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2019-2020年高中物理 歐姆定律教案 人教版第二冊 一、教學目標 1．理解產(chǎn)生電流的條件；掌握電流強度的定義、公式，并應(yīng)用于實際問題；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．使學生正確理解伏安特性曲線的物理意義 二、教學重點、難點分析 1．重點：歐姆定律的理解 2．難點：電阻的伏安特性曲線 3．疑點：由電阻定義式R=U/I，少數(shù)學生會產(chǎn)生電阻由電壓和電流決定的想法。 4．解決方法：對重點和難點的解決有 （1）有條件的學校采取通過學校分組實驗→數(shù)據(jù)分析→結(jié)論，加強感性認識，有利于定律的理解。 （2）關(guān)于電阻伏安特性結(jié)合數(shù)學知識，并盡可能舉實例加強對知識的深化。 （3）關(guān)于疑點的出現(xiàn)，這是正常的，教師應(yīng)借此機會，巧妙為下節(jié)課電阻定律作鋪墊。 三、教學方法：實驗演示，啟發(fā)式教學 四、教 具：小燈泡、干電池電線若干。伏特表（演示） 安培表（演示） 滑動變阻器學生電源 待測電阻（約10Ω～30Ω兩只） 晶體二極管 導線若干 電鍵 五、教學過程： （一）引入新課 前面我們已學習了電場，電場對放入其中的電荷有力的作用，促使電荷移動，知道電荷的定向移動形成電流。由于電流與我們生活很密切，所以我們有必要去認識它，這節(jié)課我們將在初中的基礎(chǔ)上對電流作進一步了解。 【板書】第一節(jié) 歐姆定律 （二）進行新課 【板書】1、電流 眾所周知，人們對電路知識和規(guī)律的認識與研究，也如對其他科技知識的認識與研究一樣，都經(jīng)歷了漫長的、曲折的過程。 18世紀末，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。但他對此并不理解，認為這是青蛙體內(nèi)產(chǎn)生了“動物電”。 伽伐尼的發(fā)現(xiàn)引起了意大利著名物理學家伏打的極大興趣。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，組成了第一個直流電源——伏打電池。后來，他利用幾個容器盛了鹽水，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形成電流。 ②電流形成的條件 導體——有自由移動的電荷，可以定向移動。導體包括金屬、電解液等；自由電荷有電子、離子等。 但是只有導體還是不行，因為通常情況下，導體中自由電荷沒有做定向移動。還必須有一股力量促使自由電荷做定向移動，這如同水流的形成一樣，有自由流動的水是形成水流的內(nèi)因，還必須有促使水流動的動力即水流形成的外因——水壓差。而對于電流，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 導體兩端存在電勢差——外因 當導體與電源連接時，它的兩端有了電壓，導體中就有了電場，這樣導體中的自由電荷在電場力作用下定向移動形成電流。 ③持續(xù)電流的條件——導體兩端有持續(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。 導體中的電流有強有弱，在物理學中我們用電流強度來描述電荷定向移動快慢，進而描述電流強弱。 （2）電流強度（I） ①定義——通過導體橫截面的電量跟通過這些電量所用時間的比值，叫做電流強度。簡稱電流，用I表示 ②表達式： ③單位：安培（A） ④電流強度是標量 ⑤電流的方向——規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向，負電荷（電子）定向移動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：既然導體兩端有電壓，才有電流流過導體，那么導體中的電流與導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（或讓學生先設(shè)計后投影），教師按圖連接實物圖，引導學生注意電表的正負接線柱接法。 [演示] 閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片觀察現(xiàn)象。 由實驗現(xiàn)象可知導體中的電流隨電壓變化而變化，換用另一規(guī)格燈泡會發(fā)覺在相同電壓（或電流）時，電流（或電壓）表示數(shù)不同。 由上述現(xiàn)象知，導體本身、流過導體的電流、導體兩端電壓之間肯定存在某種制約關(guān)系，那么如何研究三個物理量之間的關(guān)系？ （引導學生回憶探索牛頓第二定律時的思維方法：即先保持一個物理量不變，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？ （學生思考回答） （1）實驗 研究通過導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)滑動變阻器，讓學生由演示電表（有條件學校用投影演示）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)。 從測得的數(shù)據(jù)中可得到，隨著導體兩端電壓的升高，導體中的電流在增大，在誤差允許范圍內(nèi)U/I=定值。 對于數(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、連線） 下面我們一起來用圖象來處理，先畫直角坐標系I-U，然后標刻度，按上述數(shù)據(jù)描點。 連點時先要看一下大致點的位置，然后作圖時，要使盡量多的點，在一條直線上，并使不落在直線上的點，對稱分布在直線兩旁。 上面的I-U圖線就叫做導體的伏安特性曲線。 由圖象可知直線過原點，為什么？ （因為U=0，I=0，電流形成條件） 把導體R0，換成另一導體R0＇重做上述實驗，可得另一條斜直線Ⅱ 由上述實驗結(jié)論不難發(fā)現(xiàn) ①導體中的電流與導體兩端電壓成正比 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值反映了導體阻礙電流的性質(zhì)。 A．定義　 導體兩端電壓與通過導體電流的比值，叫做這段導體的電阻。 B．定義式　 R=U/I 對于給定導體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 德國物理學家歐姆最早用實驗研究了電流跟電壓、電阻的關(guān)系，最后得出用他的名字命名的定律。 ①內(nèi)容： 導體的電流強度跟它兩端的電壓成正比，跟它的阻值成反比。 ②表達式：I=U/R 注意：　 A．定律中的三個物理量U、I、R是對應(yīng)于同一研究對象 B．歐姆定律為控制導體中電流提供依據(jù)。 C．適用條件——純電阻電路 （三）例題精講 【例1】導體中電流強度是0.5A，求半分鐘內(nèi)通過導體橫截面的電子數(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得通過電阻電流為1.0102mA．當電阻絲兩端電壓增至8V時，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，要求導體兩端有電勢差，即電壓。電流強度與電壓的關(guān)系，即歐姆定律，我們應(yīng)該了解到不能憑空認為任何在導體中流過的電流總跟電壓成正比，并且應(yīng)該認識到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．認真閱讀課本。自學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頁練習一做在練習上。 七、說明： 1．由于本節(jié)課的有關(guān)知識在初中已有初步介紹，故本節(jié)課用提問方式調(diào)動學生參與課堂積極性，在教學中還試著通過舉例讓學生解答等方式，提高對知識的消化。 2．作為學習電路問題的知識基礎(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)的學習中滲透科學研究方法和思維的訓練。因此，在學習中要注意發(fā)揮學生的主體作用。