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【物理素材】欧姆定律【五】

2015-02-14 21:33:39| 分类：物理教学素材 | 标签： |举报 |字号大中小订阅

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【物理素材】欧姆定律【五】

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【物理素材】欧姆定律【五】

欧姆定律

《欧姆定律》教学设计

江苏南京29中致远校区　殷发金

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。知道的几个变换式，各变换式的物理意义，尤其是对的理解，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

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，

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：

，即

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。

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：根据欧姆定律可得，。

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？

【物理素材】欧姆定律【五】 - 高垚骏 - 高垚骏物理工作室

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

答：电路中的电流大小为0.6A。

小华的解答：

解：

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：由欧姆定律可得，

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，所以公式中的三个量是对同一时间而言。

3．对的理解

例4．由欧姆定律推导可以得出，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：欧姆定律的变形式：U=IR和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，

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，

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。

《欧姆定律》教学课件

江苏南京29中致远校区　殷发金

教学课件

《欧姆定律》教学课件

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