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2019-2020年高中物理 恒定電流2.3歐姆定律教案 魯科版選修3-1 課 題 2.3歐姆定律 課 型 新授課（ 1課時(shí)） 教 學(xué) 目 標(biāo) （一）知識(shí)與技能 1、知道什么是電阻及電阻的單位。 2、.理解歐姆定律，并能用來(lái)解決有關(guān)電路的問(wèn)題。 3、知道導(dǎo)體的伏安特性，知道什么是線性元件和非線性元件。 （二）過(guò)程與方法 1、通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)探究電流大小的決定因素，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察能力。 2、運(yùn)用數(shù)學(xué)圖象法處理物理問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)進(jìn)行邏輯推理的能力。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 通過(guò)介紹歐姆的研究過(guò)程和“歐姆定律”的建立，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生在逆境中戰(zhàn)勝困難的堅(jiān)強(qiáng)性格。 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 重點(diǎn) 歐姆定律的內(nèi)容、表達(dá)式、適用條件及利用歐姆定律分析、解決實(shí)際問(wèn)題。 難點(diǎn) 伏安特性曲線的物理意義。 教 學(xué) 方 法 探究、講授、討論、練習(xí) 教 學(xué) 手 段 電源、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、電鍵、導(dǎo)體A、B（參考教材圖2.3-1）、晶體二極管、投影片、多媒體輔助教學(xué)設(shè)備 教學(xué)活動(dòng) （一）引入新課 同學(xué)們?cè)诔踔幸呀?jīng)學(xué)過(guò)了歐姆定律的一些基礎(chǔ)知識(shí)，今天我們要在初中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)歐姆定律的有關(guān)知識(shí)。 （二）進(jìn)行新課 1、歐姆定律 教師：既然在導(dǎo)體的兩端加上電壓，導(dǎo)體中才有電流，那么，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓有什么關(guān)系呢？下面我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究這個(gè)問(wèn)題。 演示實(shí)驗(yàn)：投影教材圖2.3-1（如圖所示） 教師：請(qǐng)一位同學(xué)簡(jiǎn)述如何利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路來(lái)研究導(dǎo)體A中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓的關(guān)系? 學(xué)生：合上電鍵S，改變滑動(dòng)變阻器上滑片P的位置，使導(dǎo)體兩端的電壓分別為0、2.0 V、4.0 V、6.0 V、8.0 V，記下不同電壓下電流表的讀數(shù)，然后通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系。 教師：選出學(xué)生代表，到講臺(tái)上讀取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。將得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填寫在表格中。 換用另一導(dǎo)體B，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。 ［投影］實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下 U/V 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 I/A 導(dǎo)體A I/A 導(dǎo)體B 教師：同學(xué)們?nèi)绾畏治鲈谶@次實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)？ 學(xué)生：用圖象法。在直角坐標(biāo)系中，用縱軸表示電壓U，用橫軸表示電流I，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描出相應(yīng)的點(diǎn)。根據(jù)這些點(diǎn)是否在一條直線上，來(lái)研究導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓的關(guān)系。 教師：請(qǐng)一位同學(xué)上黑板作U-I圖線。其他學(xué)生在練習(xí)本上作。 學(xué)生：作圖，如圖所示。 教師：這種描點(diǎn)作圖的方法，是處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的一種基本方法，同學(xué)們一定要掌握。 分析圖象，我們可以得到哪些信息？ 學(xué)生：對(duì)于同一導(dǎo)體，U-I圖象是過(guò)原點(diǎn)的直線，電壓和電流的比值等于一個(gè)常數(shù)。這個(gè)比值可以寫成： R= 對(duì)于不同的導(dǎo)體，這個(gè)比值不同，說(shuō)明這個(gè)比值只與導(dǎo)體自身的性質(zhì)有關(guān)。這個(gè)比值反映了導(dǎo)體的屬性。 師生互動(dòng)，得出電阻的概念：電壓和電流的比值R=，反映了導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用，叫做導(dǎo)體的電阻。 教師：將上式變形得 I= 上式表明：I是U和R的函數(shù)，即導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比，這就是我們初中學(xué)過(guò)的歐姆定律。 教師：介紹德國(guó)物理學(xué)家歐姆和歐姆定律的建立，從而對(duì)學(xué)生進(jìn)行思想品德教育。 討論：根據(jù)歐姆定律I=得R=，有人說(shuō)導(dǎo)體的電阻R跟加在導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體中的電流I成反比，這種說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？ 學(xué)生：這種說(shuō)法不對(duì)，因?yàn)殡娮枋菍?dǎo)體本身的一種特性，所以導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓及導(dǎo)體中的電流沒(méi)有關(guān)系。 教師：電阻的單位有哪些？ 學(xué)生：在國(guó)際單位制中，電阻的單位是歐姆，簡(jiǎn)稱歐，符號(hào)是 Ω。 常用的電阻單位還有千歐（kΩ）和兆歐（MΩ）： 1 kΩ=103 Ω 1 MΩ=106 Ω 教師：1 Ω的物理意義是什么？ 學(xué)生：如果在某段導(dǎo)體的兩端加上1 V的電壓，通過(guò)導(dǎo)體的電流是1 A，這段導(dǎo)體的電阻就是1 Ω。所以1 Ω=1 V/A 教師：要注意歐姆定律的適用條件：純電阻電路，如金屬導(dǎo)體和電解液。對(duì)于含有電動(dòng)機(jī)等的非純電阻電路不適用。 ［投影］例題 例：某電阻兩端電壓為16 V，在30 s內(nèi)通過(guò)電阻橫截面的電量為48 C，此電阻為多大？30 s內(nèi)有多少個(gè)電子通過(guò)它的橫截面？ 解析：由題意知U=16 V，t=30 s，q=48 C， 電阻中的電流I==1.6 A 據(jù)歐姆定律I=得，R==10 Ω n==3.01020個(gè) 故此電阻為10Ω，30 s內(nèi)有3.01020個(gè)電子通過(guò)它的橫截面。 ［說(shuō)明］使用歐姆定律計(jì)算時(shí)，要注意I、U、R的同一性（對(duì)同一個(gè)導(dǎo)體）。 2、導(dǎo)體的伏安特性 教師：用縱軸表示電流I，用橫軸表示電壓U，畫出的I—U圖線叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。如圖所示，是金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線。 學(xué)生討論：在I—U曲線中，圖線的斜率表示的物理意義是什么？ 總結(jié)：在I—U圖中，圖線的斜率表示導(dǎo)體電阻的倒數(shù)。即k=。圖線的斜率越大，電阻越小。 教師：伏安特性曲線是過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，這樣的元件叫線性元件。 師生活動(dòng)：用晶體二極管、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、電鍵連成如左下圖所示的電路，改變電壓和電流，畫出晶體二極管的伏安特性曲線，右下圖所示，可以看出圖線不是直線。 教師：伏安特性曲線不是直線，這樣的元件叫非線性元件。 （三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng) 教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。 學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來(lái)、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰(shuí)的更好，好在什么地方。 點(diǎn)評(píng)：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。 教師要放開(kāi)，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。 （四）實(shí)例探究 ☆歐姆定律的應(yīng)用 【例1】?jī)呻娮鑂1、R2的伏安特性曲線如右圖所示，由圖可知： （1）這兩電阻的大小之比R1∶R2為_(kāi)______ A.1∶3 B.3∶1 C.1∶ D.∶1 （2）當(dāng)這兩個(gè)電阻上分別加上相同電壓時(shí)，通過(guò)的電流之比為_(kāi)______ A.1∶3 B.3∶1 C.1∶ D.∶1 解析：（1）由歐姆定律I=可知，在I—U圖線中，圖線的斜率k==，即電阻的大小等于伏安特性曲線斜率的倒數(shù)。 R1∶R2=tan30∶tan60=1∶3 所以A選項(xiàng)正確。 （2）由歐姆定律I=可知，給R1、R2分別加上相同的電壓時(shí)，通過(guò)的電流與電阻成反比 I1∶I2=R2∶R1=3∶1，故B選項(xiàng)正確 【例2】若加在某導(dǎo)體兩端的電壓變?yōu)樵瓉?lái)的3/5時(shí)，導(dǎo)體中的電流減小了0.4 A.如果所加電壓變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則導(dǎo)體中的電流多大? 解析：對(duì)歐姆定律理解的角度不同，求解的方法也不相同.本題可以有三種解法： 解答一：依題意和歐姆定律得：，所以I0＝1.0 A 又因?yàn)?，所?A 解答二： 由 得 A 又，所以 A 解答三：畫出導(dǎo)體的I—U圖像，如圖所示，設(shè)原來(lái)導(dǎo)體兩端的電壓為U0時(shí)，導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度為I0. 當(dāng)時(shí)，I=I0－0.4 A 當(dāng)U′＝２U0時(shí)，電流為I2. 由圖知 所以I0＝1.0 Ａ I2＝2Ｉ0＝2.0 A 說(shuō)明：（1）用I—U圖像結(jié)合比例式解題，顯得更直觀、簡(jiǎn)捷。物理意義更鮮明。 （2）導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體自身的一種屬性，與U、I無(wú)關(guān)，因而，用此式討論問(wèn)題更簡(jiǎn)單明了。 學(xué) 生 活 動(dòng) 作 業(yè) 書面完成P48“問(wèn)題與練習(xí)”第2、34、題；思考并回答第1、5題。 板 書 設(shè) 計(jì) 教 學(xué) 后 記