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歐姆定律

歐姆定律

教學(xué)目標(biāo)
(一)知識(shí)目標(biāo)
1、知道電流的產(chǎn)生原因和條件.
2、理解電流的概念和定義式,并能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算
3、理解電阻的定義式,掌握并能熟練地用來(lái)解決有關(guān)的電路問(wèn)題.知道導(dǎo)體的伏安特性.
(二)能力目標(biāo)
1、通過(guò)電流與水流的類(lèi)比,培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)自我更新的能力.
2、掌握科學(xué)研究中的常用方法——控制變量方法,培養(yǎng)學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn),分析、歸納物理規(guī)律的能力.
(三)情感目標(biāo)
通過(guò)電流產(chǎn)生的歷史材料的介紹,使學(xué)生了解知識(shí)規(guī)律的形成要經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)曲折的過(guò)程,培養(yǎng)他們學(xué)習(xí)上持之以恒的思想品質(zhì).

 

教學(xué)建議

1、關(guān)于電流的知識(shí),與初中比較有所充實(shí)和提高:

從場(chǎng)的觀點(diǎn)說(shuō)明電流形成的條件,即導(dǎo)體兩端與電源兩極接通時(shí),導(dǎo)體中有了電場(chǎng),導(dǎo)體中的自由電荷在電場(chǎng)力的作用下,發(fā)生定向移動(dòng)而形成電流.

知道正電荷在電場(chǎng)力作用下從電勢(shì)高處向電勢(shì)低處運(yùn)動(dòng),所以電流的方向是從電勢(shì)高的一端流向電勢(shì)低的一端,即在電源外部的電路中,電流的方向是從電源的正極流向負(fù)極.

2、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)可以讓學(xué)生分析變量,通過(guò)計(jì)算法和圖象法來(lái)出來(lái)處理數(shù)據(jù),加強(qiáng)學(xué)生對(duì)圖象的認(rèn)識(shí),進(jìn)一步學(xué)會(huì)如何運(yùn)用圖象來(lái)解題.有條件的學(xué)校可以采用“分組實(shí)驗(yàn)—數(shù)據(jù)分析—得出結(jié)論”的思路以加強(qiáng)感性認(rèn)識(shí),有利于對(duì)本節(jié)重點(diǎn)——的理解
3、的講法與初中不同,是用比值 定義電阻 的,這種講法更科學(xué),適合高中學(xué)生的特點(diǎn).電阻的定義式變形后有些學(xué)生會(huì)產(chǎn)生歧義,認(rèn)為電阻是由電壓和電流決定的,要注意引導(dǎo)解釋.

4、要求學(xué)生知道公式 ,從而知道電流的大小是由什么微觀量決定的.在本節(jié)的“思考與討論”中,希望學(xué)生能夠按照其中的設(shè)問(wèn)自己推導(dǎo)出公式 ,以加深對(duì)電流的理解.如果學(xué)生自己推導(dǎo)有困難,希望教師加以引導(dǎo).

5、對(duì)于導(dǎo)體的伏安特性是本節(jié)的難點(diǎn),應(yīng)該結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行,并盡可能的多舉實(shí)例以加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的深化.

 

教學(xué)設(shè)計(jì)方案

歐姆定津

一、教學(xué)目標(biāo)

1、了解電流形成的條件.

2、掌握電流強(qiáng)度的概念,并能處理簡(jiǎn)單問(wèn)題.

3、鞏固掌握,理解電阻概念.

4、理解電阻伏安特性曲線,并能運(yùn)用.

二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

1、電流強(qiáng)度的概念、是教學(xué)重點(diǎn).

2、電流強(qiáng)度概念、電阻的伏安特性曲線學(xué)生來(lái)說(shuō)比較抽象,是教學(xué)中的難點(diǎn).

三、教具

學(xué)生直流電源(穩(wěn)壓),電壓表,電流表,滑動(dòng)變阻器,導(dǎo)線若干,開(kāi)關(guān),待測(cè)電阻.

四、主要教學(xué)過(guò)程

(-)引入新課

上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了電場(chǎng),電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有力的作用,促使電荷移動(dòng),知道電荷的定向移動(dòng)形成電流.如:靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體在達(dá)到靜電平衡狀態(tài)之前,其中自由電荷在電場(chǎng)力作用下定向移動(dòng).電容器充放電過(guò)程中也有電荷定向移動(dòng).由于電流與我們生活很密切,所以我們有必要去認(rèn)識(shí)它,這節(jié)課我們將在初中的基礎(chǔ)上對(duì)電流作進(jìn)一步了解.

(二)教學(xué)過(guò)程

眾所周知,人們對(duì)電路知識(shí)和規(guī)律的認(rèn)識(shí)與研究,也如對(duì)其他科技知識(shí)的認(rèn)識(shí)與研究一樣,都經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的、曲折的過(guò)程.18世紀(jì)末,意大利著名醫(yī)生伽伐尼受偶然發(fā)現(xiàn)的啟迪,經(jīng)進(jìn)一步研究后,已能利用兩種不同的金屬與青蛙腿相接觸而引起肌肉痙攣,于是伽伐尼電池誕生了.但他對(duì)此并不理解,認(rèn)為這是青蛙體內(nèi)產(chǎn)生了“動(dòng)物電”.伽伐尼的發(fā)現(xiàn)引起了意大利著名物理學(xué)家伏打的極大興趣.經(jīng)過(guò)一番研究,伏打于1792年將不同的金屬板浸入一種電解液中,組成了第一個(gè)直流電源——伏打電池.后來(lái),他利用幾個(gè)容器盛了鹽水,把插在鹽水里的銅板、鋅板連接起來(lái),電流就產(chǎn)生了.

1、電流

(1)什么是電流?

大量電荷定向移 動(dòng)形成電流.

(2)電流形成的條件:例如:

靜電場(chǎng)中導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡之前有電荷定向移動(dòng);

電容器充放電,用導(dǎo)體與電源兩極相接.

①導(dǎo)體,有自由移動(dòng)電荷,可以定向移動(dòng).同時(shí)導(dǎo)體也提供自由電荷定向移動(dòng)的“路”.導(dǎo)體包括金屬、電解液等,自由電荷有電子、離子等.

②導(dǎo)體內(nèi)有電場(chǎng)強(qiáng)度不為零的電場(chǎng),或者說(shuō)導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差,從而自由電荷在電場(chǎng)力作用下定向移動(dòng).

③持續(xù)電流形成條件:要形成持續(xù)電流,導(dǎo)體中場(chǎng)強(qiáng)不能為零,要保持下去,導(dǎo)體兩端保持電勢(shì)差(電壓).電源的作用就是保持導(dǎo)體兩端電壓,使導(dǎo)體中有持續(xù)電流.

導(dǎo)體中電流有強(qiáng)有弱,用一個(gè)物理量描述電荷定向移動(dòng)的快慢,從而描述電流的強(qiáng)弱.
(3)電流強(qiáng)度(

①定義:通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量跟通過(guò)這些電量所用時(shí)間的比值.這樣可以通過(guò)電荷定向移動(dòng)的快慢來(lái)描述電流強(qiáng)弱,這個(gè)比值稱(chēng)為電流強(qiáng)度.簡(jiǎn)稱(chēng)電流,用 表示

②表達(dá)式:

③單位:安培(A)毫安(mA),微安(μA)

④性質(zhì):電流強(qiáng)度是標(biāo)量.初中學(xué)過(guò)并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和.但電流是有方向的.(有方向的量不一定是矢量,是否矢量關(guān)鍵看滿(mǎn)不滿(mǎn)足平行四邊形法則)

⑤電流方向的規(guī)定:正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较颍?fù)電荷定向移動(dòng)方向與電流方向相反.

正電荷在電場(chǎng)力的作用下,從高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng),所以電流是有高電勢(shì)向低電勢(shì)流動(dòng),在電源外部,是由電源正極流向負(fù)極.

(4)電流分類(lèi):

按方向分成兩大類(lèi):直流電和交流電

直流電:方向不變,如果直流電大小不變,就稱(chēng)為恒定電流,這是高中階段電流知識(shí)的重點(diǎn).

交流電:方向隨時(shí)間變化

前面討論了電流,尤其是持續(xù)電流的形成,要求導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差,即電壓.電流強(qiáng)度與電壓究竟有什么關(guān)系?這可利用實(shí)驗(yàn)來(lái)研究.

演示

先給學(xué)生介紹實(shí)驗(yàn)電路圖,教師按電路圖連接實(shí)驗(yàn)電路,并請(qǐng)學(xué)生觀察電表的正負(fù)接線柱,要求學(xué)生注意,正負(fù)接線柱的接法, 為待測(cè)電阻(定值電阻).

演示

閉合S后,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭,觀察電表的變化,說(shuō)明導(dǎo)體兩端的電壓和電流都隨導(dǎo)體的電阻有關(guān).

啟發(fā)學(xué)生思考:如何由實(shí)驗(yàn)得到電壓和電流與電阻的關(guān)系呢?

分析:用控制變量法,先保證其中的一個(gè)量保持不變,讓其余兩個(gè)量之間相關(guān),然后結(jié)合起來(lái)分析.

保證電阻不變,調(diào)節(jié)電壓,記下觸頭在不同位置時(shí)電壓表和電流表讀數(shù).電壓表測(cè)得的是導(dǎo)體R兩端電壓,電流表測(cè)得的是通過(guò)導(dǎo)體 的電流,記錄在下面表格中.

     

     

注意:這一方法可以類(lèi)比數(shù)學(xué)中函數(shù)圖象,用描點(diǎn)法來(lái)研究,啟發(fā)學(xué)生思考物理與數(shù)學(xué)的聯(lián)系.

把所得數(shù)據(jù)描繪在 直角坐標(biāo)系中,確定 之間的函數(shù)關(guān)系.

分析:這些點(diǎn)所在的曲線包不包括原點(diǎn)?包括,因?yàn)楫?dāng) 時(shí), .這些點(diǎn)所在曲線是一條什么曲線?過(guò)原點(diǎn)的斜直線.

換成與之不同的 ,重復(fù)前面步驟,可得另一條不同的但過(guò)原點(diǎn)的斜直線.

結(jié)論:給定導(dǎo)體,導(dǎo)體中電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比, ,或者

對(duì)不同導(dǎo)體,圖象斜率是不同.相同電壓下,兩導(dǎo)體電流分別為 ,導(dǎo)體2對(duì)電流阻礙作用比導(dǎo)體1大, . 的倒數(shù)反映了導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用.若用一個(gè)物理量來(lái)描述導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用, 稱(chēng)為電阻.

2、電阻

(1)定義:導(dǎo)體兩端電壓與通過(guò)導(dǎo)體電流的比值,叫做這段導(dǎo)體的電阻.

(2)定義式:

說(shuō)明:①對(duì)于給定導(dǎo)體, 一定,不存在 成正比,與 成反比的關(guān)系.

②這個(gè)式子(定義)給出了測(cè)量電阻的方法——伏安法.

(3)單位:電壓?jiǎn)挝挥梅兀╒),電流單位用安培(A),電阻單位用歐姆,符號(hào)Ω,且lΩ=1V/A

常用單位:1kΩ=1000Ω;1MΩ= Ω

3、

德國(guó)物理學(xué)家歐姆最早用實(shí)驗(yàn)研究了電流跟電壓、電阻的關(guān)系,最后得出用他的名字命名的定律.

內(nèi)容:導(dǎo)體中電流強(qiáng)度跟它兩端電壓成正比,跟它的電阻成反比.

表達(dá)式: 注意:

(1)式子中的三個(gè)量 必須對(duì)應(yīng)著同一個(gè)研究對(duì)象

(2)大量實(shí)驗(yàn)表明,適用于純電阻電路(金屬、電解液等).

(三)小結(jié)

1、不要認(rèn)為在任何導(dǎo)體中,電流都與電壓成正比,對(duì)于非純電阻電來(lái)講則不然.

2、 僅僅是帶內(nèi)阻的定義式,而不是決定式,電阻的大小不決定于電壓和電流.

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