2021学年第2节 欧姆定律教案

第2节　欧姆定律

◇教学目标◇

【知识与技能】

(1)通过实验探究电流与电压、电阻的定量关系,分析归纳得出欧姆定律。

(2)理解欧姆定律,能运用欧姆定律分析解决简单的电路问题。

(3)通过计算,学会解答电学计算题的一般方法。

【过程与方法】

(1)教学中应适当地向学生渗透一些研究物理的科学方法和分析的正确思路,如通过探究性实验去认识物理量之间的制约关系,用图像和图表的方法来处理数据、总结规律,以及利用比值来定义物理量的方法等。

(2)培养学生的逻辑思维能力,培养学生解答电学问题的良好习惯。

【情感·态度·价值观】

(1)让学生体验和经历科学探究的过程,形成尊重事实、探究真理的科学态度。

(2)结合欧姆的故事,培养学生严谨的科学态度和坚持不懈的科学精神。

◇教学重难点◇

【教学重点】

欧姆定律的内容、表达式、适用条件及利用欧姆定律分析、解决实际问题。

【教学难点】

欧姆定律的内容和表达式。

◇教学过程◇

一、新课导入

如何改变小灯泡的亮度?如果无限制地增加电压(比如电池的节数)或无限制地减小电阻,小灯泡会越来越亮吗?你仔细观察过小灯泡吗?比如一个标有“3.8 V　0.3 A”的灯泡的含义是什么?

想要科学合理地对小灯泡的亮度进行控制,就要搞清电流、电压、电阻之间的相互关系。

二、教学步骤

探究点1　欧姆定律的认识与理解

[阅读课本]P78“通过上节课的探究……求出第三个量”

[小组讨论]思考上节课学习到的有关电流、电压、电阻的关系以及它们之间有什么样的定量关系。让学生在通过思考曾经做过的实验和讨论的基础上,对电流、电压、电阻的关系进行大胆的猜想或假设。

充分肯定学生各种各样猜想的同时,要让学生知道:对于物理问题,不能仅靠猜想,还要进行实验探究,通过实验来检验猜想是否正确。

[分析](1)电流的变化可能跟电压有关,还可能跟电阻有关。

(2)电压越大,电流越大。

(3)电阻越大,电流越小。

[归纳提升]通过第1节可以知道:电阻一定时,电流与电压成正比;电压一定时,电流与电阻成反比。

综上所述,可以得出: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。这是德国物理学家欧姆在19世纪初经过大量的实验而归纳得出的,为了纪念他,把这个定律叫做欧姆定律。

表达式:I=。

[思考]欧姆定律公式中的单位有什么要求呢?给出公式中各个物理量的名称和单位。

[提示]I——电流——安培(A);

U——电压——伏特(V);

R——电阻——欧姆(Ω)。

[思考]在欧姆发现规律的过程中,我们可以学到什么?

[提示]通过对欧姆生平的介绍,学习科学家献身科学、勇于探索真理的精神,激发学生学习的积极性。

[思考]如何理解欧姆定律?

[分析]由欧姆定律I=推得R=,下列说法中正确的是 (　　)

A.导体的电阻与导体两端电压成正比

B.导体的电阻与通过导体的电流成反比

C.导体两端的电压为0 V时,导体的电阻为0 Ω

D.导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体两端的电压大小无关

[提示]导体的电阻由导体的材料、长度、横截面积决定,与导体两端的电压和通过导体的电流无关,导体电阻在数值上等于它两端的电压与通过它的电流之比,即R=,D项正确。

[答案]D

[知识拓展]

1.欧姆定律只适用于纯电阻电路。

2.纯电阻电路是将电能全部转化为内能的电路。常见的电热水器,电饭锅等都是将电能全部转化为内能,所以它们都是纯电阻电路;电动机工作时,主要将电能转化为机械能,只有一小部分电能转化为内能,所以含电动机的电路不是纯电阻电路。

探究点2　欧姆定律的应用

[阅读课本]P78~P79例题1、例题2

[思考]欧姆定律能解决什么问题?如果要利用欧姆定律得出电路的电压或电阻,各需要什么条件?

[分析](1)求电流I:某段电路两端的电压是220 V,用电器的电阻是40 Ω,能不能用量程为0~3 A的电流表测量其电流?

(2)求电阻R:某手电筒小灯泡两端的电压是2.5 V,用电流表测得流过小灯泡的电流是250 mA,这个小灯泡的电阻是多少?

(3)求电压U:一个电烙铁的电阻是0.1 kΩ,使用时流过电烙铁的电流是2.1 A,加在电烙铁上的电压是多少?

[分析](1)由I=可得,通过用电器的电流I==5.5 A>3 A,不能用量程0~3 A的电流表测通过用电器的电流。

(2)由I=可得,小灯泡的电阻R==10 Ω

(3)由I=可得,加在电烙铁上的电压U=IR=0.1 kΩ×2.1 A=100 Ω×2.1 A=210 V

[答案](1)不能　(2)10 Ω　(3)210 V

[归纳提升]通过这三个例子同学们可以得出:欧姆定律不仅适用同一个电器、同一个导体,也适用几个用电器组成的同一段电路。但是一定要把握住对应关系。

[思考]对R=,能否说导体的电阻与导体两端的电压成正比,与通过导体的电流成反比?对U=IR,能否说导体两端的电压与导体的电阻和通过导体的电流成正比?

[归纳提升](1)公式R=,它表示导体的电阻在数值上等于导体两端的电压跟通过导体电流的比值。这里要注意的是,导体的电阻是由导体本身的性质决定的,它跟导体两端是否有电压或电压的大小,导体中是否有电流或电流的大小无关。所以,我们不能认为电阻R跟电压U成正比,跟电流I成反比。

(2)公式U=IR,表示导体两端的电压在数值上等于通过导体的电流和该导体电阻的乘积。但要注意,电压是电路中产生电流的原因。导体两端不加电压时,电流为零,但导体电阻依然存在。因此不能认为电压跟电流成正比,跟电阻也成正比。

[小组讨论](1)怎样理解公式R=?

(2)电流表为什么不能直接接到电源上?电压表为什么能直接接到电源上?

[分析](1)导体的电阻在数值上等于导体两端的电压跟通过导体电流的比值。不能认为“电阻跟电压成正比,跟电流成反比”。因为电阻的大小只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,而与电流、电压无关。

(2)电流表自身的电阻很小,如果把电流表直接接到电源两极上,通过电流表的电流很大,会烧坏电流表。电压表自身的电阻很大,把电压表直接接到电源上,通过电压表的电流很小,电压表不会被烧坏,且能测出电源电压的大小。

[思考]欧姆定律及其变形式应用时有哪些需要注意的地方?

[分析](1)同体性:U、I、R是对应同一个导体或同一段电路的三个物理量,解题过程中,习惯上把对应同一导体的物理量符号用相同的角标表示,如I1、U1、R1,或I甲、U甲、R甲。

(2)同时性:由于电流会随电压的改变而改变,所以在应用公式时,三个物理量必须是同一时刻的数值。

(3)统一性:三个物理量,必须使用国际单位制中的单位。电流I的单位是安培(A);电压U的单位是伏特(V);电阻R的单位是欧姆(Ω)。

三、板书设计

欧姆定律

◇教学反思◇

本节课大致达到和完成了预期设计目的,学生学习效果不错。但是就欧姆定律应用的同一性,应该再有一个相对应的例题讲解会更好地让学生清晰一些。也可以放到第4节做进一步讲解。这与时间的安排欠科学性有关,导致后面的时间还是紧了一些。另外,对学生提出的一些建议还是落实得不太到位,如科学分配时间,多给学生思考的时间,提高课堂活跃气氛等。在以后的教学中,让学生的建议在教学设计中更多地充分体现,从而让课堂更贴近学生,走进学生。让课堂变得高效,让师生协作教研之花更鲜、更艳。