【课标要求】
理解欧姆定律并能灵活应用
【学情分析】
1.对学生原有认知结构的分析:学生在初中已学习过欧姆定律的内容 2.学生可能存在的问题: (1)分压式电路的设计与连接
①不看实验条件,直接设计成限流式电路; ②开关闭合前滑片P的位置随意。 (2)实验数据处理
①绘制U-I图象时,坐标轴上一格习惯取1V或1A为一个标度;
②当U-I图线为曲线时,图线上某一点电阻值的计算方法与该点切线的斜率相混淆。 3.学法指导:
【教材分析】
本节课在全章中的作用和地位也是重要的,它一方面起到复习初中知识的作用,另一方面为学习闭合电路欧姆定律奠定基础.本节课分析实验数据的两种基本方法,也将在后续课程中多次应用.因此也可以说,本节课是后续课程的知识准备阶段。
【教学目标】
1.知识与技能
(1)经历探究导体电压和电流关系的过程,体会利用U-I图象来处理、分析实验数据、总结实验规律的方法。
(2)理解电阻的定义,理解欧姆定律。
(3)完成测绘小灯泡伏安特性曲线的实验,知道伏安特性曲线,知道线性元件和非线性元件。
2.过程与方法
(1)进一步体会用比值定义物理量的方法。
(2)通过实验,掌握利用分压电路改变电压的基本技能;学会一般元件伏安特性曲线的测绘方法。
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3.情感、态度与价值观
通过教师的适时引导和学生的自主探究,促进师生之间、生生之间的合作互动,使学生在体验探究的过程中,感悟科学思想,培养科学精神,实现知识和能力的协调发展。
【重点难点】
1.教学重点
(1)掌握用分压式电路探究导体电压和电流关系的过程。
(2)能根据实验数据正确绘制U-I图象,正确分析图象中所隐含的信息。 2.教学难点
(1)分压式电路的连接及优缺点。 (2)对U-I图像中各类信息的判断
【教学方法】
根据本节课有演示实验的特点,本节课采用以演示实验为主的启发式综合教学法.教师边演示、边提问,让学生边观察、边思考,最大限度地调动学生积极参与教学活动.
【教学资源】
1.测绘小灯泡伏安特性曲线的实验器材:学生电源、电键、导线、滑动变阻器、小灯泡、电流表、电压表
2.加强U-I图象绘制与信息判断,为后面的图表绘制继续做准备。
【教学过程】
(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
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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 I/A I/A 0 0 0 0.50 0.25 0.5 1.00 0.5 1 1.50 0.75 1.5 2.00 1 2 2.50 1.25 2.5 导体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=
U I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=叫做导体的电阻。
教师:将上式变形得I=
U,反映了导体对电流的阻碍作用,IU R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。
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讨论:根据欧姆定律I=
UU得R=,有人说导体的电阻R跟加在导体两端的电压U成RI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,
q=1.6 A tUU据欧姆定律I=得,R==10 Ω
RIqn==3.0×1020个 e电阻中的电流I=
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=
I1。图线的斜率越大,电阻越小。 UR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。
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实验:
(1)测绘小灯泡的伏安特性曲线(告诉学生我们会亲自去做实验)
(2)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)课堂练习
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∶3 D.3∶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∶3 D.3∶1 解析:(1)由欧姆定律I=
UI1可知,在I—U图线中,图线的斜率k==,即电阻的RUR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=
U可知,给R1、R2分别加上相同的电压时,通过的电流与电阻成R反比I1∶I2=R2∶R1=3∶1,故B选项正确
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:由RU0U12U0/5 得I01.0 A I0I10.4又RU0U2,所以I2I0,I22I02.0 A I0I2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。
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(2)导体的电阻是导体自身的一种属性,与U、I无关,因而R讨论问题更简单明了。
(四)课堂总结、点评
UU,用此式II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。
作业:书面完成P48和“问题与练习”第2、3、4题
【教学后记】
新课改新要求下更需要学生的自主学习能力,所以我应该更加信任学生的能力,不要不放心,更不能不放手,应该重点培养他们的学习能力。
这节课对学生来说并不是很陌生,所以课堂应尽可能的放手让学生自主探究学习,调动学生的主动性,提高学习物理的兴趣。学生能自己解决的问题就让学生自己思考、讨论处理,老师就当好领路人就行。
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