2.3 欧姆定律

 高中物理课堂教学教案 2.3欧姆定律       年   月    日 课 题 §2.3欧姆定律 课 型 新授课（ 1课时） 教   学  目   标  （一）知识与技能 1、知道什么是电阻及电阻的单位。 2、.理解欧姆定律，并能用来解决有关电路的问题。 3、知道导体的伏安特性，知道什么是线性元件和非线性元件。 （二）过程与方法 1、通过演示实验探究电流大小的决定因素，培养学生的实验观察能力。 2、运用数学图象法处理物理问题，培养学生运用数学进行逻辑推理的能力。 （三）情感、态度与价值观 通过介绍欧姆的研究过程和“欧姆定律”的建立，激发学生的创新意识，培养学生在逆境中战胜困难的坚强性格。   教学重点、难点 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。 难点 伏安特性曲线的物理意义。     教 学 方 法 探究、讲授、讨论、练习 教  学 手 段      电源、电压表、电流表、滑动变阻器、电键、导体A、B（参考教材图2.3-1）、晶体二极管、投影片、多媒体辅助教学设备                     教学活动 （一）引入新课 同学们在初中已经学过了欧姆定律的一些基础知识，今天我们要在初中学习的基础上，进一步学习欧姆定律的有关知识。 （二）进行新课 1、欧姆定律 教师：既然在导体的两端加上电压，导体中才有电流，那么，导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢？下面我们通过实验来探究这个问题。 演示实验：投影教材图2.3-1（如图所示） 教师：请一位同学简述如何利用如图所示的实验电路来研究导体A中的电流跟导体两端的电压的关系? 学生：合上电键S，改变滑动变阻器上滑片P的位置，使导体两端的电压分别为0、2.0 V、4.0 V、6.0 V、8.0 V，记下不同电压下电流表的读数，然后通过分析实验数据，得出导体中的电流跟导体两端电压的关系。 教师：选出学生代表，到讲台上读取实验数据。将得到的实验数据填写在表格中。 换用另一导体B，重复实验。 ［投影］实验数据如下 U/V 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50   I/A             导体A I/A             导体B教师：同学们如何分析在这次实验中得到的数据？ 学生：用图象法。在直角坐标系中，用纵轴表示电压U，用横轴表示电流I，根据实验数据在坐标纸上描出相应的点。根据这些点是否在一条直线上，来研究导体中的电流跟它两端的电压的关系。 教师：请一位同学上黑板作U-I图线。其他学生在练习本上作。 学生：作图，如图所示。 教师：这种描点作图的方法，是处理实验数据的一种基本方法，同学们一定要掌握。 分析图象，我们可以得到哪些信息？ 学生：对于同一导体，U-I图象是过原点的直线，电压和电流的比值等于一个常数。这个比值可以写成： R= 对于不同的导体，这个比值不同，说明这个比值只与导体自身的性质有关。这个比值反映了导体的属性。 师生互动，得出电阻的概念：电压和电流的比值R= ，反映了导体对电流的阻碍作用，叫做导体的电阻。 教师：将上式变形得 I= 上式表明：I是U和R的函数，即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，这就是我们初中学过的欧姆定律。 教师：介绍德国物理学家欧姆和欧姆定律的建立，从而对学生进行思想品德教育。 讨论：根据欧姆定律I= 得R= ，有人说导体的电阻R跟加在导体两端的电压U成正比，跟导体中的电流I成反比，这种说法对吗？为什么？ 学生：这种说法不对，因为电阻是导体本身的一种特性，所以导体的电阻与导体两端的电压及导体中的电流没有关系。 教师：电阻的单位有哪些？ 学生：在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是 Ω。 常用的电阻单位还有千欧（kΩ）和兆欧（MΩ）： 1 kΩ=103 Ω 1 MΩ=106 Ω 教师：1 Ω的物理意义是什么？ 学生：如果在某段导体的两端加上1 V的电压，通过导体的电流是1 A，这段导体的电阻就是1 Ω。所以1 Ω=1 V/A 教师：要注意欧姆定律的适用条件：纯电阻电路，如金属导体和电解液。对于含有电动机等的非纯电阻电路不适用。 ［投影］例题 例：某电阻两端电压为16 V，在30 s内通过电阻横截面的电量为48 C，此电阻为多大？30 s内有多少个电子通过它的横截面？ 解析：由题意知U=16 V，t=30 s，q=48 C， 电阻中的电流I= =1.6 A 据欧姆定律I= 得，R= =10 Ω n= =3.0×1020个 故此电阻为10Ω，30 s内有3.0×1020个电子通过它的横截面。 ［说明］使用欧姆定律计算时，要注意I、U、R的同一性（对同一个导体）。 2、导体的伏安特性 教师：用纵轴表示电流I，用横轴表示电压U，画出的I—U图线叫做导体的伏安特性曲线。如图所示，是金属导体的伏安特性曲线。 学生讨论：在I—U曲线中，图线的斜率表示的物理意义是什么？ 总结：在I—U图中，图线的斜率表示导体电阻的倒数。即k= 。图线的斜率越大，电阻越小。 教师：伏安特性曲线是过坐标原点的直线，这样的元件叫线性元件。 师生活动：用晶体二极管、电压表、电流表、滑动变阻器、电键连成如左下图所示的电路，改变电压和电流，画出晶体二极管的伏安特性曲线，右下图所示，可以看出图线不是直线。 教师：伏安特性曲线不是直线，这样的元件叫非线性元件。 （三）课堂总结、点评 教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。 学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。 点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。 教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。 （四）实例探究 ☆欧姆定律的应用 【例1】两电阻R1、R2的伏安特性曲线如右图所示，由图可知： （1）这两电阻的大小之比R1∶R2为_______ A.1∶3           B.3∶1           C.1∶        D. ∶1 （2）当这两个电阻上分别加上相同电压时，通过的电流之比为_______ A.1∶3           B.3∶1           C.1∶        D. ∶1 解析：（1）由欧姆定律I= 可知，在I—U图线中，图线的斜率k= = ，即电阻的大小等于伏安特性曲线斜率的倒数。 R1∶R2=tan30°∶tan60°=1∶3 所以A选项正确。 （2）由欧姆定律I= 可知，给R1、R2分别加上相同的电压时，通过的电流与电阻成反比 I1∶I2=R2∶R1=3∶1，故B选项正确 【例2】若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时，导体中的电流减小了0.4 A.如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流多大? 解析：对欧姆定律理解的角度不同，求解的方法也不相同.本题可以有三种解法： 解答一：依题意和欧姆定律得： ，所以I0＝1.0 A 又因为 ，所以  A 解答二： 由  得  A 又 ，所以  A 解答三：画出导体的I—U图像，如图所示，设原来导体两端的电压为U0时，导体中的电流强度为I0. 当 时，I=I0－0.4 A 当U′＝２U0时，电流为I2. 由图知   所以I0＝1.0 Ａ  I2＝2Ｉ0＝2.0 A  说明：（1）用I—U图像结合比例式解题，显得更直观、简捷。物理意义更鲜明。 （2）导体的电阻是导体自身的一种属性，与U、I无关，因而 ，用此式讨论问题更简单明了。     学 生 活 动 作   业 书面完成P48“问题与练习”第2、34、题；思考并回答第1、5题。 板   书   设   计 教 学 后 记