欧姆定律

欧姆定律 教学目标 （一）知识目标 　1．知道电流的产生原因和条件． 　2．理解电流的概念和定义式，并能进行有关的计算 　3．理解电阻的定义式，掌握欧姆定律并能熟练地用来解决有关的电路问题．知道导体的伏安特性． （二）能力目标 　1．通过电流与水流的类比，培养学生知识自我更新的能力． 　2．掌握科学研究中的常用方法──控制变量方法，培养学生依据实验，分析、归纳物理规律的能力． （三）情感目标 通过电流产生的历史材料的介绍，使学生了解知识规律的形成要经过漫长曲折的过程，培养他们学习上持之以恒的思想品质． 教学建议 1．关于电流的知识，与初中比较有所充实和提高： 从场的观点说明电流形成的条件，即导体两端与电源两极接通时，导体中有了电场，导体中的自由电荷在电场力的作用下，发生定向移动而形成电流． 知道正电荷在电场力作用下从电势高处向电势低处运动，所以电流的方向是从电势高的一端流向电势低的一端，即在电源外部的电路中，电流的方向是从电源的正极流向负极． 2．处理实验数据时可以让学生分析变量，通过计算法和图象法来出来处理数据，加强学生对图象的认识，进一步学会如何运用图象来解题．有条件的学校可以采用“分组实验—数据分析—得出结论”的思路以加强感性认识，有利于对本节重点──欧姆定律的理解 3．欧姆定律的讲法与初中不同，是用比值定义电阻R的，这种讲法更科学，适合高中学生的特点．电阻的定义式变形后有些学生会产生歧义，认为电阻是由电压和电流决定的，要注意引导解释． 4．要求学生知道公式，从而知道电流的大小是由什么微观量决定的．在本节的“思考与讨论”中，希望学生能够按照其中的设问自己推导出公式，以加深对电流的理解．如果学生自己推导有困难，希望教师加以引导． 5．对于导体的伏安特性是本节的难点，应该结合数学知识进行，并尽可能的多举实例以加强对知识的深化． 教学设计方案 欧姆定津 一　教学目标 1．了解电流形成的条件． 2．掌握电流强度的概念，并能处理简单问题． 3．巩固掌握欧姆定律，理解电阻概念． 4．理解电阻伏安特性曲线，并能运用． 二　重点、难点分析 1．电流强度的概念、欧姆定律是教学重点． 2．电流强度概念、电阻的伏安特性曲线学生来说比较抽象，是教学中的难点． 三　教具 学生直流电源（稳压），电压表，电流表，滑动变阻器，导线若干，开关，待测电阻． 四　主要教学过程 （－）引入新课 上一节课我们学习了电场，电场对放入其中的电荷有力的作用，促使电荷移动，知道电荷的定向移动形成电流．如：静电场中的导体在达到静电平衡状态之前，其中自由电荷在电场力作用下定向移动．电容器充放电过程中也有电荷定向移动．由于电流与我们生活很密切，所以我们有必要去认识它，这节课我们将在初中的基础上对电流作进一步了解． （二）教学过程 众所周知，人们对电路知识和规律的认识与研究，也如对其他科技知识的认识与研究一样，都经历了漫长的、曲折的过程．18世纪末，意大利著名医生伽伐尼受偶然发现的启迪，经进一步研究后，已能利用两种不同的金属与青蛙腿相接触而引起肌肉痉挛，于是伽伐尼电池诞生了．但他对此并不理解，认为这是青蛙体内产生了“动物电”．伽伐尼的发现引起了意大利著名物理学家伏打的极大兴趣．经过一番研究，伏打于1792年将不同的金属板浸入一种电解液中，组成了第一个直流电源──伏打电池．后来，他利用几个容器盛了盐水，把插在盐水里的铜板、锌板连接起来，电流就产生了． 1．电流 （1）什么是电流？ 大量电荷定向移 动形成电流． （2）电流形成的条件：例如： 静电场中导体达到静电平衡之前有电荷定向移动； 电容器充放电，用导体与电源两极相接． ①导体，有自由移动电荷，可以定向移动．同时导体也提供自由电荷定向移动的“路”．导体包括金属、电解液等，自由电荷有电子、离子等． ②导体内有电场强度不为零的电场，或者说导体两端有电势差，从而自由电荷在电场力作用下定向移动． ③持续电流形成条件：要形成持续电流，导体中场强不能为零，要保持下去，导体两端保持电势差（电压）．电源的作用就是保持导体两端电压，使导体中有持续电流． 导体中电流有强有弱，用一个物理量描述电荷定向移动的快慢，从而描述电流的强弱． （3）电流强度（I） ①定义：通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用时间的比值．这样可以通过电荷定向移动的快慢来描述电流强弱，这个比值称为电流强度．简称电流，用I表示 ②表达式： I=q/t ③单位：安培（A）毫安（mA），微安（μA） ④性质：电流强度是标量．初中学过并联电路干路电流等于各支路电流之和．但电流是有方向的．（有方向的量不一定是矢量，是否矢量关键看满不满足平行四边形法则） ⑤电流方向的规定：正电荷定向移动的方向为电流方向，负电荷定向移动方向与电流方向相反． 正电荷在电场力的作用下，从高电势向低电势运动，所以电流是有高电势向低电势流动，在电源外部，是由电源正极流向负极． （4）电流分类： 按方向分成两大类：直流电和交流电 直流电：方向不变,如果直流电大小不变，就称为恒定电流，这是高中阶段电流知识的重点． 交流电：方向随时间变化 前面讨论了电流，尤其是持续电流的形成，要求导体两端有电势差，即电压．电流强度与电压究竟有什么关系？这可利用实验来研究． 演示 先给学生介绍实验电路图，教师按电路图连接实验电路，并请学生观察电表的正负接线柱，要求学生注意，正负接线柱的接法，为待测电阻（定值电阻）． 演示 闭合S后，移动滑动变阻器触头，观察电表的变化，说明导体两端的电压和电流都随导体的电阻有关． 启发学生思考：如何由实验得到电压和电流与电阻的关系呢？ 分析：用控制变量法，先保证其中的一个量保持不变，让其余两个量之间相关，然后结合起来分析． 保证电阻不变，调节电压，记下触头在不同位置时电压表和电流表读数．电压表测得的是导体R两端电压，电流表测得的是通过导体R的电流，记录在表格中． 注意：这一方法可以类比数学中函数图象，用描点法来研究，启发学生思考物理与数学的联系． 把所得数据描绘在 I-U 直角坐标系中，确定 I和 U之间的函数关系． 分析：这些点所在的曲线包不包括原点？包括，因为当 U=0 时，I=0 ．这些点所在曲线是一条什么曲线？过原点的斜直线． 把 R换成与之不同的 R＇，重复前面步骤，可得另一条不同的但过原点的斜直线． 结论：给定导体，导体中电流与导体两端电压成正比， ，或者 对不同导体，图象斜率是不同．相同电压下，两导体电流分别为 、 ， ，导体2对电流阻碍作用比导体1大， ，． 的倒数反映了导体对电流的阻碍作用．若用一个物理量来描述导体对电流的阻碍作用， ； ， R称为电阻． 2．电阻 （1）定义：导体两端电压与通过导体电流的比值，叫做这段导体的电阻． （2）定义式： 说明：①对于给定导体， R一定，不存在 R与 U成正比，与 I成反比的关系． 　　　②这个式子（定义）给出了测量电阻的方法──伏安法． （3）单位：电压单位用伏特（V），电流单位用安培（A），电阻单位用欧姆，符号Ω，且lΩ=1V／A 常用单位：1kΩ=1000Ω；1MΩ= Ω 3．欧姆定律 　德国物理学家欧姆最早用实验研究了电流跟电压、电阻的关系，最后得出用他的名字命名的定律． 　内容：导体中电流强度跟它两端电压成正比，跟它的电阻成反比．   表达式： 注意： 　（1）式子中的三个量 U、I 、R 必须对应着同一个研究对象 　（2）大量实验表明，欧姆定律适用于纯电阻电路（金属、电解液等）． （三）小结 　　1．不要认为在任何导体中，电流都与电压成正比，对于非纯电阻电来讲则不然． 　　2．仅仅是带内阻的定义式，而不是决定式，电阻的大小不决定于电压和电流．