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2019-2020年高中物理 歐姆定律教案 人教版第二冊(cè) 一、教學(xué)目標(biāo) 1．理解產(chǎn)生電流的條件；掌握電流強(qiáng)度的定義、公式，并應(yīng)用于實(shí)際問題；了解直流電和恒定電流 2．熟練掌握歐姆定律及其表達(dá)式I=U/R，明確歐姆定律的適用條件。 3．知道電阻的定義及定義式R=U/I； 4．使學(xué)生正確理解伏安特性曲線的物理意義 二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 1．重點(diǎn)：歐姆定律的理解 2．難點(diǎn)：電阻的伏安特性曲線 3．疑點(diǎn)：由電阻定義式R=U/I，少數(shù)學(xué)生會(huì)產(chǎn)生電阻由電壓和電流決定的想法。 4．解決方法：對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)的解決有 （1）有條件的學(xué)校采取通過學(xué)校分組實(shí)驗(yàn)→數(shù)據(jù)分析→結(jié)論，加強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，有利于定律的理解。 （2）關(guān)于電阻伏安特性結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)，并盡可能舉實(shí)例加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的深化。 （3）關(guān)于疑點(diǎn)的出現(xiàn)，這是正常的，教師應(yīng)借此機(jī)會(huì)，巧妙為下節(jié)課電阻定律作鋪墊。 三、教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)演示，啟發(fā)式教學(xué) 四、教 具：小燈泡、干電池電線若干。伏特表（演示） 安培表（演示） 滑動(dòng)變阻器學(xué)生電源 待測(cè)電阻（約10Ω～30Ω兩只） 晶體二極管 導(dǎo)線若干 電鍵 五、教學(xué)過程： （一）引入新課 前面我們已學(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。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。 【板書】第一節(jié) 歐姆定律 （二）進(jìn)行新課 【板書】1、電流 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？ 大量電荷的定向移動(dòng)形成電流。 ②電流形成的條件 導(dǎo)體——有自由移動(dòng)的電荷，可以定向移動(dòng)。導(dǎo)體包括金屬、電解液等；自由電荷有電子、離子等。 但是只有導(dǎo)體還是不行，因?yàn)橥ǔＧ闆r下，導(dǎo)體中自由電荷沒有做定向移動(dòng)。還必須有一股力量促使自由電荷做定向移動(dòng)，這如同水流的形成一樣，有自由流動(dòng)的水是形成水流的內(nèi)因，還必須有促使水流動(dòng)的動(dòng)力即水流形成的外因——水壓差。而對(duì)于電流，自由電荷是它產(chǎn)生的內(nèi)因，那么它的外因是什么呢？ [演示1]按圖連接 投影電路圖 小燈泡發(fā)光 有電流流過小燈泡 導(dǎo)體兩端存在電勢(shì)差——外因 當(dāng)導(dǎo)體與電源連接時(shí)，它的兩端有了電壓，導(dǎo)體中就有了電場(chǎng)，這樣導(dǎo)體中的自由電荷在電場(chǎng)力作用下定向移動(dòng)形成電流。 ③持續(xù)電流的條件——導(dǎo)體兩端有持續(xù)電壓。 我們都知道要使燈泡一直亮著，即有持續(xù)電流通過，在燈泡兩端須保持有持續(xù)電壓。 導(dǎo)體中的電流有強(qiáng)有弱，在物理學(xué)中我們用電流強(qiáng)度來描述電荷定向移動(dòng)快慢，進(jìn)而描述電流強(qiáng)弱。 （2）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，叫做電流強(qiáng)度。簡(jiǎn)稱電流，用I表示 ②表達(dá)式： ③單位：安培（A） ④電流強(qiáng)度是標(biāo)量 ⑤電流的方向——規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?，?fù)電荷（電子）定向移動(dòng)方向與電流方向相反。 （3）電流的分類 　 按方向分成 直流電里，若電流強(qiáng)度不變稱為恒定電流，通常指的都是恒定電流。 設(shè)問：既然導(dǎo)體兩端有電壓，才有電流流過導(dǎo)體，那么導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓有什么關(guān)系呢？ 【板書】2．歐姆定律 電阻 [演示2] 先用幻燈片投影圖1介紹電路思路（或讓學(xué)生先設(shè)計(jì)后投影），教師按圖連接實(shí)物圖，引導(dǎo)學(xué)生注意電表的正負(fù)接線柱接法。 [演示] 閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片觀察現(xiàn)象。 由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知導(dǎo)體中的電流隨電壓變化而變化，換用另一規(guī)格燈泡會(huì)發(fā)覺在相同電壓（或電流）時(shí)，電流（或電壓）表示數(shù)不同。 由上述現(xiàn)象知，導(dǎo)體本身、流過導(dǎo)體的電流、導(dǎo)體兩端電壓之間肯定存在某種制約關(guān)系，那么如何研究三個(gè)物理量之間的關(guān)系？ （引導(dǎo)學(xué)生回憶探索牛頓第二定律時(shí)的思維方法：即先保持一個(gè)物理量不變，研究其他兩物理量的關(guān)系，再讓其余兩物理量中一個(gè)保持不變，研究其他兩物理量關(guān)系，然后把研究綜合起來得出三物理量之間的關(guān)系） 在這里我們是如何操作的呢？ （學(xué)生思考回答） （1）實(shí)驗(yàn) 研究通過導(dǎo)體的電流與兩端電壓的關(guān)系 [演示3] 按圖1連接好電路后閉合開關(guān)K，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讓學(xué)生由演示電表（有條件學(xué)校用投影演示）上讀出電壓表、電流表讀數(shù)，記入下表，再移動(dòng)滑片P，同樣記下讀數(shù)，這樣得出大約6至7組數(shù)據(jù)。 從測(cè)得的數(shù)據(jù)中可得到，隨著導(dǎo)體兩端電壓的升高，導(dǎo)體中的電流在增大，在誤差允許范圍內(nèi)U/I=定值。 對(duì)于數(shù)據(jù)的處理除用圖表法以外，我們還可以用什么方法？ 圖象法（描點(diǎn)、連線） 下面我們一起來用圖象來處理，先畫直角坐標(biāo)系I-U，然后標(biāo)刻度，按上述數(shù)據(jù)描點(diǎn)。 連點(diǎn)時(shí)先要看一下大致點(diǎn)的位置，然后作圖時(shí)，要使盡量多的點(diǎn)，在一條直線上，并使不落在直線上的點(diǎn)，對(duì)稱分布在直線兩旁。 上面的I-U圖線就叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。 由圖象可知直線過原點(diǎn)，為什么？ （因?yàn)閁=0，I=0，電流形成條件） 把導(dǎo)體R0，換成另一導(dǎo)體R0＇重做上述實(shí)驗(yàn)，可得另一條斜直線Ⅱ 由上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論不難發(fā)現(xiàn) ①導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比 即　 I∝U或I=KU且U2/I2＞U1/I1 ②在同樣電壓情況下，U/I值大的電流小，U/I值小的電流大，即U/I值反映了導(dǎo)體阻礙電流的性質(zhì)。 A．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。 B．定義式　 R=U/I 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，關(guān)于R由哪些物理量決定，這有待下一節(jié)課來解決，但在相同電壓下電流與電阻成反比。 C．單位　 歐姆（Ω）1Ω=1V/A （2）歐姆定律 德國(guó)物理學(xué)家歐姆最早用實(shí)驗(yàn)研究了電流跟電壓、電阻的關(guān)系，最后得出用他的名字命名的定律。 ①內(nèi)容： 導(dǎo)體的電流強(qiáng)度跟它兩端的電壓成正比，跟它的阻值成反比。 ②表達(dá)式：I=U/R 注意：　 A．定律中的三個(gè)物理量U、I、R是對(duì)應(yīng)于同一研究對(duì)象 B．歐姆定律為控制導(dǎo)體中電流提供依據(jù)。 C．適用條件——純電阻電路 （三）例題精講 【例1】導(dǎo)體中電流強(qiáng)度是0.5A，求半分鐘內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電子數(shù)？ 解　 q=It=0.530s=15C 【例2】把5.0V的電壓加在一段電阻絲的兩端測(cè)得通過電阻電流為1.0102mA．當(dāng)電阻絲兩端電壓增至8V時(shí)，通過電阻絲電流增加多少？ 解　 已知　 U1=5.0V　 I1=1.0102mA　 U2=8.0V 由歐姆定律　 I=U/R得 ∴ΔI=I2-I1=1.6102mA-1.0102mA=60mA 答　 電流增加60 mA （四）總結(jié)、擴(kuò)展 本節(jié)課主要討論了電流和歐姆定律。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)度與電壓的關(guān)系，即歐姆定律，我們應(yīng)該了解到不能憑空認(rèn)為任何在導(dǎo)體中流過的電流總跟電壓成正比，并且應(yīng)該認(rèn)識(shí)到R=U/I是電阻的定義式，而不是它的量度式。 六、布置作業(yè)： 1．認(rèn)真閱讀課本。自學(xué)152頁閱讀材料。 2．思考152頁“思考與討論”中提出的問題。 3．將152頁練習(xí)一做在練習(xí)上。 七、說明： 1．由于本節(jié)課的有關(guān)知識(shí)在初中已有初步介紹，故本節(jié)課用提問方式調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂積極性，在教學(xué)中還試著通過舉例讓學(xué)生解答等方式，提高對(duì)知識(shí)的消化。 2．作為學(xué)習(xí)電路問題的知識(shí)基礎(chǔ)，盡管初中已略有基礎(chǔ)，但它在本章仍有一定的地位，而且本節(jié)的學(xué)習(xí)中滲透科學(xué)研究方法和思維的訓(xùn)練。因此，在學(xué)習(xí)中要注意發(fā)揮學(xué)生的主體作用。