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物理

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17.2《欧姆定律》教学设计  

2015-12-30 16:33:17|  分类: 教学设计 |  标签: |举报 |字号 订阅

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17.2《欧姆定律》教学设计  


一、教学目标

(一)知识与技能

1.通过实验探究电流跟电压、电阻的定量关系,分析归纳得到欧姆定律。

2.理解欧姆定律,能运动欧姆定律分析解决简单的电路问题。

3.会使用欧姆定律进行简单计算。

(二)过程与方法

1.分析归纳电流跟电压、电阻的定量关系,得出欧姆定律。

2.学会解决电学计算题的一般方法,培养学生的逻辑思维能力。

(三)情感态度和价值观

在实验的基础上,学习归纳总结实验得出结论的能力;利用欧姆定律解决简单电学问题,培养学生解答电学问题的良好习惯。

二、教学重难点

本节是教学的内容是建立在上一节“电流与电压和电阻的关系”的基础之上的,通过上节课的实验,已经得出了电流与电压的定量关系、电流与电阻的定量关系。总结这两个定量关系,结合数学推理、图象等处理这些实验数据,建立和理解欧姆定律,这对学生的逻辑思维的能力要求较高,是本节教学的难点之一。理解欧姆定律的内容及其表达式,会利用欧姆定律来解决一些简单的电路问题,进行简单计算等是本节另一个教学难点。本节的教学重点是理解欧姆定律的内容,要知道定律的内容、表达式等,会利用欧姆定律进行简单计算。知道17.2《欧姆定律》教学设计 - 物理 - 物理的几个变换式,各变换式的物理意义,尤其是对17.2《欧姆定律》教学设计 - 物理 - 物理的理解,它只是电阻的一个计算式,不能说明电阻与电压成正比,与电流成反比。在使用17.2《欧姆定律》教学设计 - 物理 - 物理进行计算时要注意两个“同一”,即同一电路对象、同一时刻。

重点:理解欧姆定律的内容及其表达式、变换式的意义。

难点:运用数学推理、图象的方法处理实验数据,建立和理解欧姆定律,运用欧姆定律解决简单的实际问题。

三、教学策略

通过回顾上节课的实验探究数据及结论,引入本节课的内容:欧姆定律。把电流与电压的关系,电流与电阻的关系整合到一起就是欧姆定律,可以通过分析数据得出,分析电流与电压关系的实验数据可以发现,某一导体两端的电压与电流的比值就等于电阻值的大小;同样在研究导体的电流与电阻关系的实验数据中,电流与电阻的乘积大小等于电压。从而得出欧姆定律的内容,导体中的电流与导体两端电压成正比,与导体的电阻成反比。利用欧姆定律在解决实际问题时,可以从电流表和电压表的使用方法开始,通过计算说明电流表在电路中相当于导线,不能直接接在电源两端;电压表可以直接接到电源两端。通过计算串联和并联电路中的电流、电压、电阻,巩固串、并联电路的电流规律和电压规律,为后面伏安法测电阻及欧姆定律在串、并联电路中的应用作铺垫。

四、教学资源准备

多媒体课件整合网络、投影仪等。

五、教学过程


教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

创设情景

(5分钟)

回忆探究电流与电压和电阻关系的实验,电路图、物理方法、实验结论。

学生画电路图,叙述实验结论。

回顾前面的内容为本节作铺垫。

引入新课

(5分钟)

通过实验探究我们知道在电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成正比;在导体两端电压一定时,导体中的电流与的电阻成反比。那么电流与电压和电阻之间究竟有什么内在联系呢?

 

学生思考两个结论之间可能存在的联系,为欧姆定律的得出作铺垫。

 

提出问题。

新课内容(25分钟)

欧姆定律

投影电流与电压关系的实验数据。

电阻R=10Ω


次数

电压U/V

电流I/A

1

1

0.1

2

2

0.2

3

2.5

0.26


通过实验我们得出了在电阻一定时,电流与电压成正比。结合导体的电阻还可以发现有什么规律?

能否写出它们之间的关系式?

投影电流与电阻关系的实验数据。

控制电压U=3V不变


次数

电阻R/Ω

电流I/A

1

5

0.6

2

10

0.3

3

15

0.2


通过实验我们得出了在导体两端电压一定时,导体中的电流与电阻成反比。它们的数据之间有什么内在联系呢?

能写出它们的关系式吗?

早在19世纪20年代,德国物理学家欧姆就对这些实验进行了大量研究,发现对大多数导体而言,上面的规律是成立的,并进一步归纳得出了欧姆定律。

导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。

你能根据欧姆定律的内容写出关系式吗?

如果用U表示导体两端的电压,R表示导体的电阻,I表示导体中的电流,那么用公式表示就是

17.2《欧姆定律》教学设计 - 物理 - 物理

其中U的单位是伏特(V),R的单位为欧姆(Ω),I的单位是安培(A)

例1.某电烙铁工作时的电阻为1000Ω,接在家庭电路上,它工作时的电流为多少A?

已知:R=1000Ω,U=220V

求:I=?

解:根据欧姆定律可知,

17.2《欧姆定律》教学设计 - 物理 - 物理

答:电烙铁工作时的电流为0.22A。

应用:在研究电流与电压关系时,记录电阻R两端的电压为3V时,电流表的示数为0.2A,则电阻R的阻值为多少Ω?

 

 

 

 

学生分析实验数据,可以发现电压与电流的比值等于电阻。

 

 

关系式:

17.2《欧姆定律》教学设计 - 物理 - 物理,即17.2《欧姆定律》教学设计 - 物理 - 物理

 

 

 

 

通过分析实验数据可以得出,导体中的电流与电阻的乘积等于电压。

U=IR

 

 

 

 

 

 

 

学生尝试根据定律写表达式。

17.2《欧姆定律》教学设计 - 物理 - 物理

 

 

 

 

学生尝试使用欧姆定律来分析此题中的已知条件。

 

 

 

学生观察解题步骤。

 

 

 

学生模仿前面的例题写解题步骤。

已知:U=3V,I=0.2A

求:R=?

解:根据欧姆定律17.2《欧姆定律》教学设计 - 物理 - 物理可得,17.2《欧姆定律》教学设计 - 物理 - 物理

答:电阻R的阻值为15Ω。

 

 

 

 

 

培养学生分析数据,归纳实验结论的能力。

 

 

 

 

 

 

培养学生分析实验数据的能力。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

结合数学推理,归纳得出欧姆定律

 

 

 

 

 

 

培养学生应用物理知识解决实际问题的能力。巩固欧姆定律。

 

 

 

 

 

 

通过演示解题过程,展示解题规范。

 

理解欧姆定律

在使用欧姆定律解决实际问题要注意以下几个问题:

1.同一性

例2.如图所示,两个电阻R1、R2串联接在一个6V的电源上,电阻R1的阻值为10Ω,R2两端的电压为2V,则电路中的电流为多少A?

17.2《欧姆定律》教学设计 - 物理 - 物理

下面是小明和小华同学的解答过程,请分析有没有问题。

小明的解答:

已知:U=6V,R1=10Ω,U2=2V。

求:I=?

解:根据欧姆定律可知

17.2《欧姆定律》教学设计 - 物理 - 物理

答:电路中的电流大小为0.6A。

小华的解答:

解:17.2《欧姆定律》教学设计 - 物理 - 物理

答:电路中的电流大小为0.6A。

应该如何来解决本题呢?

小结:欧姆定律中的“通过”的电流I,“两端”的电压U及“导体”的电阻R,是对同一个导体或同一段电路而言,三者要一一对应,在解题中把同一导体的各个物理量角标用同一数字表示,如“R1、R1、I1”。

2.同时性

例3.把一个电阻接到某电源上时,通过它的电流为0.1A,把此电阻换接到一个3V的电源上,此电阻的阻值为多少?

下面是小华的解题过程,分析有无问题。

已知:I=0.1A,U=3V

求:R

解:由欧姆定律17.2《欧姆定律》教学设计 - 物理 - 物理可得,17.2《欧姆定律》教学设计 - 物理 - 物理

答:此电阻的阻值为30Ω。

小结:在同一部分电路上,由于电路的变化、开关的闭合或断开以及滑动变阻器滑片位置的移动,都会引起电路的变化,从而导致电路中电流、电压、电阻的变化,所以公式17.2《欧姆定律》教学设计 - 物理 - 物理中的三个量是对同一时间而言。

 

3.对17.2《欧姆定律》教学设计 - 物理 - 物理的理解

例4.由欧姆定律推导可以得出17.2《欧姆定律》教学设计 - 物理 - 物理,对此推导公式的理解,下列说法正确的是(  )

A.同一导体的电阻与加在它两端的电压成正比

B.同一导体的电阻与通过它的电流成反比

C.导体两端电压为零时,导体的电阻也为零

D.同一导体两端的电压增大几倍,通过它的电流也增大几倍,电压与电流的比值不变

小结:欧姆定律17.2《欧姆定律》教学设计 - 物理 - 物理的变形式:U=IR和17.2《欧姆定律》教学设计 - 物理 - 物理仅仅是欧姆定律公式的变形,不一定反映某种条件下物理间成正比或反比的关系。

 

 

 

 

 

 

 

学生结合欧姆定律分析两种解法中存在的问题。

 

 

 

 

 

 

学生分析其中存在的问题。

小明误把电源电压当作是电阻R1两端的电压。

 

 

 

小华误把电阻R2两端电压当作是电阻R1两端的电压。

 

 

学生分析:

根据串联电路的电压规律,可以先求出电阻R1两端的电压,再根据欧姆定律求出电阻R1中的电流,因为这是一个串联电路,电流处处相等,所以电路中的电流就等于电阻R1中的电流。

 

写出正确的计算过程。

解:因为R1、R2串联,所以U=U1+U2,则U1=U—U2=6V—2V=4V。

根据欧姆定律,17.2《欧姆定律》教学设计 - 物理 - 物理

I=I1=I2=0.4A。

答:电路中的电流大小为0.4A。

 

 

 

 

 

 

学生分析其中的问题,此电阻接的两个电源不同,其电压也不同,题目中提供的电压和电流属于不同时刻的数值,不能直接相除得出电阻的大小。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学生对欧姆定律公式变形的认识,电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的长度、材料和横截面积等因素有关。与导体两端的电压、导体中的电流等因素无关。

 

 

 

 

加强对欧姆定律的理解。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

培养学生分析问题的能力。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

培养学生的解题规范。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

理解电阻是导体的一种属性,它的大小与电流、电压等无关。

用欧姆定律进行简单计算

欧姆定律反映了同一导体的电流、电压和电阻三者的关系,对于一个导体,只要知道电流、电压、电阻中的两个量,就可以根据17.2《欧姆定律》教学设计 - 物理 - 物理及变形公式求出第三个量。

例5.一只电流表的内部电阻值是0.2Ω,最大量程是3A,若把直接接在3V的电源上,求通过电流表的电流大小是多少安?计算结果说明了什么?

通过计算得知,电流表中的电流达到15A,远远超过3A的测量范围,电流表会因电流过大而烧坏,所以电流表是不允许直接与电源两极相连的。

例6.一只电压表的内部电阻是10kΩ,若把它接在某段电路两端时,通过它的电流值是1mA。已知电压表的最大量程是15V,此时电压表是否安全?

通过计算得知,电压表两端的电压值是10V,小于电压表的15V最大量程 ,所以电压表是安全的。

 

 

学生动笔进行计算

已知:电阻R=0.2Ω,U=3V

求:I=?

解:根据欧姆定律,17.2《欧姆定律》教学设计 - 物理 - 物理

此电流远大于电流表的量程,会烧坏电流表。所以电流表不能不经用电器直接接到电源两端。

 

学生动笔进行计算

已知:R=10kΩ=104Ω,I=1mA=10-3A

求:U=?

解:根据欧姆定律17.2《欧姆定律》教学设计 - 物理 - 物理可得,U=IR=10-3A×104Ω=10V

此时电压表两端电压小于其最大量程,此电压表安全。

 

 

 

 

 

 

 

 

培养学生利用欧姆定律解决实际问题的能力。

 

 

 

 

理解电流表和电压表在电路中连接方式。

总结(5分钟)

课堂小结:

1.通过这节课你学到了什么?

2.欧姆定律的内容、表达式、各物理量的单位。

3.如何对欧姆定律的理解?

 

 

学生梳理本节课知识内容。

1.本节主要学习了如何通过电流与电压和电阻的关系得出欧姆定律,以及对欧姆定律的理解。

2.欧姆定律的内容是:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。可以利用17.2《欧姆定律》教学设计 - 物理 - 物理来表示,电流的单位是“安(A)”,电压的单位是“伏(V)”,电阻的单位是“欧(Ω)”

3.在运动欧姆定律解决实际问题时,要注意研究对象的“同一性”和“同时性”。

培养学生总结归纳的能力。

作业布置

完成《动手动脑学物理》 第1~3题。

按要求完成。

知识巩固。


 




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