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2019-2020年九年級物理全冊 17.2 歐姆定律教案 （新版）新人教版(VII) 教學目標 （知識與能力；過程與方法；情感態(tài)度與價值觀） 一、知識目標 1．能根據(jù)實驗探究得到的電流、電壓、電阻的關(guān)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(jù)串聯(lián)電路中電壓及電流的規(guī)律，利用歐姆定律得到串聯(lián)電路中電阻的規(guī)律。 二、能力目標 1．通過根據(jù)實驗探究得到歐姆定律，培養(yǎng)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(yǎng)學生邏輯思維能力； 3．通過歐姆定律的應(yīng)用，使學生學會由舊知識向新問題的轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)學生應(yīng)用知識解決問題的能力。 三、德育目標 通過了解科學家發(fā)明和發(fā)現(xiàn)的過程，學習科學家堅韌不拔，探求真理的偉大精神和科學態(tài)度，激發(fā)學生努力學習的積極性和勇于為科學獻身的熱情。 教材分析 重 點 歐姆定律及其應(yīng)用 難 點 正確理解歐姆定律 教 學 方 法 觀察法、討論法、講練法 教 具 準 備 學 法 指 導 教學過程 導入 ［師］同學們一定還記得我們在上節(jié)課中的探究實驗，各組的探究結(jié)論，可以再講講嗎？ ［生］電壓越大，電流越大；電阻越大，電流越小。電流和電阻的乘積等于電壓，電壓除以電阻等于電流。 新 授 1．歐姆定律 ［師］綜合同學們的探究實驗，我們得到了什么結(jié)論？ ［生］電阻一定時，導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比；電壓一定時，導體中的電流跟導體的電阻成反比。 ［師］這個結(jié)論就是電流跟電壓、電阻三者之間的定量關(guān)系，因此我們可以得出。 ［板書］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。 這是德國物理學家歐姆在19世紀初經(jīng)過大量的實驗而歸納得出的，為了紀念他，把這個定律叫做歐姆定律。 用公式表示I= 式中：I——電流——安培（A） U——電壓——伏特（V） R——電阻——歐姆（Ω） ［師］（要求同學閱讀教材P20“！”明白歐姆定律公式中的單位要求）歐姆定律公式中的單位有什么要求呢？ ［生］電阻的單位必須用“歐姆”，電壓的單位必須用“伏特”，由公式得出的電流單位一定是“安培”。 ［生］如果給出的單位不是歐姆、伏特和安培，一定要先換算成要求的單位才可以應(yīng)用公式。 ［師］有同學可能會想，原來歐姆定律這么簡單啊，我一節(jié)課的實驗，就發(fā)現(xiàn)了歐姆定律。真的像你想得那樣簡單嗎？ ［生］一個定律的發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過了許多人的努力，包含著許多科學家的智慧。歐姆定律不是一下就能得到的，而是經(jīng)過了許多次的改進實驗，克服了許多的缺點才得出的。堅韌不拔地探求科學真理是一切偉大科學家的共同追求，人類一切文明進步的成果都是與科學家的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明分不開的。我們要珍惜今天的良好環(huán)境和學習條件，努力學習，用同學們的努力去推動人類的進步。 2．歐姆定律的應(yīng)用 ［師］接著我們看歐姆定律能解決什么問題。 ［投影］例題1. 以教材例題1作為簡單電路的解題指導。 根據(jù)題意，教師板書示范解電學題的一般規(guī)則： ●根據(jù)題意畫出電路圖 ●在電路圖上標明已知量的符號、數(shù)值、未知量的符號 ●利用歐姆定律求解 要求學生在筆記本上畫出圖，標出量、寫出數(shù)，訓練學生基本的技能。 教師板演利用歐姆定律求解，講明解題的規(guī)范性，然后要求學生在筆記本上做此題。 例1： 解:I==0.2510-3 A 0.2510-3 A=0.25 mA ［投影］例題2 以教材例題2作為公式變形應(yīng)用的解題指導。 讓學生畫出圖、標出量、寫出數(shù)，把公式變形，由I=得到R=，然后將電流的單位變成安培，進行計算，同時一名學生板演，師生講評。 例2： 解：由I=得到 R==15 Ω 這個未知電阻是15 Ω. ［投影］例題3 有一種指示燈，電阻為6.3 Ω，通過的電流為0.45 A時才正常發(fā)光。要使其正常發(fā)光，應(yīng)加多大的電壓？ 以例題3作為另一種變形練習。 要求學生按解簡單電學題目的一般規(guī)則解題。解題過程中注意物理量的單位不能丟掉，且單位必須是要求的國際單位，注意將公式變形后再代入數(shù)值。 解：由I=得到 U=IR=0.45 A6.3 Ω=2.8 V 要使燈正常發(fā)光，應(yīng)加2.8 V電壓 ［師］同學們剛才的演算說明大家已能用歐姆定律解簡單的電學應(yīng)用題，通過解這些題你有什么收獲嗎？ 電流、電壓、電阻的三個物理量中，只要知道其中的兩個，就可以用歐姆定律求出第三個。 歐姆定律公式中的三個物理量指的是同一段電路。 ［師］同學們說得非常正確。歐姆定律不僅適用同一個電器、同一個導體，也適用幾個用電器組成的同一段電路?，F(xiàn)在，大家總結(jié)一下三個題中分別是怎樣應(yīng)用歐姆定律的。 第一題是直接利用歐姆定律I=的。 第二題應(yīng)用的是由歐姆定律I=得到的變形公式R=。 第三題應(yīng)用的是歐姆定律I=的另一個變形公式U=IR。 ［師］對R=，能否說導體的電阻與導體兩端的電壓成正比，與通過導體的電流成反比？對U=IR，能否說導體兩端的電壓與導體的電阻和通過導體的電流成正比？大家討論。 ［生］不能這樣說。導體的電阻是由導體本身的性質(zhì)決定的，與電流、電壓無關(guān)。電壓是電路中形成電流的原因，和電流、電壓也沒有關(guān)系。 教師進一步引導學生明確，對物理公式不能單純從數(shù)學的角度去理解。 公式R=，它表示導體的電阻在數(shù)值上等于導體兩端的電壓跟通過導體的電流的比值。這里要注意的是，導體的電阻是由導體本身的性質(zhì)決定的，它跟導體兩端是否有電壓或電壓的大小，導體中是否有電流或電流的大小無關(guān)。所以，我們不能認為電阻R跟電壓U成正比，跟電流I成反比。 公式U=IR，表示導體兩端的電壓在數(shù)值上等于通過導體的電流和該導體電阻的乘積。但要注意，電壓是電路中產(chǎn)生電流的原因。導體兩端不加電壓時，電流為零，但導體電阻依然存在。因此不能認為電壓跟電流成正比，跟電阻也成正比。 ［師］同學們再來分析例題2，如果想知道某段導體的電阻，可以怎么做？你能從這個例子中得到什么啟示嗎？ ［生］可以由導體兩端的電壓和通過這段導體的電流，利用歐姆定律的變形公式R=來求解。 ［師］導體兩端的電壓和通過導體的電流是多少呢？ ［生］可以測出來.用電流表測出通過導體中的電流，用電壓表測出導體兩端的電壓，就可以求出導體的電阻了。 ［師］大家認為可以嗎？（同學們肯定，教師進一步明確）這種用電壓表和電流表測定電阻的方法叫“伏安法”。 3．額定電壓 ［師］請同學們觀察一只新燈泡上的銘牌。如下圖 同學們誰能說明它表示什么意思呢？ ［生］家庭電路的電壓是220 V，這樣的燈是在家里常用的，上面也有220 V，是不是說這個燈泡的電壓是220 V？ ［師］同學們想得非常對。燈泡上的220 V，表示這個燈泡正常工作的時候，它兩端所需的電壓是220 V。 同學們在什么地方還見過類似的標志呢？ ［生］實驗室用的小燈泡上也有比如2.5 V、3.8 V、1.2 V。 ［生］還有一些用電的小電器或電動玩具上也標多少伏特。 ［師］它們表示的意思你知道了嗎？ ［生］意思是這些用電器在正常工作時所需的電壓值。 ［板書］用電器在正常工作時所需的電壓叫額定電壓。 ［師］為什么用電器上都要標明這些額定電壓值呢？請同學們利用剛學過的歐姆定律分析其原因。 ［生］電阻一般情況是不變的。根據(jù)歐姆定律，如果電壓低，則電路中電流小，電器便不能正常工作；如果電壓太高，則電路中電流會很大，有時還會損壞電器。 ［師］所以我們要求用電器必須是在額定電壓下工作。一般電器都附帶有說明書，說明書中都會給你介紹電器的額定電壓值。同學家中買回新電器使用時要先看說明書，這樣才能工作得安全、放心。 4．短路 ［師］在上面的分析中，同學們已了解如果用電器兩端電壓太高超過額定電壓，電路中的電流就會很大，甚至燒壞電器?，F(xiàn)在請同學們推測：如果一根導線的兩端直接連接在電源的兩極上，會出現(xiàn)什么后果？ ［生］根據(jù)歐姆定律，電源電壓一定，導線的電阻很小，那電流一定會很大。 實驗用小燈泡電阻5~50 Ω 線（每根）電阻0.01~0.1 Ω 照明燈泡（工作時）電阻100~xx Ω m、截面積1 mm2的銅導線電阻為0.017 Ω 請同學們利用這些數(shù)據(jù)分別計算在實驗室和實際生活中，將用電器接入電路和不接用電器用導線直接連接電源兩端時的電流大小關(guān)系。（電路接入用電器時，導線的電阻可忽略） 實驗室：假設(shè)電源電壓是U1，則接小燈泡和不接小燈泡時的電流分別為： I1= I1′=（假設(shè)用3根線） 實際電路中，電源電壓為U2=220 V。假設(shè)所用燈泡電阻為R燈=500 Ω，輸電距離為1000 m，則：使用燈泡時電流：I2===0.44 A 導線直接連接電源兩端時電流 I2′===6.47 A 實驗室：=166.7倍 實際電路：=15.16倍 ［師］通過計算，同學們能得到什么結(jié)果？ ［生］不接用電器時電路中的電流是接入用電器時電流的幾十倍，甚至更高，這樣是很危險的。 ［師］所以，絕不允許不經(jīng)用電器而將導線連接在電源兩端。 ［板書］電路中不該相連的兩點被直接連在一起的現(xiàn)象叫做短路。 ［師］同學們可以根據(jù)短路的危害，討論為什么電壓表可以直接連在電源兩端而電流表不允許。 ［生］電流表的電阻很小，直接連在電源兩端組成閉路時，電路中的電流會很大，這樣容易燒壞電流表，而電壓表則不同。將電壓表直接和電源相連時，不會燒壞電壓表，電壓表的電阻很大。 ［師］以上的討論和分析都用到了歐姆定律，可見歐姆定律對我們分析、解決與電學有關(guān)的問題是多么重要。同學們一定還記得串聯(lián)電路中，電流和電壓的規(guī)律，能不能再利用歐姆定律分析串聯(lián)電路中電阻的規(guī)律呢？ 引導同學們畫出兩個電阻的串聯(lián)電路，寫出串聯(lián)電路中電流、電壓的規(guī)律和歐姆定律。 電壓規(guī)律：U=U1+U2 電流規(guī)律：I=I1=I2 歐姆定律：I= 歐姆定律適用于單個的用電器和由幾個用電器組成的一段電路，所以 對R1：I1=；對R2：I2= 對R1與R2組成的串聯(lián)電路有：I=. 將I1、I2、I變形后得U1=I1R1，U2=I2R2，U=IR，代入電壓規(guī)律得：IR=I1R1+I2R2 由于I=I1=I2，所以R=R1+R2 即串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和 ［師］同學們還可以應(yīng)用類似的方法，推導并聯(lián)電路中電阻的規(guī)律。 練習題 如圖電路中，電路兩端電壓U=27 V，兩電阻R1=6 Ω，R2=3 Ω，求每個電阻兩端的電壓。 ［分析］只要能求出通過R1、R2的電流，就能應(yīng)用歐姆定律的變形公式U=IR求出R1、R2兩端的電壓。題目給出了整個電路的總電壓；根據(jù)串聯(lián)電路電阻的規(guī)律，求出總電阻，就可根據(jù)歐姆定律求出電路中總電流進而求得電阻兩端電壓。 解：根據(jù)串聯(lián)電阻規(guī)律：R=R1+R2=6 Ω+3 Ω=9 Ω 根據(jù)歐姆定律：I==3 A 因為串聯(lián)電路電流處處相等，所以I=I1=I2=3 A 由I=可得：U1=I1R1=3 A6 Ω=18 V U2=I2R2=3 A3 Ω=9 V 或者由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律，求出U1后，由U=U1+U2可知U2=U-U1，計算R2上的電壓同理可先求出U2，再求U1。 說明：此練習題可以不在課堂上要求完成，課后經(jīng)同學們充分討論后，作為拓展的內(nèi)容訓練。 三、小結(jié) 師生共同小結(jié)本節(jié)內(nèi)容。 通過這節(jié)課，我們學習了以下內(nèi)容： 1．歐姆定律的內(nèi)容、公式及物理意義. 2．歐姆定律的應(yīng)用. （1）應(yīng)用歐姆定律進行簡單電路的計算. （2）對額定電壓的理解. （3）短路是電流過大的原因. （4）利用歐姆定律推導串聯(lián)電路中電阻的規(guī)律. 板書設(shè)計 1．歐姆定律 導體中的電流跟導體兩端電壓成正比，跟導體的電阻成反比. 公式：I= 變形公式 2．額定電壓 用電器在正常工作時所需的電壓叫額定電壓. 3．短路 作業(yè)布置 教學反思 歐姆定律揭示了電路中電流遵循的基本“交通規(guī)則”，是電學中的最重要的規(guī)律之一，也是學生進一步學習電學知識和分析電路的基礎(chǔ)。因此，歐姆定律的探究實驗就成為理解I、U、R三者之間關(guān)系的基石。但是在實驗中以下幾個問題容易被忽視。 問題一：用控制變量法研究I、U、R三者之間的關(guān)系時，為什么只探究電流I與電壓U之間關(guān)系以及電流I與電阻R之間的關(guān)系？ 按照控制變量法來研究，應(yīng)當是保持其中任何一個物理量不變，研究其他兩個量之間的關(guān)系，而在這個實驗中，為什么不研究“保持電流I不變，探究電壓U與電阻R之間的關(guān)系”？這個問題學生感到困惑不解。其實，電阻是導體的本身性質(zhì)，它并不隨著電壓、電流的變化而變化，當電壓變了，電阻不改變，只能電流變化了，保持電流變化不可能。 問題二：實驗中為何要用滑動變阻器？ 如果不用滑動變阻器，雖然能夠測量出R兩端的電壓和其中的電流，但該電路只能測量出一組電壓和電流的值，而從一組電流和電壓的數(shù)據(jù)是無法找出二者之間的關(guān)系的，應(yīng)該再測幾組電壓和電流，因此就需要改變R兩端的電壓，可以不斷改變電阻，也可以采用改變電池節(jié)數(shù)的方法，還可以用滑動變阻器，比較下來，當然是用滑動變阻器更方便快捷。同時，滑動變阻器還可以起到保護電路的作用。 問題三：在探究電流I與電阻R之間的關(guān)系實驗中，應(yīng)該如何操作？ 如何保持電壓U不變？即改變定值電阻的阻值的同時，該電阻兩端的電壓就發(fā)生了變化，因此，要及時調(diào)節(jié)滑動變阻器以保持電壓不變，觀察并記錄電流表的示數(shù)隨電阻的變化關(guān)系。 問題四：在本實驗之前要注意哪些問題？ 學生實驗之前，不僅要按照正確的操作規(guī)程辦事，還要有檢查電路的良好習慣，而學生往往急于動手實驗，忽視實驗規(guī)則。本實驗中，實驗之前，開關(guān)斷開，滑動變阻器的滑片要放在電阻最大位置。其次，為測量誤差減少，要選擇適當?shù)碾姳砹砍獭? 問題五：要認識到學生的解題能力和動手實踐能力之間可能存在較大差距 同樣的電路如果出現(xiàn)在考試卷上，許多學生能夠比較順利地解答出來。但在實際操作中，他們往往連最簡單的電路故障都不能夠排除，如找出短（斷）路所在的位置和原因，總是寄希望于老師來幫助解決，于是，這樣的探究實驗課堂上，最忙的往往是老師，學生只顧記錄數(shù)據(jù)，觀察表面現(xiàn)象，缺乏動手實踐能力的培養(yǎng)。鑒于此，本節(jié)課的教學要充分發(fā)揮學生的自主探究，教師不能越俎代庖。， 問題六：要重視圖像的教學 用圖像進行實驗數(shù)據(jù)的處理是物理課程標準所提出的要求，教材中引導學生用描點的方法，把實驗數(shù)據(jù)在坐標紙上反映出來。運用圖像分析物理問題在后續(xù)的物理學習中應(yīng)用非常廣泛，現(xiàn)在的學習能夠為高中物理的學習打些基礎(chǔ)。由于學生實驗中的誤差，作出的圖像并不在一條直線上，教師在引導學生分析誤差產(chǎn)生的原因的同時，只要求能夠作出各數(shù)據(jù)點比較接近的直線即可。 以上這些問題要引起物理教師和學生的足夠重視，教學過程可以通過猜想、討論、探究中方式獲得，因為它不至于讓學生停留在知識的表面上，以后遇到此類問題的變式也能夠應(yīng)對自如，對于解決實際物理問題大有裨益