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序論:在您撰寫歐姆定律的實驗探究時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
關鍵詞:歐姆定律;電流;電壓;電阻
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2014)02-0086
實驗是從感性到理性認識的過程,是從具體到抽象、從簡單到復雜的思維形成過程,符合學生的身心特點和認識過程。因此,實驗既是學習物理的重要基礎,又是物理教學的重要內容、方法和手段。利用實驗可以培養學生多方面的能力,通過對實驗原理的理解、觀看或親自動手進行操作、信息(現象或數據)的獲取、分析綜合等過程,可以培養學生的多種能力。
歐姆定律是初中物理電學的重要定律之一,它把電流、電壓和電阻三者融為一體,它在電學中起到橋梁和紐帶的作用,同時歐姆定律的探究能力培養、考查學生的綜合能力,所以對歐姆定律的探究也是中考中的高頻考點。
例:某實驗小組的同學探究電流與電壓的關系時,用到如下器材:電源為2節干電池,電流表、電壓表各1只,定值電阻(5Ω、10Ω、15Ω各1只),滑動變阻器1只(標有“10Ω,2A)字樣,開關1個,導線若干(如圖1所示);設計的電路如圖2所示,
(1)在這個實驗中,電壓表應選用的量程為 ,電流表應選用的量程為 。
(2)這個實驗的探究方法是 ,其中被控制的變量是 ,下面是他們獲取的幾組實驗數據。
(3)實驗中他們選用的定值電阻為 Ω。
(4)請在圖3的坐標系上畫出電流隨電壓變化的圖象。
(5)請根據電路圖用筆畫線代替導線,將圖1中的元件連成電路.要求:滑動變阻器的滑片向左移動時,電流表的示數變大。
(6)分析表中的數據或圖象,可得到的初步結論是:
解析:(1)根據題目中給定的條件可知:電路中的電源為2節干電池,所以最大電壓為3V,因此電壓應選量程為0~3V(或3V);當滑動變阻器的滑片在最左端時,電路中的電阻最小,由歐姆定律得電路中的最大電流:I最大=■=■=0.6A,所以電流表應選量程為0~0.6A(或0.6A)。
(2)由于電路中的電流與導體導體兩端的電壓有關,也和這段導體的電阻有關,所以要探究電流與電壓、電阻三者關系時應采用的探究方法是控制變量法。這個實驗是探究電流與電壓的關系,所以應控制的變量是電阻。
(3)在這個實驗中所給的定值電阻有三個,那究竟用的那個電阻呢?這就要根據表中的實驗數據,通過計算來確定。I=■,R=■=5Ω。所以他們選擇的定值電阻應該為5Ω。
(4)根據表中的實驗數據,在坐標系上將對應的電流值、電壓值進行描點,再用筆畫線將這些點連接起來,便畫出了電流隨電壓變化的圖象,如圖答案⑷所示。
特別注意:在I-U圖象中,當電壓為0時,電流也為0,所以坐標原點為0。但根據電流、電壓值所描繪的線表示電阻,而電阻是導體的一種屬性,它的大小由導體的長度、橫截面積、材料和溫度決定,而與電流、電壓無關,所以這條線不能以過坐標原點,如果經過坐標原點,那就會得出電壓為0,電流為0時,電阻也為0的這種錯誤結論。
(5)電流表要串聯在電路中,電壓表要并聯在被測電阻兩端,又因為滑動變阻器的滑片向左移動時,電流表的示數變大,即說明當滑片向左移動時,電路中的電阻減小。所以滑動變阻器電阻絲上的兩個接線柱應接左端那個(無論金屬桿上的兩個接線柱接哪個),金屬桿上的兩個接線柱可任意接,如圖答案⑸所示。
(6)不論是從表中的數據還是從圖象分析都可以得出結論:在電阻一定時,導體中的電流與導體導體端的電壓成正比。
答案:(1)0~3V(或3V),0~0.6A(或0.6A)。(2)控制變量法,電阻。(3)5Ω。(4)如圖答案(4)所示。(5)如圖答案⑸、⑹在電阻一定時,導體中的電流與導體導體端的電壓成正比。
點評:本題從器材的選擇、元件的使用方法、電路的連接、滑動變阻器的使用方法、數據的分析與處理、作I-U圖象及分析歸納得出科學合理的實驗結論等進行了一系列的考查。這是一道歐姆定律探究題最全面的題,難度較大,綜合性也很強的實驗題目,考查了學生的實驗技能,很好地體現了新課程標準理念。
歐姆定律是電學中的基本定律,是進一步學習電學知識和分析電路的基礎.歐姆定律中電流、電壓、電阻三者之間的定量關系是本章的核心.教材中安排了7個活動,其中探究電流大小與哪些因素有關、探究電流與電壓(或電阻)的關系、伏安法測電阻、串聯電路總電阻與各電阻的關系等實驗是本章的重點活動,這些活動能充分展示物理實驗的研究方法及規律,能充分培養學生實驗探究的能力.
教材編排上充分體現了實驗的探究過程,從小明和小華想設計一盞調光燈為探索背景,以任務驅動的方式將探究問題引向深入,本章緊緊圍繞這個中心任務,在引導學生自主學習的過程中,讓學生充分體驗發現問題、提出問題、研究問題、總結規律、拓展應用、解決問題的樂趣,體會做中學,學中做,既動腦又動手,在潛移默化中感知科學研究的一般方式,接受人類研究自然、尋求真理、不斷追求等崇高思想的熏陶.
下面我們一起分析兩個實驗探究題,來進一步體會實驗探究的思路和方法.
例1(原創)小明是一個愛動腦筋的學生,最近學習了電路的初步知識,對電學現象興趣濃厚.周日,他到住在老城區的奶奶家做客.晚上,他在房間里做作業,對房間里一只60 W的白熾燈發生了興趣.他觀察到:晚上7、8點鐘時,燈不是很亮,但到了夜里11、12點鐘時,燈顯得特別亮.小明想:燈越亮,表明通過燈絲的電流越大.那么,燈絲中的電流大小又取決于什么呢?請你和小明一起探究“電路中電流大小與哪些因素有關?”
(1)小明根據平時對電學實驗的觀察,提出的猜想是:電流大小與電路兩端的電壓有關.你的猜想是:電流大小與_______有關.
(2)根據你已有的知識和經驗,說說小明猜想的依據是_______.
(3)小明決定用實驗來驗證他的猜想,請你和他一起完成下列任務:
①所選用的實驗器材有:_______;
②實驗電路圖:
③小明設計了一個實驗表格來收集實驗中觀察到的實驗現象,你認為此表格存在的缺陷是_______.
④根據實驗數據,分析此次實驗結論:_______.
(4)通過實驗探究,小明知道了電路中電流大小與_______及_______兩個因素有關.他又產生了新的疑問:家庭電路的電壓是220 V,而燈泡燈絲的電阻也不變化,那為什么夜里燈比晚上時要亮呢?小明又開始了新的探究之路.
(5)小明在上面的實驗中經歷了哪些探究過程?請你選出并將相應的字母填入空格中.
___________________________________.
(A.評估、B.猜想與假設、C. 提出問題、D.進行實驗和收集數據、E.設計實驗、F.交流與合作、G.分析結論)
新課程標準中,要求培養學生科學探究的初步能力,科學探究過程中,要求學生能“提出問題、進行猜想與假設、制定計劃和設計實驗、進行實驗和收集證據、分析與論證、評估、交流與合作”.在上題中,小明從日常生活中感興趣的現象選取了一個改變電流大小因素的問題進行探究,從提出問題,并根據已有的知識和經驗進行猜想與假設,制定實驗計劃并進行實驗,根據實驗現象分析結論.最后還提出新的疑問.
分析與解答(1)在許多學生實驗中,能觀察到電燈亮度變化的原因,有的是電池節數變化,有的是兩個燈串聯,降低了燈的亮度,所以電流變化受電壓電阻的影響不難理解.也可用水流來類比電流,分析影響水流大小的因素同樣也能分析出來.第一空填“導體的電阻”.
(2)小燈泡接在兩節電池間時比接在一節電池間亮.
(3)①兩節干電池、開關、導線、小燈泡、電壓表、電流表.
②電路圖如圖1所示.
③缺電流表示數這一列.
④若前后兩次電流相等,則電流大小與電壓無關;若前后兩次電流不等,則電流大小與電壓有關.
(4)電路兩端電壓,導體的電阻.
(5)根據前面分析,可得:CBEDG.
例2(原創)小明在探究影響導體電阻大小的因素的活動后,想到鹽水也能導電,他猜想鹽水導電性可能與哪些因素有關.于是和同學們設計了如下實驗:他們連接了如圖2所示的電路,他們用兩塊表面平整大小相同的金屬板正對著平行地插入鹽水中,并將金屬板連入電路.請你幫他們完成下列探究過程.
(1)小明在實驗探究前先提出了假設,猜想影響兩金屬板間鹽水電阻大小的因素可能有:①_______;②_______;③_______;④_______.
(2)小明根據和同學們的交流和篩選,決定探究從猜想中選出的四個影響因素.他在設計實驗時思考了以下問題:
①實驗中,如何將鹽水電阻大小“顯示”出來?
②如果影響電阻大小的因素有多個,如果只研究其中的一個因素是否影響了電阻的大小以及影響的程度?
③為此,除了裝置圖中出現的器材外,你還需要哪些器材?
(3)小明和同學們分別進行實驗驗證,小明想驗證鹽水電阻大小與兩金屬板間的距離是否有關,請你幫他寫出實驗操作及分析過程.
(4)小明他們將實驗結果記錄在下表中:
①比較_______兩次實驗數據可知:金屬板間鹽水電阻大小與鹽水的濃度有關.
②比較2、3兩次實驗數據可知:_______.
(5)小明在探究實驗結束后,匯總了同學們的實驗結論,總結得出了影響鹽水導電性能的各種因素.他在向全班同學匯報時,又說了這樣的話:“影響液體導體和金屬導體的電阻大小因素都差不多,這又如何解釋呢?”
此題也體現了實驗的探究過程的一般規律.此題中比較突出的是各種實驗方法的運用,有控制變量法、轉換法、類比法.在猜想與假設階段,可將鹽水導電性能與金屬導電性能類比,金屬導體電阻與材料、長度、橫截面積、溫度等有關,同樣,可猜測兩金屬板間鹽水電阻大小與板間距離、板的面積、鹽水的濃度、鹽水的溫度等有關.用類比法幫助進行猜想,可以減少猜想的盲目性,更快捷、更準確地進行假設.電路中沒有測電阻的儀器,如何反映出電阻大小的呢?采用轉換法,當電壓不變時,用電流大小來間接反映電阻大小.在實驗過程中,影響電阻的因素有多個,就應采用控制變量法.并且要會通過分析實驗數據得出結論.
分析與解答(1)①金屬板間距離;②金屬板面積;③鹽水濃度;④鹽水溫度.
(2)①電流表示數大小,電流越大,電阻越??;電流越小,電阻越大.②采用控制變量法.③刻度尺、食鹽、玻璃棒、一套加熱裝置、溫度計.
(3)裝配好圖中的實驗裝置,閉合開關讀出電流I1,加大兩金屬板間的距離,再讀出電流I2,比較I1、I2的大小.若I1=I2,則金屬板間鹽水電阻與兩金屬板間的距離無關;若I1≠I2,則金屬板間鹽水電阻與兩金屬板間的距離有關.
歐姆定律在初中物理電學知識體系中占有極其重要的地位。作為一個實驗定律,它的得出依賴于實驗探究。初中階段對歐姆定律的探究主要是針對部分導體的歐姆定律。
蘇科版物理教材中歐姆定律處在一章的第三節,在探究歐姆定律之前,學生已經學習的電學內容有:初始家用電器和電路,電路連接的基本方式(串并聯電路的認識),電流和與電流表的使用,電壓和電壓表的使用,電阻,變阻器。通過這些內容的學習,學生已經知道改變電流大小的兩種方法:1. 改變電路中的電源電壓;2. 改變電路中的電阻。帶著這樣的知識基礎,進行歐姆定律的探究學習。
教學過程中,按照教科書上實驗電路圖,采用控制變量的方法,根據實驗探究的一般過程進行兩次實驗。因此在利用教材中的實驗設計進行教學的過程中遇到了一些有待商榷的問題。
問題1:“移動變阻器的滑片,改變滑動變阻器連入電路的電阻,可以改變電路中的電流,但為什么就可以改變加在電阻兩端電壓呢?”
問題2:“調節變阻器,使電阻R兩端電壓改變,為什么同樣是調節變阻器,卻又是使加在R兩端的電壓不變呢?”
分析:學生對電流的認知是通過教材中用水流做類比,從而知道電壓是形成電流的原因。從認知的過程來看,正是因為有了電壓,才會有電流的產生。
而在本書歐姆定律的探究實驗中,二次實驗都是通過移動滑動變阻器來改變電流的大小,利用歐姆定律的原理,從而改變了電阻兩端的電壓或使不同電阻兩端的電壓不變。這樣就會給學生有一個錯誤的印象:“電阻改變電流,電流改變電壓”。使學生認知電流、電壓的因果關系上容易出現倒置,認為電壓的改變是由于電流的變化而引起的。因此在未探究出歐姆定律之前,根本不可能向學生解釋他們提出的這兩個問題。更嚴重的是在課后的作業反饋中,有學生對于這個的實驗做出了錯誤的總結:在電阻一定時,電壓和電流成正比。所以這個實驗設計在學生探究學習歐姆定律的思維邏輯上存在著錯誤的引導,必須加以改進。
本人認為問題產生的根本原因就出在滑動變阻器在實驗中的引入。
雖然滑動變阻器的聯入使實驗操作更為方便更為簡單,但產生的負面影響是巨大的,導致了學生知識認知邏輯上的混亂,迷惑,弊大于利。本人提出的改進建議是舍去滑動變阻器:
電阻不變時,探究電流與電壓的關系的實驗中,完全可以舍去滑動變阻器,直接把電阻接入電路,通過直接改變電源電壓的方法來進行實驗。
電壓不變時,探究電流與電阻的關系。而舍去滑動變阻器后,通過固定的電池數目的方法很難實現電阻兩端的電壓不變。其原因在于電池組存在一定的內阻,就會導致路端電壓隨外電路電阻的變化而變化(外電路電阻變大路端電壓也變大),而不能達到控制電壓不變的目的。同時電壓表示數的變化也會引起學生的質疑。初中階段,由于電池的內阻不作要求,因此最合適的方法就是采用輸出電壓恒定的學生電源進行實驗。
綜上分析,本人設計這樣的探究實驗:
實驗器材:學生電源,電阻箱(或若干已知阻值電阻),電壓表,電流表,導線,開關
實驗步驟:按實物圖連接好電路:
實驗一,先保持電阻R不變,通過調節學生電源的輸出電壓(電壓取值要?。芯侩娏鞲妷旱年P系。將所測數值填入表格,分析數據,得出結論。
實驗二,保持學生電源輸出電壓不變,調節電阻箱的阻值,研究電流和電阻的關系。將所測數值填入表格,分析數據,得出結論。
實驗總結:將兩方面結論綜合,歸納出歐姆定律。
(1)能根據實驗探究得到的電流、電壓、電阻的關系得出歐姆定律。
(2)理解歐姆定律,記住歐姆定律的公式,并能利用歐姆定律進行簡單的計算。
(3)能根據串聯電路中電壓及電流的規律,利用歐姆定律得到串聯電路中電阻的規律。
2、過程和方法
(1)通過根據實驗探究得到歐姆定律,培養學生的分析和概括能力。
(2)通過利用歐姆定律的計算,學會解電學計算題的一般方法,培養學生邏輯思維能力。
(3)通過歐姆定律的應用,使學生學會由舊知識向新問題的轉化,培養學生應用知識解決問題的能力。
3、情感、態度與價值觀
通過了解科學家發明和發現的過程,學習科學家探求真理的偉大精神和科學態度,激發學生努力學習的積極性和勇于為科學獻身的熱情。
4、教學重點:歐姆定律及其應用。
教學難點:正確理解歐姆定律。
5、歐姆定律是指在同一電路中,通過某段導體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。該定律是由德國物理學家喬治·西蒙·歐姆1826年4月發表的《金屬導電定律的測定》論文提出的。
摘 要:本文對人教版物理選修3-1教材中引入焦耳定律的方式提出了質疑,指出了其不利影響,同時提出了自己的方案并分析了這樣引入的好處。
關鍵詞:物理選修3-1;焦耳定律;歐姆定律;純電阻電路
人民教育出版社普通高中課程標準實驗教科書物理選修3-1課本對焦耳定律的引入過程如下:
電流通過白熾燈、電爐等電熱元件做功時,電能全部轉化為導體的內能,電流在這段電路中做的功W等于這段電路發出的熱量Q,即
Q=W=UIt
由歐姆定律
U=IR
代入上式后可得熱量Q的表達式
Q=I2Rt
即電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導體的電阻及通電時間成正比,這個關系最初是焦耳用實驗直接得到的,我們把它叫做焦耳定律。
這里用公式推導的方式得出了焦耳定律的公式和內容,筆者認為不太恰當,理由如下:
第一,焦耳定律是焦耳通過大量實驗總結出來的規律,科學實驗是自然規律最直接的反映,科學理論正確與否必須接受實驗的檢驗,正如課本上所說焦耳定律是焦耳用實驗直接得到的,焦耳定律本身就是一個實驗規律,這是焦耳通過大量實驗總結得到并經過無數次實驗驗證了的實驗結論,我們不應該淡化科學實驗在焦耳定律建立過程中所起的巨大作用,公式推導的方式掩蓋了焦耳定律的真實面目。
第二,這里Q=W應用了能量轉化與守恒定律來推導焦耳定律,而實際情況是焦耳本人是在得出焦耳定律后,又進行了長期的、大量的、精確的科學實驗,在大量實驗事實面前焦耳提出了能量轉化和守恒定律.并且電流通過導體時所做的電功和導體發出的電熱相等是焦耳得出能量轉化與守恒定律的重要實驗基礎.由此看來,用能量轉化和守恒定律來推導焦耳定律是不符合科學發展的實際歷程的。
第三,上述推導過程用到了歐姆定律,歐姆定律的表達式應該為[I=UR],不應該用U=IR,另外,歐姆定律是只能在純電阻電路中才適用的規律,用歐姆定律來推導焦耳定律會使學生認為焦耳定律也只適用于純電阻電路,對電動機等非純電阻元件求電熱不適用的錯誤認識.學生一旦建立這樣的錯誤認識再來糾正是比較困難的.
基于以上考慮,筆者認為引入焦耳定律的過程可以做一些調整.建議設計“電流通過電學元件時產生的電熱與誰有關?”的探究實驗(或者介紹焦耳所做的實驗).通過探究實驗得出Q=I2Rt,即焦耳定律.然后結合能量轉化與守恒定律在純電阻電路中電流做功全部轉化為電熱W=Q,即UIt=I2Rt,可以得到[I=UR]。由此可見歐姆定律是能量轉化與守恒定律在純電阻電路中的具體反映和內在要求.
這樣設計的好處是還原了人們認識自然規律的實際歷程,體現出了科學實驗在科學理論建立過程中的巨大作用,使人們認識到焦耳定律是一條實驗規律,物理學科是一門實驗科學,能真實反映自然規律.通過探究實驗的設計我們可以引導學生像科W家那樣設計實驗方案,探究、總結得出規律,使學生在實驗中體會科學實驗對自然科學的重要意義,也能使學生獲得科學研究的方法.
我們又利用焦耳定律和能量守恒定律反過來得出了歐姆定律,說明歐姆定律、焦耳定律雖說是在實驗中得出的,同時它們也是物理理論大廈的有機組成部分,可以反映出焦耳定律在物理理論體系中的地位和物理理論的完備性,在理論層面上證明焦耳定律可以納入已有的物理理論當中,使實驗結論和理論框架得到完美融合.更重要的是我們能夠得到歐姆定律的適用條件――純電阻電路,如果不是純電阻電路,電流做功沒有全部轉化為電熱則不能得出W=Q即UIt=I2Rt,歐姆定律也就不適用.另外我們還能體會到能量轉化與守恒定律在自然界中的普適性,歐姆定律是能量轉化與守恒定律在純電阻電路中的必然要求.
本節內容前承電路、電壓、電阻及電流表、電壓表的使用,是前面電學知識的聚焦;后啟電功、電功率,并為高中階段學習閉合電路的歐姆定律、電磁感應定律、交流電等內容做了鋪墊。甚至于對學生將來參加生產勞動也有指導作用,即使在電工技術電子專業等學習中,歐姆定律同樣是必不可少的基礎知識,其研究方法──控制變量法是學習關于電阻大小影響因素的研究方法的延續,是物理問題研究思想的再次體現。
二、學習任務分析
本節重點是歐姆定律的內容和公式。通過實驗探究,歸納總結出歐姆定律,讓學生領悟科學探究的方法,體驗科學探究的樂趣,形成尊重事實、探究真理的科學態度,培養學生分析解決問題的能力;理解歐姆定律中電流I、電壓U、電阻R的同一性是本節難點,在探究過程中通過適時引導、恰當點撥,利用實物電路使學生達到理解歐姆定律的目的。
三、學習者分析
學習了電路基礎知識,學生產生了濃厚的興趣,多數學生能正確連接電路元件,正確使用電流表、電壓表和滑動變阻器,對于控制變量的研究方法也有所了解。學生有較強的好奇心和求知欲,他們渴望自己動手進行科學探究,體驗成功的樂趣,但對于U、I、R三者關系知之甚少,規律性知識的概括往往以偏概全。他們的思維方式逐步由形象思維向抽象思維過渡,教學中讓學生自主設計研究問題的方案,是發展學生思維的有效途徑。
四、教學目標
⑴知識與技能
會用實驗的方法探究電流與電壓、電阻的關系;
理解歐姆定律的內容、公式;
培養學生的觀察、實驗能力和分析概括能力。
⑵過程與方法
通過實驗探究學習研究物理問題常用的方法──控制變量法。
⑶情感、態度與價值觀
通過探究過程,激發學生的學習興趣。培養學生實事求是的科學態度;認真謹慎的學習習慣。
重點:歐姆定律的內容和公式;
通過實驗使學生知道導體中電流與電壓、電阻的關系。
難點:理解歐姆定律的內容;
弄清變形公式的含義。
五、教法設計
依據本節課的知識特點、教學目標和學生實際,確定本節主要采用實驗探究法。把學生視為學習的主人,教師當好學習的組織者和引導者。探究式學習可以激活學生已有的知識,在探究新問題時使知識活化、重組,形成知識結構并向能力轉化;讓學生體會科學發現的全過程,從中感悟科學思想和科學方法。
六、教學準備
1.地位和作用
《歐姆定律及其應用》這一節在學生學習了電流表、電壓表、滑動變阻器的使用方法及電流與電壓、電阻的關系之后才編排的。通過這一節的學習,要求學生初步掌握和運用歐姆定律解決實際電學問題的思路和方法,了解運用“控制變量法”研究物理問題的實驗方法,為進一步學習電學內容打下一定的基礎。
2.教學目標
(1)知識目標
理解掌握歐姆定律及其表達式,能用歐姆定律進行簡單計算;根據歐姆定律得出串并聯電路中電阻的關系;通過計算,學會解答電學計算題的一般方法,培養學生的邏輯思維能力。
(2)技能目標
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。
(3)情感目標
通過介紹歐姆的生平,培養學生嚴謹細致的科學態度和探索精神,學習科學家獻身科學、勇于探索真理的精神。通過歐姆定律的運用,幫助學生樹立物理知識普遍聯系的觀點以及科學知識在實際中的價值意識。
3.重點和難點
重點:理解歐姆定律的內容及其表達式和變換式的意義,并且能運用歐姆定律進行簡單的電學計算。
難點:運用歐姆定律探究串、并聯電路中電阻的關系。
二、說學生
1.學生學情分析
在學習這節之前學生已經了解了電流、電壓、電阻的概念,并且還初步學會了電壓表、電流表、滑動變阻器的使用,具備了學習歐姆定律基礎知識的基本技能。但對電流與電壓、電阻之間的聯系的認識是膚淺的、不完整的,沒有上升到理性認識,需要具體的形象來支持。所以在本節學習中應結合實驗法和定量、定性分析法。
2.知識基礎
要想學好本節,需要學生應具備的知識有:電流、電壓、電阻的概念,電流表、電壓表、滑動變阻器使用方法,電流與電壓、電阻的關系。
三、說教法
結合學生情況和本節特點本人采取以下幾個教法:采用歸納總結法、采用控制變量法、采用定性分析法和定量分析法。
四、說教學過程
1.課題導入(采用復習設置疑問的方式,時間3分鐘)
復習:電流是如何形成的?導體的電阻對電流有什么作用?
設疑思考:電壓、電阻和電流這三個量之間有什么樣的關系呢?通過簡單的回顧、分析,使學生很快回憶起這三個量的有關概念,通過猜想使學生對這三個量的關系研究產生了興趣,達到引入新課的目的。
2.展開探究活動,自主總結結論(時間37分鐘)
根據上節探究數據的基礎,讓學生自主總結出兩個結論:導體的電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比;導體兩端的電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比。
為了進一步得出歐姆定律的內容,可采用以下幾點做法: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,從而引入歐姆定律的內容;讓學生思考用一個什么樣的式子可以將這兩個結論所包含的意思表示出來,從而引入歐姆定律的表達式。
3.說明事項
在歐姆定律中有兩處用到“這段導體”,其意思是電流、電壓、電阻應就同一導體而言,即同一性和同時性。
向學生介紹歐姆的生平,以達成教學目標中的情感目標。學習科學家獻身科學、勇于探索真理的精神,激發學生的學習積極性。
歐姆定律應用之一:通過課本第26頁例題和第29頁習題2和習題3,讓學生自己先試做,然后教師再加以點評和補充,使學生理解掌握歐姆定律表達式及變形式的應用,達成教學目標的知識目標,充分體現了課堂上學生的自主地位。
應用歐姆定律解題時應注意以下幾點問題:
(1)同一性
即公式中的U、I,必須針對同一段導體而言,不許張冠李戴。
(2)統一性
即公式中的U、I、R的單位要求統一(都用國際主單位)。
(3)同時性
即公式中的U、I,必須是同一時刻的數值。
(4)規范性
解題時一定要注意解題的規范性(即按照已知、求、解、答四個步驟解題)。
歐姆定律應用之二:探究串并聯電路中電阻的關系。
(1)實驗分析
在演示實驗之前,要鼓勵學生進行各種大膽的猜想,當學生的猜想與實驗結果相同時,他會在實驗中體驗到快樂與興奮,有利于激發學生的學習興趣。
①演示實驗
將兩個電阻串聯起來,讓學生觀察燈泡的亮度情況(變暗了),并說出原因(電路中的電流變小了,說明總電阻變大了)。
得出結論:串聯電阻的總電阻比任何一個分電阻的阻值都大。
②演示實驗
將兩個電阻并聯起來,同樣讓學生觀察燈泡的亮度情況(變亮了),并說出原因(路中的電流變大了,說明總電阻變小了)。
得出結論:并聯電阻的總電阻比任何一個分電阻的阻值都小。
(2)定性分析
(提出問題)為什么串聯后總電阻會變大?并聯后總電阻會變???
得出結論:電阻串聯相當于導體的長度變長了,所以串聯電阻的個數越多總電阻就越大;電阻并聯相當于導體的橫截面積變粗了,所以并聯電阻的個數越多總電阻就越小。
(3)定量分析
利用歐姆定律公式以及前面學過的串并聯電路中電流和電壓的特點推導串并聯電路中總電阻的關系得出結論:(1)電阻串聯后的總電阻R串=R1+R2+…+Rn;(2)電阻并聯后的總電阻=+…+。
4.小結(4分鐘)
(1)理解掌握歐姆定律的內容及其表達式
(2)運用歐姆定律解決有關電學的計算題以及探究串、并聯電路中電阻的關系
5.布置作業(1分鐘)
本節作業的布置主要是針對歐姆定律表達式及其變形公式的運用,并結合前面學習過的串并聯電路中電流、電壓的特點的一些常見題型加以知識的鞏固。
作業:《課堂點睛》17頁至18頁的習題。
五、說板書設計
歐姆定律的內容:導體中的電流,跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比。
歐姆定律的表達式:I
電阻的串聯:R串=R1+R2+…+Rn