资源描述
《14.3欧姆定律》教案（1）
备课人：黄 健
学习目标：
1．经历探究电流与电压、电阻之间数值关系的过程，建立欧姆定律，同时增强实验操作能力和逻辑推理能力．
2．理解欧姆定律的内容和公式，能熟练运用欧姆定律的公式及其变换式，分析、解决简单的电路问题．
学习重点：
1．探究电流与电压、电阻之间的数值关系的活动．
2．欧姆定律的理解、应用．
学习难点：
1．探究电流与电压、电阻关系实验方案的设计、整合和优化．
2．探究电流与电阻关系时，如何通过实验来控制电压不变．
课前准备：
（一）回忆以前所学，完成以下填空：
1．电流是_______________的简称，它是表示电流___________的物理量．
2．电压是___________________的原因．电压是由_______________提供的，电压的大小决定于______________．
3．电阻是导体对____________作用．电阻是__________自身的一种属性，电阻的大小决定于导体的___________、__________、___________、__________．
（二）预习课本“活动14.5 探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”（p.93—97），完成以下填空：
1．猜想与假设：
⑴电流和电压的关系：导体两端的电压越大，通过导体的电流可能越_________．
⑵电流和电阻的关系：导体的电阻越大，通过导体的电流可能越_________．
2．方案设计
⑴电流同时与电压、电阻有关，为了探究电流与其中一个物理量的关系，必须采用____________法．
⑵探究电流与电压的关系时，必须控制电阻不变，改变电压，观察电流如何随之改变．思考：你打算怎样操作？
控制电阻不变的方案是：___________________________________________
改变电压的方案是：_______________________________________________
⑶在探究电流与电阻的关系时，必须控制电压不变，改变电阻，观察电流如何随之改变．思考：你打算怎样操作？
改变电阻的方案是：_______________________________________________
控制电压不变的方案是：___________________________________________
课堂学习
活动一：引入
1．了解欧姆其人其事．
同学们，今天我们学习电学部分一个重要的物理规律——欧姆定律．顾名思义，欧姆定律是欧姆首先发现的．我们先来了解一下欧姆这个人．
课件展示：
德国物理学家．从小受到良好的教育，爱好数学和实验．是一名中学教师，工作之余进行电磁学的研究．
他在物理上的主要贡献是研究电路中电流的规律，发表了《伽伐尼电路的数学论述》一文，归纳出了欧姆定律．
他在研究电流规律时，当时还没有电流、电压、电阻的明确概念，也没有精确测定它们的仪器，他凭借自己灵巧的双手，自制温差电源和电流扭秤，经过不懈努力，终于发现了这一重要的规律．
2．复习有关知识．
欧姆定律是研究电路中电流跟电压、电阻关系的一条规律．接下来，我们回忆一下电流、电压、电阻的有关知识．
提问：什么叫电流？电压有什么作用？电阻的含义是什么？
启发：从刚才的复习我们可以看出，电流、电压、电阻三个物理量之间应该存在某种必然的联系．所以今天我们就按照科学探究的基本程序来研究、研究三者之间的关系，发现规律，理解规律，应用规律．
活动二、设计探究方案．
1．猜想与假设．
问：从实际生活经验或者从已学知识出发，你认为电流与电压、电流与电阻之间可能存在什么关系？
答：（1）若R不变，U越大，I越大，可能成正比．例如……
（2）若U不变，R越大，I越小，可能成反比．例如……
注意引导学生联系生活实际进行猜想，注意引导学生正确表述电流和电压、电阻之间的因果关系．
2．实验方案设计．
（1）设计探究电流与电压的关系的实验方案．
A.思考下列问题：①如何保持电阻不变？②如何改变电压？③如何知道电压、电流的大小？④你能设计出符合要求的电路图吗？
B.交流讨论．
①选用一个定值电阻．②可以改变电源电压；也可以利用滑动变阻器．③用电压表、电流表进行测量．
④如右图．
（2）设计探究电流与电阻的关系的实验方案．
A.思考下列问题：① 如何改变电阻？②如何保持电压不变？③设计出符合要求的电路图．
B.交流讨论．
①可以选用不同的定值电阻；也可以利用电阻箱．②可以让几个不同的电阻组成并联电路；也可以利用滑动变阻器，它能改变电压，也应能让电压不变．
③见右图．
（3）方案的优化与整合．
我们最好能设计一个电路，利用它，既能方便的探究电流与电压的关系，也能方便的探究电流与电阻的关系，所以需要对刚才设计的几个方案进行优化和整合．在整合、优化的过程中，注意：①取共同的部分，尽可能准确，尽可能简便．②选择器材：电源、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器、电阻箱．所以最终的电路图为：
活动三：学生分组合作，完成探究．
1．构思实验步骤．
（1）请学生对照电路图，叙述实验的步骤，看看谁叙述最完整、最准确．
（2）阅读导学案上教师设计的实验步骤，思考不足之处．
①探究电流与电压的关系的实验步骤：
A．断开开关，在实验桌上布置好器材的位置，按照电路图连接实验电路．（选用阻值为5Ω的定值电阻，电压表选用0～3V的量程，电流表选用0～0.6A的量程．）
B．检查电路，因为滑动变阻器滑片______（左/右）侧的电阻丝接入电路，在开关闭合前，应将滑片放在最__________侧．
C．闭合开关，一边用手移动变阻器的滑片，一边用眼睛观察电压表的示数，使其分别为1.0V、1.5V、2.0V，将对应电流表示数记入课本表格之中．（注意：应尽量缩短通电时间，并使电流较小，以防止电阻器阻值因电热发生较大变化．）
D．断开开关．
②探究电流与电阻的关系的实验步骤：
E．将5Ω的定值电阻换成10Ω，检查滑片位置，使其放在接入电阻最大的位置．
F．闭合开关，移动滑片，使电压表的示数仍然为1.5V，记录电流表对应示数．
G．断开开关，将10Ω的定值电阻换成15Ω，检查滑片位置，使其放在接入电阻最大的位置．
H．闭合开关，移动滑片，使电压表的示数仍然为1.5V，记录电流表对应示数．
I．断开开关，拆除导线，整理器材．
2．组内分工，按照电路图和实验步骤，连接电路，进行实验，记录数据．教师巡视指导．
活动四：分析与讨论．
1．分析电流与电压之间的关系．
（1）看数据的变化情况．
次数
U/V
I/A
U/I（V/A）
1
1
0.1
10
2
1.5
0.15
10
3
2
0.2
10
发现：在电阻不变时，电压增大为原来的几倍，电流也增大为原来的几倍．
（2）求比值．发现：在电阻不变时，电压与电流的比值为定值．
（3）画图像．发现：U-I图像是一条过原点的直线．
2．分析电流与电压之间的关系．
（1）看数据的变化情况．
次数
R/Ω
I/A
IR（AΩ）
1
5
0.3
1.5
2
10
0.15
1.5
3
15
0.1
1.5
发现：在电压不变时，电阻增大为原来的几倍，电流就减小为原来的几分之一．
（2）求乘积．发现：在电压不变时，电阻与电流的乘积为定值．
（3）画图像．发现：R-I图像是类似于反比例函数的曲线．
3．归纳实验结论并课件展示．
结论1：在导体的电阻不变时，导体中的电流与导体两端的电压成正比．
结论2：在导体两端的电压不变时，导体中的电流与导体的电阻成反比．
启发：综合考虑以上两个结论，我们可以得出什么规律？
欧姆定律．
活动五：介绍欧姆定律．
1．介绍欧姆定律的文字表述．
导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比．
2．介绍欧姆定律的公式表述．
分析其意义是：
（1）某段导体中的电流等于该导体两端的电压与该导体电阻的比值；
（2）在R一定时，I与U成正比；
（3）在U一定时，I与R成反比．
3．介绍欧姆定律的变形公式．
（1）对于U=IR，该式仅仅是电压U的计算式．切不可理解为U与I成正比，与R成正比．
理由是什么呢？（电压是由电源提供的，其数值大小取决电源本身．）
（2）对于R=U/I，该式仅仅是电阻R的计算式．
切不可理解为R与 U成正比，与I成反比．
理由是什么呢？（电阻的大小由导体自身的材料、横截面积、长度、温度等因素决定，与电压、电流的大小无关．）
4．介绍理解欧姆定律时的注意事项．
（1）注意因果关系和逻辑顺序；
（2）注意U、R、I要对应于同一段导体的同一个时刻．
（3）注意单位要配套：U-V，I-A，R-Ω．
（4）注意该定律只适用于纯电阻电路．
活动六：应用欧姆定律进行简单的计算．
例题 当通过人体的交流电流达到50mA时，就会导致呼吸麻痹、心事颤动．假定某人身体的电阻是2kΩ，则通过50mA时的电压是多大？
写出解题过程．
根据规律，分析解题思路．
画图，标注已知量、未知量．
审题，理解物理过程．
解：∵I=50mA=0.05A R=2kΩ=2000Ω
∴
=0.05A×2000Ω
=100V
答：通过50mA电流时，人体两端电压为100V．
活动七：当堂检测
1．某导体两端加上6V的电压时，通过导体的电流为0.3A，当导体中的电流为0.4A时，导体两端电压为多大？
2．某电流表的电阻约为0.1Ω，它的量程是0.6A，如将这个电流表直接连接到2V的蓄电池的两极上，会产生什么后果？
3．一段导体两端加3V电压时，电流为0.5A；如果两端加的电压再增加1.5V时，通过导体的电流和导体的电阻各多大？
课后练习与拓展
1．《补充习题》
2．《限时独立作业》27．
7
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