12.4 欧姆定律的应用 同步教案

《欧姆定律的应用》
教材分析：
欧姆定律是电学中的基本定律，它是进一步学习电学知识和分析电路的基础，是本章的重点。欧姆定律的实验定律，教材通过具体的任务，引导学生学习科学探究方法，进一步体验科学探究的全过程。本节内容综合性强，从知识上讲，要用到电路、电流、电压和电阻的概念，从技能上讲，要用到电流表、电压表和滑动变阻器等。
教学目标：
【知识与能力目标】
1.会用一只电压表和一个已知电阻测量未知导体的电阻。
2.会用一只电流表和一个已知电阻测量未知导体的电阻。
3.知道电流表的电阻很小，电压表的电阻很大。
【过程与方法目标】
1.能设计在只有一只电压表和一个已知电阻的情况下测量未知电阻的实验方案，并进行实验。
2.能设计在只有一只电流表和一个已知电阻的情况下测量未知电阻的实验方案，并进行实验。
3.能说明电流表电阻很小，电压表电阻很大的道理。
【情感态度价值观目标】
通过用不同方法测量导体电阻，培养学生不断创新的意识，养成能独立思考，大胆想象的科学态度和科学精神。
教学重难点：
【教学重点】
欧姆定律正确理解、应用欧姆定律进行计算。
【教学难点】
欧姆定律正确理解、应用欧姆定律进行计算。
课前准备：
1.教师研读课标、教材，撰写教学设计，制作多媒体课件。
2.学生预习本课内容，收集有关资料。
3.实验器材：导线、电压表、电流表、未知电阻、已知电阻等。
教学过程：
一、复习旧课：
1.“伏安法”测电阻
原理:
电路图:
二、激发学习动机：
如果现在我们没有电流表，而只有一块电压表，你能测量出导体的电阻吗 ？
学生讨论交流，各抒己见。
三、讲授新知识：
测量电阻的一种方法
1.利用一只电压表和一个已知电阻测未知导体的电阻。
（1）实验电路如图12-4- 2所示。
（2）实验步骤：①先将电压表接在a、b两点间，测得R0两端的电压为U0，则电流为
②再将电压表改接在a′和b′两端时，测得Rx两端的电压为 Ux，则待测电阻为，

2.利用一只电流表和一个已知电阻测未知导体的电阻
（1 ）实验电路图如图12-4-3所示。
（2）实验步骤：
①先将电流表与R0串联，测得通过R0的电流为I0，则电压为Ux=U0=I0R0
②再将电流表 与Rx串联，测得通过Rx的电流为Ix，则待测电阻为
电流表和电压表的电阻
电流表的电阻非常小，将它串联到电路中去就相当于串联一根电阻可忽略不计的导线，因此，电流表串联在电路中不会影响电路中 的电流大小。又由于串联电路中的电流处处相等，因此通过电流表上的示数就可以知道电路中与电流表相串联的其他部分中的电流。如果将电流表直接与电源的两极相接，由于电流表的电阻非常小，根据欧姆定律I=U/R ，电路中的电流会很大，就会把电路中的电流表及电源烧坏，严禁将电流表直接与电源两极相接。
电压表的电阻很大，当将它并联到电路中去时，通过电压表的电流很小，连接电压表的导线可视为断路。因此，电压表并联在导体两端时对电路的总电阻影响很小不会引起电路中的电流变化。因为并联导体两端 的电压相等，所以通过电压表上的示数就可以知道被测导体两端的电压。由于电压表有很大的电阻，它可以直接与电源的两极相连而测量电源的电压，不会造成电压表的烧坏。
例题精析
题型Ⅰ 面向全体 双基巩固
例1 如图12-4-4所示电路，电源电压为9V，R1的阻值是12Ω，开关S闭合时电压表的示数是6V，试问：
（1）电流表的示数是多少？
（2）R2的阻值和电路中的总电阻各是多少？
分析：电路中电阻R1、R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测串联电路中的电流，题中已知电源的电压U为9V，当开关S闭合后，电压表示数为6V ，即R2两端的电压U2为6V。根 据串联电路电压特点：U=U1+U2，可得电阻R1两端电压U1=U-U2，已知电阻R1=12Ω，将U1、R1代入欧姆定律公式，便可求得电阻R1中的电流I1，又由串联电路电流特点I=I1=I2可知，通过电阻R2的电流I2=I1，再将U2、U1代入电阻公式 可求得电阻R2，同理，可求得总电阻R。
解：（1）U1=U总-U2=9V-6V=3V
（2）又∵I1=I2=I=0。25A
∴
答案：（1）电流表的示数为0。25A （2）R2的阻值为24Ω，总电阻是36Ω
四、巩固运用：
1.如图所示，其中 是电阻箱，电源电压恒定但未知，请你想法测出未知电阻Rx的大小。
（1）实验步骤：
①按电路图连好电路，并将电阻箱R2的阻值调至最大。
②闭合开关S1前滑片P置于_“最右端”（填“最左端”或“最右端”）
③闭合开关S1和S2，适当调节滑动变阻器的滑片，记下电流表示数为I；
④先断开开关S2，再闭合开关S3，保持滑动变阻器的阻值不变，
调节电阻箱，使电压表的示数仍为I。
⑤Rx的表达式：Rx= R2
（2）此实验过程中运用的探究方法是“等效替代法”。
（3）中此实验中，若将电流表改成电压表，其他不变，画出实验电路图来
（要求设计的电路在连接好后，只能通过开关改变电路的连接情况）。
2.如图6所示，几个同学在只有电流表或电压表时，利用一个已知阻值的电阻R0设计了四个测未知电阻Rx的电路，其中不可行的是（C　）
五、检查评价：
师：通过本节课学习，你学到了什么?
生：讨论、交流后得出：我们知道了只有电流表和电压表和已知电阻测未知电阻的方法。
师：每位同学都对自己在本节课学习进行评估。
布置课后作业。
六、间隔性复习：
在后面的教学安排中进行此环节。
教学反思：
本节课采用了“传递-接受”的教学模式来进行教学。在此种教学模式的探索中，我总结出如下：
明确教学目的任务，掌握物理思维特点，培养学生思维能力。本课 重点即定律的内容不是老师强加到学生脑中，而是通过学生自主的探究，在一定思考和推理情况下学到知识，因此教师设计教学一定要符合高中学生的思维能力，通过“猜想——实验——验证”严密的科学探究方法，培养学生能力。