高中物理新課標(biāo)版人教版選修3-1優(yōu)秀教案：歐姆定律

1、 教學(xué)設(shè)計(二)三維目標(biāo)(一)知識教學(xué)點1理解產(chǎn)生電流的條件。2理解電流的概念和定義式Iq/t，并能進(jìn)行有關(guān)計算。3了解直流電和恒定電流的概念。4知道公式InqvS，但不要求用此公式進(jìn)行計算。5熟練掌握歐姆定律及其表達(dá)式IU/R，明確歐姆定律的適用范圍，能用歐姆定律解決有關(guān)電路問題。6知道導(dǎo)體的伏安特性，知道什么是線性元件和非線性元件。7知道電阻的定義及定義式RU/I。(二)能力訓(xùn)練點1培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用歐姆定律分析、處理實際問題的能力。2培養(yǎng)學(xué)生重視實驗、設(shè)計實驗、根據(jù)實驗分析、歸納物理規(guī)律的能力。3培養(yǎng)學(xué)生用公式法和圖象法相結(jié)合的解決問題的能力。(三)德育滲透點1分析電流的產(chǎn)生有其內(nèi)因和外因，引

2、導(dǎo)學(xué)生研究自然科學(xué)時要堅持辯證唯物主義觀點。2歐姆定律由實驗演繹得出，培養(yǎng)學(xué)生動手能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、務(wù)實求真的科學(xué)態(tài)度。3處理實驗數(shù)據(jù)有列表法和圖象法。而圖象法直觀形象，滲透數(shù)學(xué)思維，要培養(yǎng)學(xué)生尊重實驗結(jié)果，尊重客觀規(guī)律。重點、難點、疑點及解決辦法1重點正確理解歐姆定律并能解決實際問題。2難點電流概念的理解；電阻的伏安曲線。3疑點對電阻定義式RU/I，有同學(xué)誤解為電阻由電壓和電流決定。4解決辦法(1)在教師指導(dǎo)下學(xué)生參與演示實驗，記錄、分析數(shù)據(jù)，歸納結(jié)論，從感性到理性來認(rèn)識、理解歐姆定律。(2)利用電化教學(xué)手段，突破難點。(3)對定義性公式和決定性公式要加以區(qū)別。教具學(xué)具準(zhǔn)備小燈泡、學(xué)生

3、電源、伏特表、安培表、待測電阻(約1030 ，若干只)、滑動變阻器、晶體二極管、電鍵、導(dǎo)線若干。學(xué)生活動設(shè)計1設(shè)問、舉例，讓學(xué)生積極參與，在復(fù)習(xí)初中知識基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)新知識。2在教師指導(dǎo)下讓學(xué)生設(shè)計演示實驗，設(shè)計表格、圖象，參與讀數(shù)、記數(shù)，分析處理數(shù)據(jù)，歸納出歐姆定律。教學(xué)步驟(一)明確目標(biāo)(略)(二)整體感知本節(jié)知識在初中學(xué)習(xí)已有基礎(chǔ)，高中在新的要求下再次學(xué)習(xí)，可見本節(jié)知識是研究電路問題的基礎(chǔ)，并且其中滲透了科學(xué)研究方法和思維訓(xùn)練。因此，在學(xué)習(xí)中要充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。(三)重點、難點的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過程1引入新課前面學(xué)習(xí)過電場知識，電場對放入其中的電荷有力的作用，促使電荷移動，電荷的定向移動

4、就形成電流，這節(jié)課我們將在初中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上對電流作進(jìn)一步的了解。2新課教學(xué)(1)電流什么是電流？大量電荷的定向移動形成電流。電流形成的條件是什么？內(nèi)因有自由移動的電荷。金屬中有自由移動的電子，電解液中有自由移動的離子。絕緣體中沒有自由移動的電荷，其中不能形成電流。那么，為什么用電流表直接連接金屬導(dǎo)體兩端卻沒有讀數(shù)？這是因為，導(dǎo)體中大量的自由電荷永不停息地做無規(guī)則的熱運動，向各個方向運動的機會均等，不會出現(xiàn)大量自由電荷定向移動的現(xiàn)象，也就是說沒有電流。要使大量自由電荷做定向移動，必須要有一種力，這種力就是電場力。演示按圖1連接圖1小燈泡發(fā)光，有電流流過小燈泡。外因?qū)w兩端存在電壓。當(dāng)導(dǎo)體與電源連

5、接時，它的兩端有了電壓，導(dǎo)體中就有了電場，這樣導(dǎo)體中的自由電荷在電場力作用下定向移動形成電流。干電池、蓄電池、發(fā)電機等都是電源，它們的作用是保持導(dǎo)體兩端的電壓，使導(dǎo)體中有持續(xù)的電流。電流的強弱用電流(I)表示。a定義通過導(dǎo)體橫截面的電荷量q跟通過這些電荷量所用時間t的比值叫電流，用I表示。b表達(dá)式：Ic單位：安培(A)d電流的方向規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向。e電流是標(biāo)量。直流電：方向不隨時間而改變的電流。恒定電流：方向和強弱都不隨時間而改變的電流。(2)既然導(dǎo)體兩端有電壓，才有電流流過導(dǎo)體，那么導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓有什么關(guān)系呢？圖2演示先讓學(xué)生設(shè)計電路示意圖，然后用多媒體顯示

6、如圖2所示，學(xué)生在教師指導(dǎo)下用導(dǎo)線連接實物，并要求學(xué)生注意電表的正負(fù)接線柱接法。連好線后閉合開關(guān)S，指導(dǎo)學(xué)生調(diào)節(jié)滑動變阻器，記下電壓表、安培表的讀數(shù)，填入下表，再移動滑片P，同樣記下讀數(shù)，這樣得出大約6組數(shù)據(jù)。對表中數(shù)據(jù)分析可知，導(dǎo)體兩端電壓升高，導(dǎo)體中的電流也增大，但在誤差允許范圍內(nèi)U/I定值。U(伏)I(安)對數(shù)據(jù)的處理除用列表法外，還可以用什么方法？圖象法：先畫直角坐標(biāo)IU，然后標(biāo)刻度，按上述數(shù)據(jù)描點，連點成直線，連點時要使盡量多的點落在一條直線上，不在直線上的點，要對稱地分布在直線兩側(cè)。取下R，換上R，重做上述實驗，可得另一條直線。分析上述實驗，得知：a導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比

7、，即IU，U2/I2U1/I1。b在同樣電壓情況下，U/I值大的電流小，U/I值小的電流大，即U/I值反映了導(dǎo)體阻礙電流的性質(zhì)。電阻定義：導(dǎo)體兩端電壓與通過導(dǎo)體電流的比值，叫做這段導(dǎo)體的電阻。定義式：RU/I對于同一段導(dǎo)體；不論電壓和電流大小怎樣變化，比值R是恒定的。不能從數(shù)學(xué)角度認(rèn)為R與U成正比，與I成反比。單位：歐姆()，1 1 V/A。歐姆定律德國物理學(xué)家歐姆最早用實驗研究了電流與電壓、電阻之間的關(guān)系，得出了用他的名字命名的定律。定律內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體的電阻R成反比。公式：IU/R。單位：1 A1 V/。適用范圍：金屬導(dǎo)體、電解液。導(dǎo)體的伏安特性如圖所示I

8、U圖線叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線，符合歐姆定律的導(dǎo)體的伏安特性曲線是一條通過坐標(biāo)原點的直線。具有直線伏安特性的電學(xué)元件叫做線性元件。提問：如圖所示，圖中兩條直線哪一條代表的電阻大？不符合歐姆定律的導(dǎo)體和器件，電流和電壓不成正比，伏安特性曲線不是直線，這種電學(xué)元件叫做非線性元件。(四)總結(jié)、擴展通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，使我們了解電流的形成需要有自由電荷和導(dǎo)體兩端有電壓，應(yīng)用電場知識可以充分理解。在實驗的基礎(chǔ)上，我們知道歐姆定律的內(nèi)容及其適用范圍。同時還充分理解電阻RU/I的物理意義，它是定義式，不是決定式，不能用純數(shù)學(xué)關(guān)系來理解物理公式，最后了解金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線是一條通過原點的直線。3歐姆定律一、電

9、流1什么是電流2電流形成的條件內(nèi)因外因3電流的強弱及方向4直流電及恒定電流二、歐姆定律1電阻2歐姆定律3導(dǎo)體的伏安特性活動與探究課題：測繪晶體二極管的伏安特性曲線。過程：1討論、設(shè)計合理的實驗電路圖；2選擇合適的實驗器材(特別是測量儀器的選取)；3電路的連接、儀器的使用注意事項；4實驗過程的安排以及操作順序；5實驗數(shù)據(jù)的處理：要求至少測8組數(shù)據(jù)以上，利用坐標(biāo)紙作圖，要求數(shù)據(jù)列表，在坐標(biāo)紙中建立合適坐標(biāo)系后作出圖象；6討論總結(jié)晶體二極管的伏安特性曲線的特點，并將其與一般金屬導(dǎo)體電阻的伏安特性曲線進(jìn)行對比分析。本節(jié)課是初中歐姆定律的延伸和擴展，對后續(xù)閉合電路歐姆定律的學(xué)習(xí)起到了奠基作用。在教學(xué)中，

10、歐姆定律的講法與初中不同，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。在實驗數(shù)據(jù)的處理上，使用的是圖象處理法，加強了學(xué)生對圖象的認(rèn)識，并能進(jìn)一步學(xué)會如何運用圖象來研究問題。需要注意的是對于電阻的定義式，有些學(xué)生會產(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。教學(xué)中適當(dāng)?shù)叵驅(qū)W生滲透一些研究物理的科學(xué)方法和分析的正確思路，如通過探索性實驗去認(rèn)識物理量之間的制約關(guān)系，用圖象和圖表的方法來處理數(shù)據(jù)、總結(jié)規(guī)律，以及利用比值來定義物理量的方法等。另外，在學(xué)習(xí)活動中結(jié)合及時的課堂訓(xùn)練，使學(xué)生不僅掌握了理論，而且學(xué)會了如何解決實際問題。另外，本節(jié)課的設(shè)計考慮到新課改的要求，將測繪小燈泡伏

11、安特性曲線的實驗也放入其中，我們可以根據(jù)實際教學(xué)情況加以取舍，若一節(jié)課難以完成全部的教學(xué)事件，也可將測繪小燈泡伏安特性曲線的實驗單獨分離出來，另作處理。這樣就可以有充分的時間對歐姆定律在課堂上做更多及時的強化訓(xùn)練。歐姆和歐姆定律的建立歐姆(17871854年)，1787年3月16日生于德國埃爾蘭根城，父親是鎖匠。父親自學(xué)了數(shù)學(xué)和物理方面的知識，并教給少年時期的歐姆，喚起了歐姆對科學(xué)的興趣。16歲他進(jìn)入埃爾蘭根大學(xué)研究數(shù)學(xué)、物理和哲學(xué)，由于經(jīng)濟困難，中途輟學(xué)，到1813年才完成博士學(xué)業(yè)。歐姆是一個很有天才和科學(xué)抱負(fù)的人，他長期擔(dān)任中學(xué)教師，由于缺少資料和儀器，給他的研究工作帶來不少困難，但他在孤

12、獨與困難的環(huán)境中始終堅持不懈地進(jìn)行科學(xué)研究，自己動手制作儀器。歐姆對導(dǎo)線中的電流進(jìn)行了研究。他從傅立葉發(fā)現(xiàn)的熱傳導(dǎo)規(guī)律中受到啟發(fā)，導(dǎo)熱桿中兩點間的熱流正比于這兩點間的溫度差。因而歐姆認(rèn)為電流現(xiàn)象與此相似，猜想導(dǎo)線中兩點之間的電流也許正比于它們之間的某種驅(qū)動力，即現(xiàn)在所稱的電動勢。歐姆花了很大的精力在這方面。開始他用伏打電堆作電源，但是因為電流不穩(wěn)定，效果不好。后來他接受別人的建議改用溫差電池作電源，從而保證了電流的穩(wěn)定性。但是如何測量電流的大小，這在當(dāng)時還是一個沒有解決的難題。開始，歐姆利用電流的熱效應(yīng)，用熱脹冷縮的方法來測量電流，但這種方法難以得到精確的結(jié)果。后來他把奧斯特關(guān)于電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)和庫侖扭秤結(jié)合起來，巧妙地設(shè)計了一個電流扭秤，用一根扭絲懸掛一磁針，讓通電導(dǎo)線和磁針都沿子午線方向平行放置；再用鉍和銅溫差電池，一端浸在沸水中，另一端浸在碎冰中，并用兩個水銀槽作電極，與銅線相連，當(dāng)導(dǎo)線中通過電流時，磁針的偏轉(zhuǎn)角與導(dǎo)線中的電流成正比。實驗中他用粗細(xì)相同長度不同的八根銅導(dǎo)線進(jìn)行了測量，得出了如下的等式：X。式中X是磁效應(yīng)強度，即電流的大?。籥是與激發(fā)力有關(guān)的常數(shù)，即電動勢；x表示導(dǎo)線的長度，b是與電路其余部分的電阻有關(guān)的常數(shù)，bx實際上表示電路的總電阻。這個結(jié)果于1826年發(fā)表。1827年歐姆又在動電電路的數(shù)學(xué)研究一書中，把他