第十二章 欧姆定律
本章重点:
理解影响电阻大小的因素
用控制变量法探究电流与电压、电阻之间的关系
欧姆定律的内容和数学表达式
用伏安法测量电阻
本章难点:
如何改变滑动变阻器电路的电阻大小。
探究“电路中电流与电压、电阻之间的关系”的方案的设计与评估。
课时安排:全章共3节,4课时(每节一课时,复习总结一课时。
课时教案:
第一课时 12.1 怎样认识电阻
教学目标
识与技能
知道影响电阻大小的因素有材料、长度、横截面积和温度。
知道滑动变阻器的构造、原理、会画结构示意图、电路符号。
知道滑动变阻器的作用,会将其正确连入电路会正确使用。
了解导体电阻受温度的影响。
二、过程与方法
通过探究影响电阻大小因素,进一步体会控制变量法研究物理问题的方法。
学会用学过的知识和技能解决新问题的方法。
三、情感态度与价值观
在实验探究中,学习科学家研究问题的方法,培养严谨的科学作风和实事求是的态度。
通过滑动变阻的学习,增强把知识转化成技术的意识。
教学重点
实验方案的设计。
电阻的概念及影响电阻大小的因素。
滑动变阻器的使用。
教学难点
探究方案的设计。
滑动变阻器改变电流(按要求)
教学方法
实验探究法
教学准备
电流表、电源、开关、导线、铜丝、铁丝、镍铬合金丝、滑动变阻器等
教学设计
引入新课:按照下列所示电路,用电流计演示不同学生的导电能力(每组各选二位学生)观察实验结果。激发学生学习兴趣。由此引入新课。
在相同的电压下,我们发现不同的人允许通过的电流大小不相同,有的同学导电能力较强,有的同学导电能力较弱。这是什么原因呢?
新课学习
一、什么是导体的电阻
学生阅读课本。回答下列问题:
1. 导体对电流的阻碍作用的大小用 表示。
2. 电阻的单位是 ,简称 ,符号是 。
3. 0.3MΩ = Ω
70Ω = MΩ
3KΩ = MΩ
60KΩ = Ω
二、电阻与哪些因素有关
活动1:探究导体的电阻与哪些因素有关。
1.提出问题:(鼓励学生说出)
2.猜想假设:(鼓励学生讨论)
3.实验方法:采用控制变量法
研究电阻与长度的关系时,保持材料和粗细不变;
研究电阻与粗细的关系时,保持材料和长度不变;
实验器材:影响电阻大小演示器电路一套。
实验电路:
a
b
c
d
A M N
a是镍铬合金丝 b是铜丝 c、d是铁丝
6实验步聚
(1)选择a:镍铬合金丝,分别将其的一半和整体接入电路,观察电流表示数的大小,并注意比较、分析其大小不同的可能的原因。
(2)选择a与b,都将它们全部接入电路,观察电流的大小,并注意比较、分析大小不同的可能原因。
(3)选择c、d,都将它们全部接入电路,观察电流的大小中,并注意比较、分析大小不同的可能原因。
实验结束后,老师组织学生总结得出实验结论:
导体的电阻与材料、长度、横截面积有关。
说明:导体的电阻还与温度有关。
对于多数金属导体来说,电阻随温度的升高而增大,随温度的降低而减小。
一般金属导体温度升高几摄氏度或几十摄氏度,电阻值的变化不超过百分之几,通常忽略不计。初中阶段,如果不加说明,温度变化对电阻值的影响不计。
注意:正确理解电阻是导体本身的一种属性。
三、电阻器
活动2:认识滑动变阻器
认识结构:(对照实物介绍)
原理;通过改变电阻线的长度来改变电阻的大小。
结构示意图和符号
示意图 电路符号图
作用:改变电路中的电流(电压)。另外还可以起到保护电路的作用。
接入电路的方法;
组织学生讨论滑动变阻器接入电路的方法,共有六种组合方法。
(1) 必须与用电器串联
(2)闭合开关之前,应将滑片移至阻值最大位置处。
活动3:用滑动变阻器改变灯泡中的电流。
用下列电路分别按上述6种组合方法分别接入电路,看看哪些接法可以改变灯泡中的电流,是如何改变的(是变大、变小?)
M N
实验结束,组织学生讨论以上哪接法的可以改变电流的,哪些接法不能改变电流?
小结:前两种接法(即将金属杆全部接入电路、或将线圈全部接入电路)不能改变电流;
后四种接法可以改变电流。
反馈练习:(见课本上课时作业)
课堂小结:
强调电阻的大小与材料、长度、横截面积有关。
强调滑动变阻器的作用和接入电路的方法。
作业布置:( )
板书设计
第二课时 探究欧姆定律
教学目标
一、知识与技能
通过实验探究、认识影响电流电流的因素有电压和电阻。
知道导体中的电流与电压、电阻的关系。
能运用欧姆定律进行简单的计算。
会用滑动变动器改变部分电阻两端的电压。
二、过程与方法
通过探究过程进一步体会猜想与假设、设计实验、分析、论证、评估等环节。
通过分析与论证过程进一步提高学生归纳物理规律的能力。
三、情感态度与价值观
在收集数据过程中形成实事求是的科学态度
通过探究,揭示隐藏的物理规律,激发学生探索乐趣。
教学重点
知道欧姆定律的内容及数学表示式
教学难点
实验方案的设计
对欧姆定律中各物理量之间的数量关系的猜想
教学准备
欧姆定律实验器材一套
教学设计
引入新课:布置学生阅读课本,思考欧姆定律研究哪几个物理量之间的数量关系?实验电路如何设计?用什么方法来研究?
新课学习
在学生阅读教材的基础上,老师与学生共同分析、讨论:
研究内容:研究I与U、R之间的关系。
实验电路:
1.选择器材: (由学生回答)
2.电路图:
A
R
V
三、实验方法:控制变量法
保持R不变,改变R两端电压,研究I与U之间的关系。
保持U不变,改变R的大小,研究I与R之间的关系。
四、实验探究
1.保持R = 10Ω不变,通过骨动变阻器调节R两端电压分别为U1=2V ,U2=4V ,
U3=6V,记录各电压下通过R的电流值。记录表格如下:
实验次序 电压U/V 电流I/A
1 2 0.2
2 4 0.4
3 6 0.6
操作完毕,组织学生对实验数据进行分析、讨论,发现其中的规律;
当R不变时,I与U成正比。
2.保持U=6V不变,(通过滑变阻器调节)改变定值电阻阻值:使R的阻值分别为5Ω、
10Ω、15Ω,记录不同阻值时通过的电流值,记录表格如下:
实验次序 电阻R/Ω 电流I/A
1 5 1.2
2 10 0.6
3 15 0.4
操作完毕,组织学生分析讨论实验数据,得出结论:
当U不变时,I与R成反比。
强调:对于上述两个实验结论,注意理解U和R对I有决定作用,是U、R的变化引起了I的变化,所以说I与U成正比,与R成反比。
五、欧姆定律;
通过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。这个规律叫做欧姆定律。它的数学表达式是:
I=U/ R
强调公式中I、U、R的单位必须是A、V、Ω。
学生练习;写出上述欧姆定律数学表达式的两个推导式。(学生原位练习与板演相结合)
U=IR
R=U/I
组织学生讨论R=U/I的物理意义。老师在学生讨论的基础上,给予点拨:
电阻是导体本身的一种性质,只与材料、长度、横截面积有关,而与电压、电流的大小无关。
此推导式是电阻的测算式,表明电阻的大小可以通过测出导体两端的电压、以及通过导体的电流后,利用这个公式算出导体的阻值。
课堂练习:(见课本上习题)
课堂小结:
强调公式I=U/ R、 U=IR、 R=U/I的物理意义及适用条件。
作业布置:( )
板书设计:
第三课时 欧姆定律的应用
教学目标
一、知识与技能
会使用电流表、电压表,具有初步的实验操作技能。
会记录实验数据,分析处理数据。
二、过程与方法
在观察物理现象或学习过程中发现问题,提出见解,探究问题。
三、情感态度与价值观
激发学生对科学的求欲,激励学生探索与创新的意识。
培养学生实事求是的科学态度。
教学重点
用伏安法测量电阻
教学难点
实验电路的设计与连接
教学准备
伏安法测电阻实验器材一套(条件许可应做分组实验)
教学方法
实验探究法
教学设计
问题引入:欧姆定律说明了电流、电压、电阻三者之间的关系,为我们提供了测电阻的实验原理。要测量一只灯泡的电阻,依据什么原理?需要测量哪些物理量?需要用什么仪器来测量?请同学们设计实验方案。
(学生思考实验方案,或通过阅读课本、资料来查询)
新课学习
一、伏安法测量小灯泡的电阻
与学生共讨论测量原理、所选器材,实验电路,讨论后归纳总结:
实验原理:R=U/I
实验器材:电压表、电流表、滑动变阻器,电源,开关、导线等
实验电路图:
A
V
4.实验
组织学生按照上述电路图连接实物电路,并按照课本第41页表格内容进行实验,并注意记录实验数据(电压、电流的值)
实验完毕,组织学生计算灯泡在不同亮度时的电阻值。
组织学生根据上述计算结果和实验现象,回答课本第41页上(1)、(2)、(3)三个问题。
参考答案:
灯泡灯丝温度随着亮度的变化而变化
灯丝随着温度的升高电阻而增大
不正确。因为导体的电阻受温度因素的影响
二、短路的危害
老师组织学生认真阅读教材第41页活动2的内容,并通过计算体会短路的危害。
例题解答
解:I = U/R = 220V/0.017A = 13000A
X=13000A/0.2A = 65000(只)
答:通过导线的电流是13000A,相当于65000只台灯同时发光,这样会烧坏导线。
请学生谈谈短路的危害。
课堂练习:(见课本上习题)
课堂小结:
伏安法测电阻的原理、电路图等
短路的危害。
作业布置:( )
板书设计
12.3欧姆定律的应用
测量小灯泡工作时的电阻
原理:
电路图;
短路的危害 :
G
(2)
(3) (4)
(5) (6)
12.1 怎样认识电阻
一、什么是电阻
1.电阻
电阻的符号:
电阻的单位:
2.电阻的大小与 因素有关。
3.变阻器
定值电阻
可变电阻
滑动变阻器
结构:
原理:
作用:
12.2 探究欧姆定律
保持电阻不变,电流与电压成正比
保持电压不变,电流与电阻成反比
欧姆定律;I=U/ R