歐姆定律物理教案 篇一
一、教學目標
1、了解電流形成的條件。
2、掌握電流強度的概念,并能處理簡單問題。
3、鞏固掌握,理解電阻概念。
4、理解電阻伏安特性曲線,并能運用。
二、重點、難點分析
1、電流強度的概念、是教學重點。
2、電流強度概念、電阻的伏安特性曲線學生來說比較抽象,是教學中的難點。
三、教具
學生直流電源(穩壓),電壓表,電流表,滑動變阻器,導線若干,開關,待測電阻。
四、主要教學過程
(一)引入新課
上一節課我們學習了電場,電場對放入其中的電荷有力的作用,促使電荷移動,知道電荷的定向移動形成電流.如:靜電場中的導體在達到靜電平衡狀態之前,其中自由電荷在電場力作用下定向移動.電容器充放電過程中也有電荷定向移動.由于電流與我們生活很密切,所以我們有必要去認識它,這節課我們將在初中的基礎上對電流作進一步了解。
(二)教學過程
眾所周知,人們對電路知識和規律的認識與研究,也如對其他科技知識的認識與研究一樣,都經歷了漫長的、曲折的過程.18世紀末,意大利著名醫生伽伐尼受偶然發現的啟迪,經進一步研究后,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.但他對此并不理解,認為這是青蛙體內產生了“動物電”.伽伐尼的發現引起了意大利著名物理學家伏打的極大興趣.經過一番研究,伏打于1792年將不同的金屬板浸入一種電解液中,組成了第一個直流電源——伏打電池.后來,他利用幾個容器盛了鹽水,把插在鹽水里的銅板、鋅板連接起來,電流就產生了。
1、電流
(1)什么是電流?
大量電荷定向移動形成電流。
(2)電流形成的條件:例如:
靜電場中導體達到靜電平衡之前有電荷定向移動;
電容器充放電,用導體與電源兩極相接。
①導體,有自由移動電荷,可以定向移動.同時導體也提供自由電荷定向移動的“路”.導體包括金屬、電解液等,自由電荷有電子、離子等。
②導體內有電場強度不為零的電場,或者說導體兩端有電勢差,從而自由電荷在電場力作用下定向移動。
③持續電流形成條件:要形成持續電流,導體中場強不能為零,要保持下去,導體兩端保持電勢差(電壓)。電源的作用就是保持導體兩端電壓,使導體中有持續電流。
導體中電流有強有弱,用一個物理量描述電荷定向移動的快慢,從而描述電流的強弱。
(3)電流強度
①定義:通過導體橫截面的電量跟通過這些電量所用時間的比值。這樣可以通過電荷定向移動的快慢來描述電流強弱,這個比值稱為電流強度。簡稱電流,用毫安表示。
②表達式:
③單位:安培(A)毫安(mA),微安(μA)
④性質:電流強度是標量.初中學過并聯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,是否矢量關鍵看滿不滿足平行四邊形法則)
⑤電流方向的規定:正電荷定向移動的方向為電流方向,負電荷定向移動方向與電流方向相反。
正電荷在電場力的作用下,從高電勢向低電勢運動,所以電流是有高電勢向低電勢流動,在電源外部,是由電源正極流向負極。
(4)電流分類:
按方向分成兩大類:直流電和交流電。
直流電:方向不變,如果直流電大小不變,就稱為恒定電流,這是高中階段電流知識的重點。
交流電:方向隨時間變化。
前面討論了電流,尤其是持續電流的形成,要求導體兩端有電勢差,即電壓.電流強度與電壓究竟有什么關系?這可利用實驗來研究。
演示
先給學生介紹實驗電路圖,教師按電路圖連接實驗電路,并請學生觀察電表的正負接線柱,要求學生注意,正負接線柱的接法, 為待測電阻(定值電阻)。
演示
閉合S后,移動滑動變阻器觸頭,觀察電表的變化,說明導體兩端的電壓和電流都隨導體的電阻有關。
啟發學生思考:如何由實驗得到電壓和電流與電阻的關系呢?
分析:用控制變量法,先保證其中的一個量保持不變,讓其余兩個量之間相關,然后結合起來分析。
保證電阻不變,調節電壓,記下觸頭在不同位置時電壓表和電流表讀數.電壓表測得的是導體R兩端電壓,電流表測得的是通過導體 的電流,記錄在下面表格中。
注意:這一方法可以類比數學中函數圖象,用描點法來研究,啟發學生思考物理與數學的聯系。
把所得數據描繪在 直角坐標系中,確定 和 之間的函數關系。
分析:這些點所在的曲線包不包括原點?包括,因為當 時,這些點所在曲線是一條什么曲線?過原點的斜直線。
把 換成與之不同的 ,重復前面步驟,可得另一條不同的但過原點的斜直線。
結論:給定導體,導體中電流與導體兩端電壓成正比,或者對不同導體,圖象斜率是不同.相同電壓下,兩導體電流分別為,導體2對電流阻礙作用比導體1大,的倒數反映了導體對電流的阻礙作用.若用一個物理量來描述導體對電流的阻礙作用, 稱為電阻。
2、電阻
(1)定義:導體兩端電壓與通過導體電流的比值,叫做這段導體的電阻。
(2)定義式:
說明:①對于給定導體, 一定,不存在 與 成正比,與 成反比的關系。
②這個式子(定義)給出了測量電阻的方法——伏安法.
(3)單位:電壓單位用伏特(V),電流單位用安培(A),電阻單位用歐姆,符號Ω,且lΩ=1V/A
常用單位:1kΩ=1000Ω;1MΩ= Ω
3、
德國物理學家歐姆最早用實驗研究了電流跟電壓、電阻的關系,最后得出用他的名字命名的定律。
內容:導體中電流強度跟它兩端電壓成正比,跟它的電阻成反比。
表達式: 注意:
(1)式子中的三個量 必須對應著同一個研究對象。
(2)大量實驗表明,適用于純電阻電路(金屬、電解液等)。
(三)小結
1、不要認為在任何導體中,電流都與電壓成正比,對于非純電阻電來講則不然。
2、僅僅是帶內阻的定義式,而不是決定式,電阻的大小不決定于電壓和電流。
歐姆定律物理教案 篇二
(一)教學目的
1、理解歐姆定律的內容及其表達式的物理意義,了解定律中各量的單位;
2、能較熟練地運用歐姆定律分析解決有關的簡單問題;
3、知道什么叫伏安法;
4、培養運用物理公式解答物理問題的習慣和能力。
(二)教具
寫有課堂練習題的小黑板(或幻燈片)。
(三)教學過程
1、復習提問引入新課
教師:上節課我們通過實驗得出了導體中的電流跟√白話文★www.baihuawen.cn√它兩端的電壓和它的電阻的關系,請一位同學敘述一下這個關系(抽中等學生或差等生不看書回答)。大家認為他說得對嗎?(不足之處由學生訂正)上節課我們曾經把這個關系用數學式子表示出來,請一位同學回答是怎樣表示的?(學生回答教師板書)
板書:R一定時,I1/I2=U1/U2(1)
U一定時,I1/I2=R2/R1(2)
教師:我們這節課要學習的就是將這些關系綜合起來,得出的一個電學的基本規律,即歐姆定律。
板書:歐姆定律
2、新課教學
教師:歐姆定律的內容是什么呢?讓大家閱讀課本,請一位同學朗讀歐姆定律的內容,教師板書。
板書:導體中的電流,跟這段導體兩端的電壓成正比,跟這段導體的電阻成反比。
教師:歐姆定律的內容中好像比上節實驗得出的關系少設了一點什么,你們發現了沒有?(在說到“正比”或“反比”時,沒有說“在電阻一定的情況下”或“電壓不變的情況下”)這是否意味著“導體中的電流跟它兩端的電壓成正比”不需要保持電阻不變這個條件了呢?不是的。只有電阻一定時,導體中的電流才會跟它兩端電壓成正比。同樣,也只有電壓不變時,導體中的電流才會跟它的電阻成反比。定律作了簡明的敘述,但暗含了這兩個條件。這是對定律應注意的一個方面。另一方面,定律沒有指明“正比”、“反比”所應滿足的條件,還意味著它能適用于電壓、電阻同時都變化時,電流應如何變的情形,這種情形在以后的學習中將會遇到。其次歐姆定律中說到的電流、電壓、電阻都是屬于同一段導體的。在后面將歐姆定律用于串聯電路和并聯電路時,注意到這一點是很必要的。歐姆定律的內容可以用公式來表述,請大家看看課本上是怎樣表述的。(學生看書,教師板書)
教師:歐姆定律的公式中,U、R、I各表示什么?各量各用什么單位?(學生答)。這個公式是怎樣概括表述了歐姆定律的內容呢?我們以導體電阻R一定的情況來說明,若導體兩端的電壓由U1變為U2時,流過導體電流由I1變為I2,則由(3)式可以寫出下面兩式,(教師一邊敘述一邊板書)將兩式相除,即得到(1)式。
板書:R一定時,I1=U1/R
I2=U2/R
如果導體兩端的電壓一定,它的電阻由R1變為R2時,電流由I1變為I2。請同學們由(3)式導出(2)式。(學生推導,教師巡視后,請一個學生說出他的推導過程,教師板書)
板書:U一定時,I1=U/R1
I2=U/R2
教師:大家看到,歐姆定律的內容和公式都簡潔優美地概括了上節在一定條件下由實驗得出的結論。而且從歐姆定律的公式我們可以看到,只要知道了導體的電阻值和它兩端的電壓,就可求出導體中的電流。所以歐姆定律更全面地反映了導體中電流、電壓和電阻的關系。現在大家用了幾十分鐘就學習到的這個電學的基本規律,是德國物理學家花了10年的時間,自己制造了測電流的儀器和尋找到電壓穩定的電源,經過長期細致研究才得到的。后人為了紀念他的貢獻,把電阻的單位和上述電流定律都用他的名字命名。請同學們課后閱讀課本的閱讀材料,學習歐姆堅持不懈地從事科學研究的精神。下面大家看看課本中是怎樣運用歐姆定律去解答實際問題的。(為節約篇幅,這里沒有抄錄課文及其例題,請讀者參看課本)閱讀完后請思考黑板上提出的三個方面的問題(學生開始閱讀時,教師板書。然后巡視指導約6—7分鐘后,提醒學生結合板書的三方面思考)
板書:
(1)可以計算的問題:(U、R、I三個量中,知道兩個可求其余一個)
(2)解答問題的思路和格式:(畫出電路圖或寫出已知條件、求解物理量→寫出根據公式→代入數據→計算結果)
(3)物理量的單位的運用:(若已知量的單位不是伏、安、歐,要先化為伏、安、歐再代入式子計算)
以上問題圓括號中的內容先不板書。
教師:現在請同學們回答前兩個方面的問題。(分別由兩個學生各回答一個問題,學生回答后,教師小結并寫出上面板書(1)、(2)中括號內的內容)在例2中(見課本),如果已知電流為450毫安時,應怎樣用公式計算結果?(學生回答后,教師小結并寫出(3)后括號內的內容)。現在哪位同學來回答,什么叫伏安法?(指示學生看課文最后一段)
現在請大家解答下面兩個問題。(出示小黑板或幻燈片。請兩個學生在黑板上解答,教師巡視指導。兩個問題均有兩種解法。例如①,可以先用歐姆定律解出電阻值,再用歐姆定律解電流值;也可以直接用前面比例式(1)求解。)
問題①一個定值電阻兩端的電壓是0.25伏時,流過它的電流是0.13安。如果流過它的電流變為0.91安,此時它兩端的電壓多大?
問題②一個電阻箱接在電壓不變的電源上。把它的電阻調到350歐時,流過它的電流是21毫安。若再調節電阻箱,使流過它的電流變為126毫安,此時電阻箱的電阻應是多大?
教師:在解答問題①時,除了黑板上的解法外,有同學還用了另一種解法(教師板書出來)大家看都對嗎?(學生答)歐姆定律是一個普遍適用的定律。但在涉及只求兩個量的變化關系的問題中,直接用比例式解通常要簡捷些。
讓大家閱讀“想想議議”中提出的問題,議論一下。(學生閱讀,分組議論)
教師:為什么安培表不能直接接到電源兩極上去?(學生回答,教師訂正)伏特表接到電源兩極上為什么不會被燒毀?(學生回答,教師訂正)
4、小結
教師:這節課我們在實驗得出的規律的基礎上概括總結出了歐姆定律。剛才大家看到,應用歐姆定律,不僅可以定量計算各種電學問題,而且還能簡單明了地解釋像安培表為什么不能直接接到電源兩極上這類物理問題。今后學習中我們將會接觸到這一電學基本規律的廣泛應用。今天的復習任務首先是把定律的物理意義真正理解清楚。在作業中一定要注意解答的書寫格式,養成簡明、正確表達的好習慣。
5、布置作業
(1)工廠中車床照明燈采用36伏的安全電壓,某車床照明燈工作時燈絲電阻是32歐,求通過燈絲的電流。
(2)一段導體兩端電壓是2伏時,導體中的電流是0.5安,如果電壓增大到3伏,導體中的電流多大?
(3)電壓保持不變,當接電阻為242歐的燈泡時,電路中的電流為0.91安,如改接電阻為165歐的電烙鐵,電路中的電流是多大?
(四)設想、體會
1。本課題教學設計的關鍵之一是處理好第一節的實驗規律和歐姆定律的關系,使學生易于理解歐姆定律的內容和公式的物理意義。特別是歐姆定律的公式為什么那樣表達,是初中物理教學中的一個難點。采用根據實驗結果寫出,再令K=1的辦法引出,超出初中學生的數學知識水平,是不可取的;直接把公式抬出來,不說明它為什么綜合概括了實驗規律,就急急忙忙用公式去解題的辦法,給學生理解公式的物理意義留下懸案,也是不妥當的。本教案設計的基本思路是,從實驗規律出發,引出定律內容,再把定律的結論與實驗的結論對比理解,說明定律既概括了實驗的結果,又比實驗結論更具有普遍性。在引出公式后,由公式導出兩個實驗的結論,說明公式也的確是實驗結論的概括。這樣,學生對定律的內容和公式的物理意義就有了切實的理解。對課文開頭提出的歐姆定律是“實驗結果綜合起來”的才會有真切的體會。這樣做的前提是在本章第一節的教學中,先通過實例運用學生在小學和中學數學學習中已較熟悉的比例知識導出本教案中的(1)(2)兩式,根據第一節的內容和課時實際,不
難做到。培養學生理解運用數學表達物理規律和應用數學解決物理問題的能力是本章的一個重要特點。上述設計和課堂練習題的設計都有利于這種能力的培養。
2。本課題的另一重點教學目標是初步培養學生應用歐姆定律解題的能力。“掌握歐姆定律”的教學要求是本章以至電學學完后的最終要求。這節課只應是既簡單又基礎的應用。由于學生已經較長時間沒有涉及到用公式進行定量計算,在這一節課對解題加以強調是非常必要的。教案中采取學生先閱讀課文例題,再一起概括小結解題思路方法;在本課小結中再次強調,對學生提出要求等措施來實現。
3。由于采用了學生閱讀課文的措施,這不僅有力地發揮學生在學習中的主體作用,而且也減少了教師的重復板書,節約了一些教學時間,有條件加兩個課堂練習題。這兩個練習題的目的不僅在于強調在涉及物理量的變化關系時,可以用比例法巧解,而且也再一次強化了歐姆定律與實驗所得的規律的一致性的認識。但對U、I、R三個量同時變的問題,僅在教師闡明定律的意義時提及,在練習題中沒有涉及,留待后續學習中去深化,以免加大學習的難度。
4。定律中的U、I、R是對同一導體而言,在本節課只需提醒學生注意就可以了。不必去講不同導體的U、I、R要用下標區別的問題。待學習電阻的串聯時,有了這種需要再提出來,才能收到事半功倍的效果。
歐姆定律教案 篇三
教學目標
(一)知識目標
1、知道電動勢的定義.
2、理解閉合電路歐姆定律的公式,理解各物理量及公式的物理意義,并能熟練地用來解決有關的電路問題.
3、知道電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓,電源的電動勢等于內、外電路上電勢降落之和.
4、理解路端電壓與電流(或外電阻)的關系,知道這種關系的公式表達和圖線表達,并能用來分析、計算有關問題.
5、理解閉合電路的功率表達式.
6、理解閉合電路中能量轉化的情況.
(二)能力目標
1、培養學生分析解決問題能力,會用閉合電路歐姆定律分析外電壓隨外電阻變化的規律
2、理解路端電壓與電流(或外電阻)的關系,知道這種關系的公式表達和圖線表達,并能用來分析、計算有關問題.
3、通過用公式、圖像分析外電壓隨外電阻改變規律,培養學生用多種方式分析問題能力.
(三)情感目標
1、通過外電阻改變引起電流、電壓的變化,樹立學生普遍聯系觀點
2、通過分析外電壓變化原因,了解內因與外因關系
3、通過對閉合電路的分析計算,培養學生能量守恒思想
4、知道用能量的觀點說明電動勢的意義
教學建議
1、電源電動勢的概念在高中是個難點,是掌握閉合電路歐姆定律的關鍵和基礎,在處理電動勢的概念時,可以根據教材,采用不同的講法.從理論上分析電源中非靜電力做功從電源的負極將正電荷運送到正極,克服電場力做功,非靜電力搬運電荷在兩極之間產生電勢差的大小,反映了電源做功的本領,由此引出電動勢的概念;也可以按本書采取討論閉合電路中電勢升降的方法,給出電動勢等于內、外電路上電勢降落之和的結論.教學中不要求論證這個結論.教材中給出一個比喻(兒童滑梯),幫助學生接受這個結論.
需要強調的是電源的電動勢反映的電源做功的能力,它與外電路無關,是由電源本生的特性決定的.
電動勢是標量,沒有方向,這要給學生說明,如果學生程度較好,可以向學生說明,做為電源,由正負極之分,在電源內部,電流從負極流向正極,為了說明問題方便,也給電動勢一個方向,人們規定電源電動勢的方向為內電路的電流方向,即從負極指向正極.
2、路端電壓與電流(或外電阻)的關系,是一個難點.希望作好演示實驗,使學生有明確的感性認識,然后用公式加以解釋.路端電壓與電流的關系圖線,可以直觀地表示出路端電壓與電流的關系,務必使學生熟悉這個圖線.
學生應該知道,斷路時的路端電壓等于電源的電動勢.因此,用電壓表測出斷路時的路端電壓就可以得到電源的電動勢.在考慮電壓表的內阻時,希望通過第五節的“思考與討論”,讓學生自己解決這個問題.
3、最后講述閉合電路中的功率,得出公式 , .要從能量轉化的觀點說明,公式左方的 表示單位時間內電源提供的電能.理解了這一點,就容易理解上式的意義:電源提供的電能,一部分消耗在內阻上,其余部分輸出到外電路中.
教學設計方案
閉合電路的歐姆定律
一、教學目標
1、在物理知識方面的要求:
(1)鞏固產生恒定電流的條件;
(2)知道電動勢是表征電源特性的物理量,它在數值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓.
(3)明確在閉合回路中電動勢等于電路上內、外電壓之和.
(4)掌握閉合電路的歐姆定律,理解各物理量及公式的物理意義
(5)掌握路端電壓、輸出功率、電源效率隨外電阻變化的規律.
2、在物理方法上的要求:
(1)通過電動勢等于電路上內、外電壓之和的教學,使學生學會運用實驗探索物理規律的方法.
(2)從能量和能量轉化的角度理解電動勢的物理意義.
(3)通過對路端電壓、輸出功率、電源效率隨外電阻變化的規律的討論培養學生的推理能力.
(4)通過用公式、圖像分析外電壓隨外電阻改變規律,培養學生用多種方式分析
二、重點、難點分析
1、重點:
(1)電動勢是表示電源特性的物理量
(2)閉合電路歐姆定律的內容;
(3)應用定律討論路端電壓、輸出功率、電源效率隨外電阻變化的規律.
2、難點:
(1)閉合回路中電源電動勢等于電路上內、外電壓之和.
(2)短路、斷路特征
(3)應用閉合電路歐姆定律討論電路中的路端電壓、電流強度隨外電阻變化的關系
三、教學過程設計
引入新課:
教師:同學們都知道,電荷的定向移動形成電流.那么,導體中形成電流的條件是什么呢?(學生答:導體兩端有電勢差.)
演示:將小燈泡接在充滿電的電容器兩端,會看到什么現象?(小燈泡閃亮一下就熄滅.)為什么會出現這種現象呢?
分析:當電容器充完電后,其上下兩極板分別帶上正負電荷,如圖1所示,兩板間形成電勢差.當用導線把小燈泡和電容器兩極板連通后,電子就在電場力的作用下通過導線產生定向移動而形成電流,但這是一瞬間的電流.因為兩極板上正負電荷逐漸中和而減少,兩極板間電勢差也逐漸減少為零,所以電流減小為零,因此只有電場力的作用是不能形成持續電流的.
教師:為了形成持續的電源,必須有一種本質上完全不同于靜電性的力,能夠不斷地分離正負電荷來補充兩極板上減少的電荷.這才能使兩極板保持恒定的電勢差,從而在導線中維持恒定的電流,能夠提供這種非靜電力的裝置叫電源.電源在維持恒定電流時,電源中的非靜電力將不斷做功,從而把已經流到低電勢處的正電荷不斷地送回到高電勢處.使它的電勢能增加.
板書:1、電源:電源是一種能夠不斷地把其他形式的能量轉變為電能的裝置.它并不創造能量,也不創造電荷.例如:干電池是把化學能轉化為電能,發電機是把機械能、核能等轉化為電能的裝置.
教師:電源能夠不斷地把其他形式的能量轉變為電能,并且能夠提供恒定的電壓,那么不同的電源,兩極間的電壓相同嗎?展示各種干電池(1號、2號、5號、7號),請幾個同學觀察電池上面寫的規格,發現盡管電池的型號不同,但是都標有“1.5V”字樣.我們把示教電壓表直接接在干電池的兩端進行測量,發現結果確實是1.5V.講臺上還擺放有手搖發電機、蓄電池、紐扣電池,它們兩端的電壓是否也是1.5V呢?(學生回答:不是)那么如何知道它們兩端的電壓呢?(學生:用電壓表直接測量)
結論:電源兩極間的電壓完全由電源本身的性質(如材料、工作方式等)決定,同種電池用電壓表測量其兩極間的電壓是相同的,不同種類的電池用電壓表測量其兩極間的電壓是不同的.為了表示電源本身的這種特性,物理學中引入了電動勢的概念.
板書:2、電源電動勢
教師:從上面的演示和分析可知,電源的電動勢在數值上等于電源未接入電路時兩極間的電壓.[來源:高考資源網]
板書:電源的電動勢在數值上等于電源沒有接入電路時其兩極間的電壓.
例如,各種型號的干電池的電動勢都是1.5V.那么把一節1號電池接入電路中,它兩極間的電壓是否還是1.5V呢?用示教板演示,電路如圖所示,結論:開關閉合前,電壓表示數是1.5V,開關閉合后,電壓表示數變為1.4V.實驗表明,電路中有了電流后,電源兩極間的電壓減少了.
教師:上面的實驗中,開關閉合后,電源兩極間的電壓降為1.4V,那么減少的電壓哪去了呢?用投影儀展示實驗電路,介紹閉合電路可分為內、外電路兩部分,電源內部的叫內電路,電源外部的叫外電路.接在電源外電路兩端的電壓表測得的電壓叫外電壓.在電源內部電極附近的探針A、B上連接的電壓表測得的電壓叫內電壓.我們現在就通過實驗來研究閉合電路中電動勢和內、外電壓之間的關系.
板書:3、內電壓和外電壓
教師:向學生介紹實驗裝置及電路連接方法,重點說明內電壓的測量.實驗中接通電鍵,移動滑動變阻器的滑動頭使其阻值減小,由兩個電壓表讀出若干組內、外電壓
和的值.再斷開電鍵,由電壓表測出電動勢.分析實驗結果可以發現什么規律呢?
學生:在誤差許可的范圍內,內、外電壓之和等于電源電動勢.
板書:在閉合電路中,電源的電動勢等于內、外電壓之和,即.
下面我們來分析在整個電路中電壓、電流、電阻之間的關系.
教師:我們來做一個實驗,電路圖如圖所示
觀察電鍵S先后接通1和2時小燈泡的亮度.
結論:把開關撥到2后,發現小燈泡的亮度比剛才接3V的電源時還稍暗些.怎么解釋這個實驗現象呢?這就要用到我們將要學習的內容——閉合電路的歐姆定律.
板書:閉合電路的歐姆定律
教師:在圖1所示電路圖中,設電流為,根據歐姆定律, , ,那么 ,電流強度 ,這就是閉合電路的歐姆定律.
板書:4、閉合電路的歐姆定律的內容:閉合電路中的電流強度和電源電動勢成正比,和電路的內外電阻之和成反比.表達式為 .
同學們從這個表達式可以看出,在電源恒定時,電路中的電流強度隨電路的外電阻變化而變化;當外電路中的電阻是定值電阻時,電路中的電流強度和電源有關.
教師:同學們能否用閉合電路的歐姆定律來解釋上一個實驗現象呢?
學生:9V的電源如果內電阻很大,由閉合電路的歐姆定律可知,用它做電源,電路中的電流I可能較小;而電動勢3V的電源內阻如果很小,電路中的電流可能比 大,用這兩個電源分別給相同的小燈泡供電,燈泡的亮度取決于 ,那么就出現了剛才的實驗現象了.
教師:很好.一般電源的電動勢和內電阻在短時間內可以認為是不變的.那么外電阻 的變化,就會引起電路中電流的變化,繼而引起路端電壓 、輸出功率 、電源效率 等的變化.
幾個重要推論
(1)路端電壓 隨外電阻 變化的規律
板書:5幾個重要推論
(l)路端電壓 隨外電阻 變化的規律演示實驗,圖3所示電路,
[來源:]
4節1號電池和1個10Ω的定值電阻串聯組成電源(因為通常電源內阻很小, 的變化也很小,現象不明顯)移動滑動變阻器的滑動片,觀察電流表和電壓表的示數是如何隨 變化?
教師:從實驗出發,隨著電阻 的。增大,電流 逐漸減小,路端電壓 逐漸增大.大家能用閉合電路的歐姆定律來解釋這個實驗現象嗎?
學生:因為 變大,閉合電路的總電阻增大,根據閉合電路的歐姆定律, ,電路中的總電流減小,又因為 ,則路端電壓增大.
教師:正確.我們得出結論,路端電壓隨外電阻增大而增大,隨外電阻減小而減小.一般認為電動勢和內電阻在短時間內是不變的,初中我們認為電路兩端電壓是不變的,應該是有條件的,當 →無窮大時, →0,外電路可視為斷路, →0,根據 ,則 ,即當外電路斷開時,用電壓表直接測量電源兩極電壓,數值等于電源的電動勢;當 減小為0時,電路可視為短路, 為短路電流,路端電壓 .
板書5:路端電壓隨外電阻增大而增大,隨外電阻減小而減小.斷路時, →∞, →0, ;短路時, , .
電路的路端電壓與電流的關系可以用圖像表示如下
(2)電源的輸出功率 隨外電阻 變化的規律.
教師:在純電阻電路中,當用一個固定的電源(設 、r是定值)向變化的外電阻供電時,輸出的功率 ,
又因為 ,
所以 ,
當 時,電源有最大的輸出功率 .我們可以畫出輸出功率隨外電阻變化的圖線,如圖所示.
板書6:在純電阻電路中,當用一個固定的電源(即 、 是定值)向變化的外電阻供電時,輸出的功率有最大值.
教師:當輸出功率最大時,電源的效率是否也最大呢?
板書7:電源的效率 隨外電阻 變化的規律
教師:在電路中電源的總功率為 ,輸出的功率為 ,內電路損耗的功率為 ,則電源的效率為 ,當 變大, 也變大.而當 時,即輸出功率最大時,電源的效率 =50%.
板書8:電源的效率 隨外電阻 的增大而增大.
四、講解例題
五、總結
探究活動
1、調查各種不同電源的性能特點。
(包括電動勢、內阻、能量轉化情況、工作原理、可否充電)
2、考察目前對廢舊電池的回收情況。
(1)化學電池的工作原理;
(2)廢舊電池對環境的污染主要表現在哪些方面;
(3)當前社會對廢舊電池的重視程度;
(4)廢舊電池的回收由哪些主要的途徑和利用方式;
(5)如何更好的變廢為寶或使廢舊電池對環境的污染減小到最小。
3、通過本章節的學習,根據全電路歐姆定律有關知識,可以得出結論:電源的輸出功率最大時,內外電阻應該相等,而此時電源的效率則只有50%;請你設計出一種方案,在實際應用中如何配置電源和負載之間的關系,使電源的輸出功率和效率盡可能的達到較大。
歐姆定律教案 篇四
目標
1、理解歐姆定律及其變換式的物理意義;
2、能運用歐姆定律計算有關問題。
學法指導把歐姆定律靈活的應用于串、并聯電路,結合串并、聯電路的電流、電壓特點解決問題。
一、自主先學(4分)
1、串聯電路電流的特點:;電壓的特點:。
2、并聯電路電流的特點:;電壓的特點:。
3、下面的表格是“研究電流跟電壓、電阻關系”的實驗數據記錄:
表1電阻R=15Ω表2電壓U=2V
分析表1數據,可得出結論;
分析表2數據,可得出結論。
總結:
數學表達式:。推導可得到U=。R=。
二、課堂探究(22分)
活動一、串聯電路中歐姆定律的應用
1、如圖所示電源電壓恒定不變,在定值電阻R1與滑動變阻器R2組成的電路中,當開關閉合,劃片處在某一位置時,電流表的示數為0.2A,電壓表示數為3V。求(1)R1的阻值(2)R2連入電路的阻值。
總結:串聯電路總電阻R=
活動二、并聯電路中歐姆定律的應用
2、如圖所示電源電壓U=6V不變,在電阻R1與R2組成的電路中,當開關閉合,電流表A1的示數為0.2A,R2=20Ω求(1)R1的阻值(2)電流表A的示數。
總結:并聯電路總電阻R=
三、課堂檢測(10分)
1、如圖所示電源電壓U=4.5V不變,在定值電阻R1與滑動變阻器R2組成的電路中,當開關閉合,劃片處在某一位置時,電流表的示數為0.2A,電壓表示數為3V。求(1)U1的阻值(2)R2連入電路的阻值。
2、在圖所示的電路中,電阻R1的阻值為10Ω、閉合電鍵S,電流表Al的示數為0.3A,電流表A的示數為0.5A、求:(1)通過電阻R2的電流、(2)電源電壓、(3)電阻R2的阻值、
四、我的收獲(2分)
五、課后鞏固
如圖所示的電路,電源電壓為12V且保持不變、R1=6Ω,R3=4Ω,當S1、S2均斷開時,電流表的示數為1.2A、求:(1)R2的阻值;(2)當S1、S2均合上時,電流表和電壓表的示數;(3)僅合上S1時,電流表、電壓表的示數、
歐姆定律教案 篇五
一、教材分析
歐姆定律編排在學生學習了電流、電壓、電阻等概念,電壓表、電流表、滑動變阻器使用方法之后,它既符合學生由易到難,由簡到繁的認識規律,又保持了知識的結構性、系統性。通過本節課學習,主要使學生掌握同一電路中電學三個基本量之間的關系,初步掌握運用歐姆定律解決簡單電學問題的思路和方法,了解運用“控制變量法”研究多個變量關系的實驗方法,同時也為進一步學習電學知識,打下基礎。
1.本課時在初中物理課程系統中的地位:歐姆定律(初中學習的是部分電路歐姆定律)作為一個重要的物理規律,反映了電流、電壓、電阻這三個重要的電學量之間的關系,是電學中最基本的定律,是分析解決電路問題的金鑰匙。歐姆定律是本章的教學重點,也是初中《物理》中重點內容之一。
2.本課時的特點:十分重視探究方法教育,重視科學探究的過程。讓學生在認知過程中體驗方法、學習方法,了解得出歐姆定律的過程。教學內容的編排是根據提出的問題,設計實驗方案,通過實驗和對實驗數據分析、處理得到定律以及數學表達式。
二、教學目標
依據《全日制義務教育物理課程標準》要求和學生學習的實際,本節課的教學目標為:
1.認知目標:通過參與科學探究活動,初步認識歐姆定律及其表達式,能用歐姆定律進行簡單的計算
2.能力目標:學習用“控制變量法”研究問題的方法,培養學生運用歐姆定律解決問題的能力。進一步學會電壓表、電流表、滑動變阻器的使用。
3.情感態度與價值觀目標:培養學生嚴謹細致、一絲不茍、實事求是的科學態度和探索精神;培養學生辯證唯物主義思想。通過聯系歐姆定律的發現史,在教學中滲透鍥而不舍科學精神的教育。
三、重點、難點分析
新課標中要求通過參與科學探究活動,初步認識科學研究方法的重要性,學習信息處理方法,有對信息的有效性作出判斷的意識。有初步的信息處理能力;學習從物理現象和實驗中歸納簡單的科學規律,嘗試應用已知的科學規律去解釋某些具體問題。有初步的分析概括能力。本節課的重點為實驗的設計及數據的處理和分析,并應用所歸納簡得出的歐姆定律進行簡單的計算。而難點就是實驗的設計及數據的處理和分析。
四、教學設計
(一)復習設疑,啟發探究欲望。
復習:
1、電流是怎樣形成的?是什么原因使電荷作定向移動的?
2、導體的電阻對流有什么作用?
猜想:
1、既然電壓是形成電流的原因,那么導線中的電流與兩端的電壓有何關系呢?
2、既然電阻對電流起阻礙作用,那么導體中的電流與它本身的電阻有何關系呢?
設疑:學生對電流與電壓、電阻的關系提出了各種各樣的猜想,那么這三個量究竟有什
樣的數量關系呢?點出本節課題“歐姆定律”。
這樣通過簡單回顧、分析,使學生很快回憶起三個量的有關概念,通過猜想使學生對這三個量關系的研究產生了興趣,激發了求知欲望,并使學生的注意力很快指向本節課。
(二)展開探究活動,深入研究實踐
1、預備知識:向學生介紹“控制變量法”,即研究電流與電壓、電阻之間的關系,是通過保持其中一個量不變,看電流與另一個量之間的關系,在研究電流與電壓關系時,保持電阻不變,通過改變電壓,觀察電流是如何變化的。在研究電流與電阻關系時,保持電壓不變,通過改變電阻,觀察電流是如何變化的。
2、同桌同學討論:根據研究的目的和方法,利用我們學過的儀器,設計一個實驗。通過討論使學生對實驗方法有了進一步理解,而且,使學生了解科學實驗的設計過程:①明確研究目的。②確定研究的方法。③設計合理的實驗方案。在對學生討論作簡單的分析和評價的基礎上,教師投影實驗電路圖,介紹有關儀器,特別強調滑動變阻器在實驗中的作用。
3、實驗:教材是通過演示實驗,來研究電流與電壓電阻關系,從而得出歐姆定律。雖然,這樣安排教師的主導作用能發揮得比較好,但演示實驗可見度不大,學生動手參與率不高,學生主體作用不能很好發揮。另一方面,學生已初步學會了電壓表、電流表、滑動變阻器使用,具備做此實驗的基本技能。因此,本節課我把演示實驗改為學生分組實驗,使學生在實驗中進一步體驗“控制變量法”,同時也使學生通過實驗,對歐姆定律有了感性認識。
4、各小組根據實驗數據,進行分析、歸納得出初步結論。
(三)交流探究成果,及時矯正
這一環節的操作要點,以師生互動,生生互動為主。其目的是對學生掌握知識的情況進行反饋,對學生參與實驗態度和效果進行反饋,這一階段學生的認識將在教師的引導下,從感性認識向理性認識飛躍,學生的情感將在教師對學生參與分組實驗,小組
論和各小組在班級中匯報情況中得到升華。
具體做法是:
1、各小組在教師指導下,對實驗數據進行數學處理,理解數學上“成正比關系”、“成反比關系”的意思。
2、各小組匯報實驗結果,最后分析得到二個結論:在電阻不變的情況下,導體中的電流跟這段導體兩端的電壓成正比。在電壓不變的情況下,導體中的電流跟這段導體的電阻成反比。
3、進一步引導得到歐姆定律及其表達式。
4、說明:在歐姆定律中的兩處用到“這段導體”,這兩個這段導體卻是指同一導體而言,即電流、電壓、電阻對應同一導體,而且具有同時性。
這樣做能真正把學生推到學習的主體地位上,讓學生最大限度地參與到學習的全過程。提高了學生實驗能力和運用數學方法分析問題的能力。
(四)鞏固和反饋,知識遷移訓練
1、例題:一個電燈泡工作時的燈絲電阻是484Ω,如果電燈兩端的電壓是220V,求燈絲中通過的電流大小。
分析:本題已知的兩個量,電阻、電壓都是針對同一導體電燈燈絲而言的,可直接應用歐姆定律的數學表達式計算,但在解題時,一定要注意解題的規范性,強調電流、電壓、電阻“同一段導體”,“同時性”等。
2、小結:突出歐姆定律的內容,強調“同一導體”
五、作業設計
1、課后練習
編制兩類練習題目:一類是直接應用歐姆定律進行簡單的計算,達到鞏固歐姆定律內容和表達式;另一類是了解在研究歐姆定律實驗中滑動變阻器作用,進一步體驗“控制變量法”。
2、作業:
(1)、作業本作業鞏固性練習。
(2)、討論題:怎樣用學過的知識和儀器,來測定一
未知的電阻值,請說出實驗方案。使學生產生新的問題。新的求知欲望。
歐姆定律物理教案 篇六
課前預習學案
一、預習目標
理解閉合電路歐姆定律及其表達式
二、預習內容
閉合電路歐姆定律
1、電動勢E、外電壓U外與內電壓U內三者之間的關系________________
○1、電動勢等于電源___________時兩極間的電壓
○2、用電壓表接在電源兩極間測得的電壓U外___E
2、閉合電路歐姆定律
○1、內容___________
○2、表達式
○3常用變形式U外=E-Ir
三、提出疑惑
同學們,通過你的自主學習,你還有哪些疑惑,請把它填在下面的表格中
疑惑點疑惑內容
課內探究學案
一、學習目標
1、理解閉合電路歐姆定律及其表達式并能熟練地用來解決有關的電路問題
2、理解路端電壓與負載的關系
二、學習過程
一、路端電壓與負載的關系
1、路端電壓與外電阻的關系
○1根據U=E-Ir、I=可知:當R_____時,U增大,當R_____時,U減小
○2當外電路斷開時,R=∞,I=_____,U=_____
當外電路短路時,R=0,I=_____,U=_____
2、路端電壓與電流的關系圖像
由U=E-Ir可知,U-I圖像是一條向下傾斜的直線如圖
說出:
○1圖線與縱軸截距的意義_____________________
○2圖線與橫軸截距的意義_____________________
○3圖像斜率的意義___________________________
○4與部分電路歐姆定律U—I曲線的區別________
_________________________________________
【典型例題】
例1、在圖1中R1=14Ω,R2=9Ω。當開關處于位置1時,電流表讀數I1=0.2A;當開關處于位置2時,電流表讀數I2=0.3A.求電源的電動勢E和內電阻r。
例2、如圖2所示,當滑動變阻器R3的滑片C向B方向移動時,電路中各電表示數如何變化?(電表內阻對電路的影響不計)
例3、如圖3所示的電路中,店員電動勢為6V,當開關S接通后,燈泡L1和燈泡L2都不亮,用電壓表測得各部分電壓是Uab=6V,Uad=0,Ucd=6V,由此可斷定()
A、L1和L2的燈絲都燒斷了
B、L1的燈絲都燒斷了
C、L2的燈絲都燒斷了
D、變阻器R斷路
[例4]四節干電池,每節電動勢為1.5V,內阻為0.5Ω,用這四節干電池組成串聯電池組對電阻R=18Ω的用電器供電,試計算:
(1)用電器上得到的電壓和電功率;
(2)電池組的內電壓和在內電阻上損失的熱功率。
(三)反思總結
(四)當堂檢測
課后練習與提高
1、一個電源接8Ω電阻時,通過電源的電流為0.15A,接13Ω電阻時,通過電源的電流為0.10V,求電源的電動勢和內阻。
2、電源的電動勢為4.5V,為電阻為4.0Ω時,路端電壓為4.0V。如果在外電路并聯一個6.0Ω的電阻,路端電壓是多大?如果6.0Ω的電阻串聯在外電路中,路端電壓又是多大?
3、現有電動勢1.5V,內阻1.0Ω的電池多節,準備用一定數量的這種電池串聯起來對一個“6.0V,0.6Ω”的用電器供電,以保證用電器在額定狀態下工作。問:最少要用幾節這種電池?電路中還需要一個定值電阻做分壓用,請計算這個電阻的規格。
4、關于電源的電動勢,下面敘述正確的是()
A、電源的電動勢就是接在電源兩極間的電壓表測得的電壓
B、同一電源接入不同電路,電動勢就會發生變化
C、電源的電動勢時表示電源把其他形式的能轉化為電能的本領大小的物理量
D、在閉合電路中,黨外電阻變大時,路端電壓變大,電源的電動勢也變大
5、如圖7所示的電路中,電源的電動勢E和內電阻r恒定不變,電燈L恰能正常發光,如果變阻器的滑片向b端滑動,則()
A、電燈L更亮,安培表的示數減小
B、電燈L更亮,安培表的示數減大
C、電燈L更暗,安培表的示數減小
D、電燈L更暗,安培表的示數減大
6、如圖8所示為兩個不同閉合電路中兩個不同電源的圖像,則下屬說法中不正確的示()
A、電動勢E1=E2,發生短路時的電流I1>I2
B、電動勢E1=E2,內阻r1>r2
C、電動勢E1=E2,內阻r1>r2
D、當電源的工作電流變化相同時,電源2的路端電壓變化較大
7、一個電源分別接上8Ω和2Ω的電阻時,兩電阻消耗的電功率相等,則電源的內阻為()
A、1ΩB、2ΩC、4ΩD、8Ω
8、在如圖9所示的電路中,電源電動勢E=3.0V,內電阻r=1.0Ω;電阻R1=10Ω,R2=10Ω,R3=35Ω,電容器的電容C=100uF,電容器原來不帶電。求接通電鍵K后流過R4的總電荷量。
9、如圖10所示電路中,R1=R2=R3,S斷開時,伏特表示數為16V,S閉合時,示數為10V,若伏特表可視為理想的,求:
(1)、電源電動勢的內阻各位多大?
(2)、閉合S前R1消耗的功率分別多大?
(3)、如箭電源改為圖乙所示電路,其他條件不變,則斷開和閉合S時伏特表的示數分別為多大?
10、如圖11所示,電燈L標有“4V,1W”,滑動變阻器總電阻為50Ω。當滑片滑至某位置時,L恰好正常發光,此時電流表的示數為0.45A。由于外電路發生故障,電燈L突然熄滅,此時電流表的示數變為0.5A,電壓表的示數為10V。若導線完好,電路中各出接觸良好。試問:
(1)、發生故障的是短路還是斷路,發生在何處?
(2)、發生故障前,滑動變阻器接入電路的阻值為多大?
(3)、電源的電動勢和內阻為多大?
能力訓練
1、E=1.5Vr=2Ω2、U1=3.84VU2=4V
3、5節R=14Ω4.C5.A6.B7.C
8.Q=2.0×10-4C
9、(1)E=20Vr=5Ω(2)P1=6.4WP2=2.5W
(3)U斷=8VU閉=5V
10、(1)斷路L處(2)20Ω(3)12.5V5Ω
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