学生会运用已学到的电学知识，一方面增强自我保护的意识；另一方面，在帮助他人时要有讲安全、讲规则、讲科学的意识。这方面的训练，对学生科学素养、价值观的树立是十分重要的。 为什么电压越高越危险 电压越高越危险。从生活经验中，学生会对此早有感知。这里主要是从两个方面来考虑，一是从电压高低对用电安全性的影响来考虑。二是从安全教育的角度来考虑。通过欧姆定律的学习，学生已经知道通过导体的电流与加在导体两端的电压成正比。在给出对人身体的安全电压值36V的前提下，学生会真正警醒高电压的危险性。教学中可以列举几种高压危险情况的实例，让学生逐一列举并分析产生危险的原因。 为什么不能用湿手触摸电器 由欧姆定律知道，在电压一定的条件下，电阻越小，产生的电流越大。不能用湿手触摸电器，就是从电阻大小对安全性的影响来考虑的。 不纯净的水也是导体。由于不纯净的水中有离子（化学课还没有开，对初中学生来说，离子的概念还没有形成，因此不能给学生解释过多），这样不纯净的水对电流的阻碍作用就比较小。湿的手与干的手比较，电阻值有很大的差异。同时，如果用湿手插（拔）插头、按开关等，极易使水流入插座和开关内，使人体和电源相连，造成危险。因此，千万不要用湿手触摸用电器。 注意防雷 避雷针的广泛应用是早期电学研究中的一项重要成果。请参阅参考资料中有关“富兰克林的风筝实验与避雷针的发明”的内容，让学生通过物理学史知识的学习理解科学研究的意义以及学习科学家为科学而献身的精神。 地球表面的物体由于受到地球表层或其他物体的摩擦，使原子最外层电子脱离原子。由于地球本身是一个极大的电容，因此质量较轻、较易移动的负电粒子便跳至地表积聚于地球表面，而将带正电的粒子留在空气中。因此初步地讲，地表带负电，而天空上方则带正电，正电荷大约分布在距地表50000m处（图6-3）。雷电均发生在积雨层，由于积雨层内空气所含的水蒸气比干燥空气多，而电荷极易吸附于水珠表面，故积雨层可积聚许多电荷。避雷针因在房屋的高处，其尖端曲率半径又极小，分布在其内的负电荷所产生的电场很大，易使其周围的空气电离而造成一条可以导电的通道（图64）。并且避雷针是金属做的，是电的良导体，当电荷传至避雷针尖上时极易沿着金属线流入大地。这一电流通道可使云层和建筑物间的正负电荷中和，使云层放出的电荷完全通过避雷针流入大地而不会损坏建筑物等。 针对雷电是大气中一种剧烈的放电现象可进行简明扼要的解释，不要求过深。课文中选取的三幅照片，一是让学生认识避雷针；二是通过它来反映科学发现的伟大力量和意义。这一点对学生科学世界观的形成也是十分有意义的。 STS 雷电灾害的实况报导。学生自己阅读，不需要教师讲解。目的是让学生提高安全意识和防犯意识，同时通过这血的教训警示大家，人类同大自然的抗争，需要科学的头脑和科学的手段。 动手动脑学物理 1从安全教育的角度考虑，使学生具有安全用电的意识。 2查找资料能力的训练。第六章 欧姆定律(参考资料)伏 打 伏打（17451827），意大利物理学家，对电流的早期研究作出了重要贡献。伏打从1765年开始从事静电实验研究。1775年他发明了起电盘（静电起电机），1787年他发明了灵敏的麦秸静电计。他的最大功绩是发现了两种不同金属接触时产生电势差的现象，发明了伏打电池。 1780年，博洛尼亚大学的解剖学和生理学教授伽伐尼在解剖青蛙时偶然地发现蛙腿的痉挛，伽伐尼将这一现象归因于“动物电”。伏打注意到伽伐尼的发现，做了许多动物电实验。1793年他全然否定了动物电的存在，提出了闻名的电的接触学说。他以不同金属联成的环接触蛙腿及其背，从而成功地使活青蛙痉挛。他还观察到由两种金属联成的弯杆，一端放到眼睛附近，当另一端与嘴接触的瞬间有光亮感等。伏打由此猜测，这些实验中最根本的是不同金属的接触。并且通过进一步的实验断言，伽伐尼电池产生于两种不同金属的接触。 伏打将导体分为第一类导体（金属）和第二类导体（潮湿导体）。他证实，只有通过木同类导体的接触才可能产生“电动势”（指伏打用语）。他又发现产生电循环的本质条件是必须由两种不同的第一类导体和第二类导体组成回路。1799年，他发明了一种直接倍增伽伐尼电的两类导体的组合接触法，这就是一片片潮湿的纸板隔开的一对对锌版和铜板组成的伏打电堆。他还发明了第一个伏打电池组。伏打电堆和伏打电池在此后的一段时间中成为产生电流的唯一手段，它们的发明和运用开拓了电学的研究领域。 后人为了纪念伏打在电学上的贡献，将电动势和电势差的单位以他的姓氏命名为伏特。磁电系仪表的一些知识 磁电系仪表是电工指示仪表中应用最广泛的一种仪表，它可以直接测量直流电压和电流。学校实验室中用的电流表和电压表大都是磁电系仪表。 （l）磁电系仪表的结构原理 磁电系仪表的结构如图6-5所示。永久磁铁1两端各有一个半圆形极掌2，构成两个磁极。在两权掌间有圆柱形铁心3，极掌和圆柱形铁心间的空隙中形成均匀辐射状的强磁场。细导线线圈4绕在矩形铝框上，轴5与线圈两端相连，轴尖支撑在轴承里，使线圈可以自由转动。指针6与轴相连。游丝7的内端固定在转轴上，外端固定在仪表内部的支架上。一个仪表中通常有两个游丝，它们的旋绕方向相反。当线圈中通电转动时，两个游丝被扭转，产生反作用力矩，两个游丝还兼作线圈中电流的引入线和引出线。8是零点调节器。9是平衡锤，用来调节可动部分的机械平衡。 当线圈4中有电流通过时，线圈受磁场力而转动，转动力矩的大小跟电流的大小有关系。电流增大，转动力矩增大，指针转角也增大，当转动力矩与游丝的反作用力矩平衡时，指针停止转动，停留在某一位置上，指示出电流的数值。矩形铝框可对转动产生阻尼力矩。当线圈转动时，铝框因切割磁感线产生感应电流，感应电流与磁场相互作用，产生阻碍线圈转动的阻尼力矩。线圈停止转动，阻尼力矩立刻消失。阻尼力矩的作用是使指针尽快地停到平衡位置上，减少指针由于惯性在平衡位置附近来回摆动的时间。 根据磁场对通电导线的作用力公式，可以推导出磁电系仪表指针的偏转角a的公式如下： 式中B为磁感应强度，N为线圈匝数，A为线圈的有效面积，D为游丝的反作用系数，I为通电电流。 对于已经制成的仪表，B、A、N、D都是固定值。因此偏转角a仅与通电电流I成正比，a与I是线性关系。因而磁电系仪表的刻度盘是均匀的。 （2）准确度等级 电工指示仪表的准确度等级分为7级，即：0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0。准确度等级表示仪表允许的最大绝对误差与仪表满刻度值之比的百分比。 中学实验室中的学生用电表都是2.5级的。对于电流表的OA3A挡，它的示值最大可能绝对误差I=2.53A=0.075A。电压表的0V15V挡，示值的最大可能绝对误差为U=2.515V=0.375V。 （3）磁电系仪表的优缺点 优点： 准确度高。磁电系仪表采用永久磁铁，磁场强，受外界磁场影响小。分流电阻和附加电阻都可以做得很准确。因此这种仪表的准确度高，可以达到0.1级，甚至可达到0.05级。 灵敏度高。只需通以很小的电流，线圈就能产生足够大的转动力矩，所以灵敏度很高，可达1A分格。 仪表消耗的功率小。测量机构内部通过的电流很小，所以消耗的功率小，对被测电路的影响小。 刻度均匀。指针的偏转角a与被测电流I成正比，是线性关系，所以刻度均匀。 缺点： 过载能力低。由于电流通过很细的游丝，线圈导线也很细，所以电流超过额定值后易烧坏游丝和线圈。 只能直接测量直流电。 结构较复杂，成本高。磁电系仪表有永久磁铁和活动线圈，比电动系仪表和电磁系仪表结构复杂，成本也高。 （4）仪表的选择与使用 选择和使用磁电系仪表要注意以下事项： 按被测量的大小选择适当量程的仪表。合理选择适当量程的仪表可以充分发挥仪表准确度的作用，减小测量的相对误差。被测量的值应选在仪表测量的最大值和2/3最大值之间。 按被测量的实际要求合理地选择仪表的准确度级别。仪表的准确度级别应等于或小于被测量允许误差的1/31/5,不必追求更高准确度的仪表。 购买仪表时要检查是否有合格证书，合格证书不能超期，否则应进行周期检定。 磁电系仪表只能用在直流电路中，要注意接线的极性，不能接反。 应使仪表处在规定的位置，例如水平放置、竖直放置，或按表的规定倾斜角度放置。 调好零点。读数时姿态要端正，视线要平直，避免产生读数误差。直流电源 能使电路中形成恒定电流的装置，如干电池、蓄电池、直流发电机等，称为直流电源。 直流电源有正负两个电极，正极的电势高，负极的电势低；当两个电极与电路连通后，直流电源能维持两个电极之间的恒定电势差，从而在外电路中形成由正极到负极的恒定电流。 要使电源两极间的电势差保持恒定必须使在外电路中由正极流到负极的正电荷，在电源内部逆着电场力的方向，由负极返回到正极去。这个过程不能靠静电力，只能靠某种与静电力方向相反的“非静电力”来实现。因此，电源就是一种提供非静电力的装置，通过非静电力做功，把非电能转化为正负电极之间的电势能。 表征电源特征的重要物理量有两个：一个是电源电动势E，另一个是电源的内电阻（简称内阻）r0。 直流电源的类型很多，不同类型的直流电源，非静电力的性质不同，能量转换的过程也不同。例如，在化学电池中，非静电力来自与离子的溶解和沉积过程相联系的化学作用，化学电池放电时，化学能转化为电能和电路中的内能。在直流发电机中，非静电力来自电磁感应作用，直流发电机供电时，机械能转化为电能和电路中的内能。电 鳐 有些生物细胞，不仅细胞膜内外有电位差，在细胞的不同部位之间也存在电位差。这类细胞称极性细胞。在极性细胞所组成的组织中，如果极性细胞的排列方向不一致，它们所产生的电场相互抵消，该组织就表现不出电位差。如果极性细胞的排列方向一致，该组织的不同部位间就呈现一定的极性与电位差。它的极性与电位大小，取决于细胞偶极子矢量的并联、串联或两者兼有所形成的矢量总和。如在一些生物组织上，极性细胞就是串联排列的。其中电鳗等鱼具有的电器官就是由特化的肌肉所形成的“肌电板”串接而成。如由50006000个肌电板单位串联而成的电鳗的电器官，由于每个肌电板可产生015V左右的电压，因此这种电器官放电的电压可高达600V866V。电鳐的“肌电板”数没有电鳗的多，因此产生的电压在200V左右。 （选自大百科全书生物卷）电子论对金属导体电阻的解释 金属是由自由电子和正离子组成的。正离子构成金属结晶点阵，自由电子不断地作无规则的热运动。大量自由电子的热运动在任一方向上的速度平均值为零，不形成电流。在外加电场作用下（在导体两端加电压），这些自由电子获得了一个逆着场强方向的定向移动速度，形成了电流。电阻就是作定向移动的自由电子跟晶格碰撞所产生的对电流的阻碍作用。不同材料的金属，有不同的结晶点阵结构，因而有不同的电阻。 几种常用电器的电阻 名称电阻（） 普通干电池铅蓄电池1540W日光灯丝冷态直流电阻1520W日光灯镇流器冷态直流电阻220V 40W白炽灯泡（冷态）220V 40W白炽灯泡（热态）0.7 0.050.13.55283210001210电阻器的标志方法 电阻器的阻值和允许偏差的标志方法有三种。 直标法 在电阻器表面上直接标出产品的标称电阻值和允许偏差的百分数。如“5.1kfl5”表示标称阻值是5.1k，实际阻值不偏离此值的5。这种方法一目了然。 文字符号法 表示阻值单位的符号有R（表示100）、K（表示103）、M（表示106）、G（表示109）、T（表示1012）。表示允许偏差的符号有：B（表示0.1）、C（表示0.25）、D（表示0.5）、F（表示1）、G（表示2）、J（表示5）、K（表示10）、M（表示20）、N（表示30）。在表示阻值单位文字符号前面的数字表示该电阻器电阻的整数值，在此文字后面的数字表示小数点后面的阻值，末尾是允许偏差。如“5K1J”表示标称阻值5.1k、误差5，“10RK”表示标称阻值10、误差上10。这种方法由于取消了小数点，从而避免了因小数点不清而发生的误识。 色标法 用四条或五条色带来表示电阻器的阻值和允许偏差。 导体质料的标志符号有：T（表示碳膜电阻）、J（表示金属膜电阻）、Y（表示金属氧化膜电阻）、X（表示线绕电阻）。 电阻器的工作电压、功率一般是直接标出的。超导现象 1911年，荷兰物理学家昂尼斯（18531926）发现，水银的电阻率并不像预料的那样随温度降低逐渐减小，而是当温度降到4.15K附近时，水银的电阻突然降到零。某些金属、合金和化合物，在温度降到绝对零度附近某一特定温度时，它们的电阻率突然减小到无法测量的现象叫做超导现象，能够发生超导现象的物质叫做超导体。超导体由正常态转变为超导态的温度称为这种物质的转变温度（或临界温度）TC。现已发现大多数金属元素以及数以千计的合金、化合物都能在不同条件下显示出超导性。如钨的转变温度为0.012K，锌为0.75K，铝为1.196K，铅为7.193K。 经典理论对超导现象产生的原因无法解释，为了从微观上对这一现象进行解释，花费了固体物理学家近半个世纪的心血，直到1957年才由巴丁、库珀和施里弗建立了完整的超导微观理论（BCS理论）。为此，他们荣获1972年诺贝尔物理学奖。 我们知道，在大的电磁铁或电机中，通过线圈的电流很强，为了避免产生过多的热量，线圈就必须用较粗的导线绕或采取冷却措施。如果用超导体做线圈，就可以避免这种缺点。现在用超导体制造电机方面的研究工作已取得较大的进展。 超导电缆的研究和应用，也有很大进展。超导电缆埋在地下，损耗小，有利于节约能量，保护环境和节约土地。 超导现象在高能物理领域也有重要应用。用超导线圈制成的电磁铁能产生强大的磁场，对于核聚变时约束等离子体和粒子加速器实验装置都有很大用处。 目前阻碍超导现象大规模应用的主要问题是它要求低温。如果能得到在室温下工作的超导材料，可能会使整个工业的发展发生巨大的变化。对新的超导材料的研究工作，我国走在世界的前列。关于伏安法测电阻的内接法与外接法 利用电压表和电流表测电阻R的电路有两种接法。 （1）电流表内接法 电路：如图66。结果：测量值偏大，即R测R0 定性解释：电流表内接时，电流表的读数与R中的电流相等。但由于电流表的内阻RA0，而具有分压作用，使电压表读数大于R两端电压，因此，由R测=U/I算得的电阻值偏大。 定量分析：因为电压表所量得的是R和RA的串联电压，所以测得值是R和RA的串联等效电阻，。 绝对误差 相对误差 因此，在待测电阻RRA时（这时电流表的分压很小），内接法误差小。 （2）电流表外接法 电路：如图6-7。 结果：测量值偏小，即R测R0。 定性解释：电压表的读数与R两端电压相等。但由于电压表内阻RV，而具有分流作用，使得电流表的读数大于流过R的电流，因此由R测UI算得的电阻值偏小。 定量分析：因为电流表量得的是通过R和的总电流，所以测得值是R和RV的并联等效电阻。 绝对误差 相对误差 因此，在待测电阻RRv（这时电压表分流很小）时，外接法误差小。 在实测中，内、外接法的选择并不都是理论上越精确就一定越好。例如：设待测电阻R=5，电流表电阻RA0.05，电压表电阻Rv=10k。 使用外接法时 使用内接法时 理论结果似乎说明外接法更好，但实际上我们使用这两种线路所得测量值是会相同的。这是因为任何一种指针式电表，由于制作时磁钢的强弱、动圈电阻的大小、刻度的间距、阻尼的大小等等因素不可能都绝对相同，因此电表本身就具有一定的误差棗误差等级，中学学生实验使用的电流表、电压表一般都是2.5级电表，即测量误差可达最大刻度值的25。在这种情况下，内=1和内=0.5。的差别，电表本身已不能反映出来，因此测量结果将相同。但如果待测电阻是0.5，则内接法的误差就会达到10！这时就应使用外接法了。 在实测中，不一定都能事先知道待测电阻的大概值，也不一定很清楚和的大小。为了快速、准确地确定一种较好的接法，可以按以下步骤操作： 将待测电阻R与电流表、电压表如图6-8接好，并将电压表的一根接线K空出。将K先后触碰电流表的两个接线柱a、b。比较两次触碰中两个电表的读数变化情况：若电压表读数变化显著，说明电流表分压作用明显，应使用外接法，K接a；若电流表读数变化显著，说明电压表的分流作用明显，应使用内接法，K接b。欧姆定律的建立 欧姆定律是在人们还缺乏“电流强度”、“电动势”（或“电势差”）概念，电阻概念还在摸索中，又缺乏电流计的情况下诞生的，作为一名中学教师创立这一重要定律的过程是来之不易的。 卡文迪什在研究莱顿瓶放电时已经发现，不同的导体在导电能力上存在差异。电池的发明为研究电路提供了方便的工具。戴维于1821年详尽地研究了不同金属的导电能力，发现导体的导电能力与它的横截面积成正比。与此同时，贝克勒尔（A.CBecquerel17881878）发现，在长度比与横截面积比相等时，同一种金属制成的导线有相同的导电能力。在这些成果的影响下，欧姆开始了这方面的研究工作。1825年5月，他发表第一篇研究论文金属传导接触电的定律的初步表述，通过磁针转角的大小来讨论电流电磁力的衰减与导线长度之间的关系即金