苏科版物理九上第14章第3节:欧姆定律(第一课时教案)
常州市武进区芙蓉初级中学 钱 意
一、教材分析
重点、难点剖析
1.欧姆定律的研究方法——控制变量法。欧姆定律揭示了电流、电压、电阻三个物理量之间的关系,由于电流大小与电压、电阻都有关,所以研究步骤分为两步:先保持电阻不变,单独研究电流随电压的变化;然后保持电压不变,单独研究电流随电阻的变化。这种研究方法就是控制变量法,是物理学中研究多个物理量之间相互关系的一种常用方法,其一般步骤为:
(1)明确研究的问题中涉及到哪些物理量,哪些物理量的变化是独立的(欧姆定律实验中的U、R,数学上称为自变量),哪个物理量是受牵连的(欧姆定律实验中的I,数学上称为因变量),并把这个量作为研究对象。
(2)逐一研究这个物理量跟其他自变量的单一关系,研究时要使其余自变量保持不变。
(3)然后把这些单一关系综合起来。
2.欧姆定律是实验定律,是在一定的条件下得出的,因此欧姆定律有它的适用范围,弄清规律和公式的适用条件是学好物理必须注意的问题。
3.欧姆定律是电学中的一个重要规律,是电路计算的主要依据,它既适用于一个导体,也适用于整个串、并联电路,运用时要注意电流、电压和电阻三者之间的对应关系,即要求某段电路的电流,就要用这段电路两端的电压和这段电路相应的电阻。
4.数学工具在物理学中有很多功能,用公式表达物理概念和规律是其中的一项重要功能,非常准确和简洁。在学习中必须理解公式丰富的内涵,理解公式的物理意义。I=U/R是欧姆定律的基本公式,该式说明:U和R是“因”,I是“果”。I是由U、R决定的。至于欧姆定律的变换式:U=IR和R=U/I并不反映物理规律,只用于数学计算。例如公式R=U/I,它可以用来量度电阻的大小,但并不表示“导体的电阻跟它两端的电压成正比,跟它的电流成反比”。事实上,对于一个确定的导体,两端的电压增加到原来的几倍,通过导体中的电流同样增加到原来的几倍,而它们的比值是不变的。这个比值即导体的电阻,它是导体本身的一种性质,它的大小只跟长度、横截面积、材料和温度有关,跟有无电压、有无电流、电压大小、电流大小均无关。同样对于公式U=IR,也不能理解成导体两端的电压跟导体中的电流成正比,因为电压改变是“原因”,电流变化是“结果”,两者不能颠倒。
二、教学目标
1.知识与技能
理解欧姆定律的内容和公式,能熟练运用欧姆定律的公式及其变换式,分析、解决简单的电路问题。
2.过程与方法
利用控制变量法通过实验探究电路中的电流与电压和电阻的关系,得出欧姆定律的内容、公式、单位及变换式。
3.情感、态度与价值观
结合介绍欧姆定律的研究过程,培养学生刻苦钻研、大胆探索的科学精神,经受一次科学思维方法的训练,体会科学家为解决这一问题所付出的艰辛劳动,以及科学家对物理学发展的推动作用,充分认识到科学攻关的艰巨性、科学方法的重要性、科学精神的可贵性。
§14.3 欧姆定律(第一课时)
【学习目标】
1、通过实验探究电流与电压、电阻的关系,理解欧姆定律的物理意义;
2、学会同时使用电压表和电流表测量同一段导体两端的电压和其中的电流;
3、进一步体验“控制变量”的科学研究方法,认识科学方法应用的重要性。
学习重、难点:
通过实验探究导体中的电流与电压、电阻之间的关系,总结出欧姆定律,滑动变阻器的作用。
【学习过程】
一、预习检测
1、影响导体电阻大小的因素是 、 、 、 。
2、滑动变阻器改变所在电路电流(电压)大小的原理 。
3、通过导体中的电流,与其 成正比,与 成反比,这个结论叫 ,它是德国物理学家 在19世纪初得出的,它可用公式 表示。
二、新课学习
1、复习导入
影响电路中电流大小的因素有哪些?
2、探究通过导体的电流与电压、电阻的关系
电压是形成电流的原因,电压越大,电流也越大;电阻有对电流的阻碍作用,电阻越大,电流也越小。这只是粗略地比较电流与电压、电阻的关系,那么它们之间是否有确切的数量关系呢?你认为应该是什么关系?
猜想与假设
1、通过导体的电流与导体两端的电压有什么关系?
2、通过导体的电流与导体的电阻有什么关系?
实验方法:
实验器材:电源、开关、电阻、 、 、 、导线若干
完成实验电路图与实物连接图:
连接电路时的注意点:
1、连接电路的过程中,开关必须处于 状态;
2、在接通电路前,滑动变阻器的滑片要放在 位置。
想一想这样做的目的是为什么? 。
(一)探究电流与电压的关系
1、应该控制 一定,改变 。
2、滑动变阻器的作用:
3、实验记录
R=
实验序号 |
U/V |
I/A |
① |
|
|
② |
|
|
③ |
|
|
4、实验结论
5、I-U图线
(二)探究电流与电阻的关系
1、应该控制 一定,改变 。
2、滑动变阻器的作用:
3、实验记录
U=
实验序号 |
R/Ω |
I/A |
① |
|
|
② |
|
|
③ |
|
|
4、实验结论
5、I-R图线
3、欧姆定律
1、欧姆定律的内容:
2、欧姆定律的公式:
3、欧姆定律公式的变式:① ②
3、运用欧姆定律解题时的注意点:
(1)同一性和同时性;
(2)注意各物理量的单位;
(3)要牢记电阻是导体 的一种性质,它的大小只与导体的 、 、 有关,与它两端的电压和通过它的电流是 的。
三、典型例题
例题1、要想使1000Ω的电阻通过8mA的电流,那么应给它的两端加 V的电压;如果该电阻所允许通过它的最大电流是25mA,那么它的两端所能加的最大电压是 V。
例题2、根据欧姆定律公式I=U/R,可变形得到R=U/I。对此,下列说法中正确的是( )
A.导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比
B.导体电阻的大小跟导体中的电流强度成反比
C.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D.导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流强度无关
例题3、在图所示的电路中,电源电压为3V,开关闭合后,电流表和电压表的读数分别是0.10A和2.0V,则通过R2的电流是 A,R2两端的电压是 V,R1的电阻是 Ω。
例题4、书本书本P97 “例题1”
例题5、书本书本P97 “例题2”
(责任编辑:副校长室(王))