歐姆定律教案高中
發(fā)表時間:2020-08-28粵滬版《探究歐姆定律》教案。
12.2探究歐姆定律
1.教學目標
知識與技能
⑴理解歐姆定律,并能運用歐姆定律進行簡單的計算。
過程與方法
⑵運用控制變量法探究電流跟電壓、電阻的關系,歸納得出歐姆定律。
情感態(tài)度與價值觀
⑶體驗探究自然規(guī)律的曲折和樂趣,激發(fā)學生的好奇心,增強學習的興趣和克服困難的信心。
2.教材說明
本節(jié)主要內容有:實驗探究電流跟電壓、電阻的關系,歐姆定律的內容和公式。
前面學習了電學中的三個基本物理量:電流、電壓、電阻,本節(jié)通過科學探究建立電流、電壓、電阻之間的定量關系,得出電學中重要的基本規(guī)律——歐姆定律。
教材的編寫思路:本節(jié)教材與傳統(tǒng)教材的重要區(qū)別,就是本教材更加重視過程與方法、情感態(tài)度與價值觀的教育。學生已經(jīng)學過電流、電壓和電阻,但是并不明白它們之間的關系,教材從學生熟悉的電學現(xiàn)象出發(fā),引導學生思考電流與電壓、電阻之間的關系,讓學生先提出自己的猜想,再來設計實驗,通過實驗收集數(shù)據(jù),最后歸納得出電流與電壓、電阻的定量關系。這樣不僅加深了學生對歐姆定律的理解,而且培養(yǎng)了學生科學探究的能力和興趣,讓學生真正學會用控制變量法進行實驗探究。
本節(jié)教學重點:歐姆定律是本章的重點,課標要求學生“理解”,而且能進行簡單的計算。探究歐姆定律的實驗,能夠培養(yǎng)學生正確使用儀器儀表(電流表、電壓表、滑動變阻器等)的能力和連接電路的能力,同時讓學生學會用儀器儀表去探索物理規(guī)律、用控制變量法研究多個因素的關系,還有利于培養(yǎng)學生的合作交流意識和處理信息的能力。所以歐姆定律及其探究過程是本節(jié)教學的重點。
本節(jié)教學難點:對學生來說,探究歐姆定律的實驗,電路比較復雜,測量的數(shù)據(jù)較多,又要控制變量,操作起來比較麻煩,所以學生設計并進行實驗探究歐姆定律,是本章教學的難點。
本節(jié)是一堂重要的科學規(guī)律探究課,教師決不能僅僅停留在如何“教會”學生記住結論,“學會”套用公式解題這個層面上,更應多方面關注學生的“學”。在備課和課堂教學中,教師要更多地站在學生的角度分析教材、調控課堂,讓學生在親身體驗的平臺上,手腦并用地參與科學探究活動,能動地認識和生成科學知識,真切地體驗科學探究過程的曲折和樂趣,真正去感悟科學。
3.教學建議
●提出問題
可以像教材那樣,引導學生回憶以前的實驗活動,直接提出問題:電路中的電流跟電壓、電阻之間究竟存在怎樣的關系呢?
也可采取以下方法提出問題。
⑴溫故知新,提出問題
教師:在電學中,我們已經(jīng)學過了3個物理量:電流、電壓和電阻。請問:電壓的作用是什么?(學生:電壓是一段電路中產生電流的原因。)什么是電阻?(學生:電阻表示導體對電流阻礙作用的大小。)既然電壓使電路中產生電流,電阻對電流有阻礙作用,那么電路中電流的大小跟電壓、電阻一定存在必然的聯(lián)系,它們之間究竟存在怎樣的關系呢?
⑵觀察實驗,發(fā)現(xiàn)問題
如圖12-13所示,先用一節(jié)干電池給2.5V的小燈泡供電,觀察燈泡的亮度和電流表的示數(shù);再用兩節(jié)干電池供電,觀察實驗現(xiàn)象。問學生:發(fā)現(xiàn)了什么?怎樣解釋看到的現(xiàn)象?(電壓越大,電流越大。電流的大小跟電壓有關。)
圖12-13
如圖12-14所示,同時展示兩個電路:兩電路都用一節(jié)干電池供電,但兩只小燈泡的型號不同,讓學生再次比較燈泡的亮度和電流表的示數(shù)。
圖12-14
教師:以上幾個實驗說明電流的大小跟哪些因素有關?
學生討論、回答。
⑶問題設疑,激活思維
教師出示問題:有一個小燈泡,上面標明其正常工作時的電流為0.3A。在一次實驗中,小紅測出通過燈泡的實際電流為0.4A,為使該燈正常工作(避免燈泡被燒壞),需要減小通過燈泡的電流,你能想出哪些辦法?并簡述理由。
這樣的問題對學生來說略帶一點“挑戰(zhàn)性”,學生為了展示自己的聰明才智,往往會爭相想辦法、出主意。其實辦法不外乎兩種:減小電壓,或增大電阻。
教師:大家認為電流的大小跟電壓、電阻有關,那么它們之間有沒有定量的規(guī)律呢?
●設計實驗
為明確實驗目的,可以把上一個環(huán)節(jié)中提出的問題(電路中的電流跟電壓、電阻之間存在怎樣的關系?)板書在黑板上。
如果學生的基礎比較好,可以放給學生討論,讓學生利用桌面上的器材設計實驗,探究電流跟電壓、電流分別存在怎樣的關系。采取這種教學方法,要給學生留出足夠的時間,并對學生提出明確的要求,如要求畫出電路圖,設計出記錄數(shù)據(jù)的表格等。然后全班集中交流,可投出學生設計的電路圖和實驗記錄表格,讓學生結合圖表闡述實驗方法步驟,相互補充,完善實驗方案。
也可以讓學生自己閱讀教材,然后思考、回答教材提出的兩個問題。通過討論“為什么在電路中要接入一個滑動變阻器”,制定出具體的實驗方案:以定值電阻為研究對象,研究它的電流跟電壓的關系時,保持定值電阻R不變,用滑動變阻器改變定值電阻兩端的電壓,測出多組電壓和電流的對應數(shù)據(jù),通過分析數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)電流跟電壓的關系;研究電流跟電阻的關系時,要更換不同的定值電阻,通過調節(jié)滑動變阻器保持定值電阻兩端的電壓相等,測出電流,通過分析多組數(shù)據(jù),找出電流跟電阻的關系。
還可以通過師生雙邊活動,啟發(fā)引導學生設計實驗:
教師:要研究電流跟電壓、電阻分別存在怎樣的關系,可運用什么方法?
學生:控制變量法。
教師:請具體說明:每一步要控制什么量不變、改變什么量、怎樣改變?每一步需要測量哪些量、怎么測量?
學生通過討論,逐步弄清楚上述問題,也就把實驗方案設計出來了。
●進行實驗
為保證學生實驗能夠順利進行,實驗前可讓學生說說實驗注意事項,如:連接電路時要斷開開關,避免短路,要正確連接和使用滑動變阻器,正確連接電流表、電壓表,并選用合適的量程等。另外,為便于處理數(shù)據(jù),可使R兩端的電壓成整數(shù)倍地變化。
課本的表格中只列出了三次實驗,應向學生說明,僅從三次實驗就得出規(guī)律是不科學的,課堂上應盡可能讓學生多做幾次,小組間要進行交流,以培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。
在研究電流跟電壓的關系時,若用3節(jié)干電池作電源,可用5Ω的定值電阻,三次電壓分別為1V、2V、3V,這樣電流的變化范圍在0~0.6A,適合干電池的供電特性。若選用學生電源,三次電壓可分別為2V、4V、6V。
在研究電流跟電阻的關系時,若選用3節(jié)干電池作電源,定值電阻取5Ω、10Ω、15Ω,建議電壓保持3V,實驗中電流值將在0.6~0.2A之間。若選用學生電源,建議電壓取5~6V,電流在1.2A~0.4A為宜。
分析教材“表一”所收集的數(shù)據(jù),可得出結論:當電阻不變時,電流跟電壓成正比。
分析教材“表二”所收集的數(shù)據(jù),可得出結論:當電壓不變時,電流跟電阻成反比。
在物理學的定量研究中,經(jīng)常要判斷兩個量是否成“正比”或“反比”關系,但有些學生并不清楚正確的判斷方法,有的學生甚至錯誤地認為:“只要一個量隨另一個量的增大而增大(或減?。?,它們就是正比(或反比)關系?!比绻休^多學生對此存在模糊認識,要教給他們正確的判斷方法:如果兩個量每一組數(shù)據(jù)的“比值”一定,或者一個量變?yōu)樵瓉淼膸妆稌r,另一個量也變化同樣的倍數(shù),或者兩個量y和x的關系可以寫成y=kx(k為常數(shù))的形式,它們就是正比關系;如果兩個量每一組數(shù)據(jù)的“乘積”一定,或者一個量變?yōu)樵瓉淼膸妆稌r,另一個量變?yōu)樵瓉淼膸追种?,或者兩個量y和x的關系可以寫成y=(k為常數(shù))的形式,它們就是反比關系。
對于“歐姆定律”,不僅要讓學生記住其公式形式,知道電流、電壓、電阻之間存在數(shù)量關系,而且要讓學生理解其物理意義:歐姆定律揭示了“導體中的電流由導體兩端的電壓和導體的電阻決定”這樣一種制約關系,而不是一個單純的數(shù)學式子,更不能理解為導體的電阻由電壓和電流決定等。在利用歐姆定律解決具體問題時,提醒學生注意I、U、R是對同一段導體(或電路)而言的,不可張冠李戴,亂套公式。
向學生介紹歐姆的事跡,可以激發(fā)學生熱愛科學的情感,讓學生學習科學家刻苦鉆研、專心致志的優(yōu)良品質,使學生接受科學精神和科學思想的熏陶,進行情感態(tài)度價值觀方面的教育。
4.教學評價
課堂測評
1.德國物理學家歐姆經(jīng)過大量的實驗得出:導體中的跟成正比,跟成反比,這個規(guī)律叫做,表達式為,其中U、I、R的單位分別是、、。
2.用圖12-15所示的實驗電路圖“探究電流跟電壓、電阻的關系”,下列注意事項錯誤的是()
A.連接電路時,開關應該是斷開的
B.連接滑動變阻器時,滑片要滑到阻值最小的位置
C.連接電表時,必須使電流從“+”接線柱流入,從“-”接線柱流出
D.每次更換電阻后,要調節(jié)變阻器,使電壓表的示數(shù)相同
3.張穎在探究“電流跟電壓、電阻的關系”時,根據(jù)收集的數(shù)據(jù)畫出了如圖12-16所示的圖像,下列結論與圖像相符的是()
A.電流一定時,電阻跟電壓成正比
B.電壓一定時,電流跟電阻成反比
C.電阻一定時,電流跟電壓成正比
D.電阻一定時,電流跟電壓成反比
4.根據(jù)歐姆定律公式,可變形得到R=。對此,下列說法中正確的是()
A.導體電阻的大小跟導體兩端的電壓成正比
B.導體電阻的大小跟導體中的電流強度成反比
C.當導體兩端的電壓為零時,導體的電阻也為零
D.導體電阻的大小跟導體兩端的電壓和通過導體的電流無關
5.如圖12-17甲、乙所示,分別是王浩和張穎在“探究電流、電壓、電阻關系”時設計的電路。你認為哪種設計更合理?說明理由。
甲乙
圖12-17
6.為探究電流與電壓的關系,小紅將實物連接成如圖12-18甲所示的電路。
圖12-18
⑴請你指出圖12-18甲中連接的錯誤之處:
①____________________________________;
②____________________________________。
⑵圖12-18乙是實驗中電流表的某次示數(shù),則電流是________A。要使電路中的電流增大,根據(jù)你所畫的電路圖,滑動變阻器的滑片應向_______移動。
7.為了探究電流I跟電阻R的關系,小明進行了多次實驗。
⑴在第一次實驗中,小明把15Ω的電阻接入電路,調節(jié)滑動變阻器的阻值,使電壓表的示數(shù)為2.5V,讀取電流表示數(shù),請你在圖中連接第一次實驗所需的電路。
⑵第二次實驗時,小明將15Ω的電阻換成10Ω的電阻:a.閉合開關,電壓表的示數(shù)將;b.按照你連接的電路,你應該向移動滑動變阻器的滑片,并詳細敘述你接下來的操作過程:
。
8.小剛同學通過實驗,探究電流隨電阻變化的規(guī)律。得到的實驗數(shù)據(jù)如下表。
(l)實驗中加在導體兩端的電壓為________V。
(2)請在圖12-20所示的坐標系上畫出電流隨電阻變化的圖像。
(3)分析表中的數(shù)據(jù)或圖像,你能得出什么探究結論?
9.細心的小明發(fā)現(xiàn),實驗用的小燈泡上標有“2.5V0.3A”字樣,他請教老師,老師告訴他:“這是該燈泡正常工作時的電壓和電流值?!?br>
你能求這個小燈泡正常發(fā)光時燈絲的電阻是多大嗎?寫出你計算的過程。
10.有一只電阻,阻值為125Ω,最多可通過2A的電流,能否把它接在220V的電源上使用?
參考答案
1.電流導體兩端的電壓導體的電阻歐姆定律I=V、A、Ω
2.B3.C4.D
5.乙圖更合理。因為通過調節(jié)滑動變阻器,可以非常方便地改變定值電阻兩端的電壓,便于測量多組數(shù)據(jù),探究電流跟電壓的關系;探究電流跟電阻的關系時,更換電阻后,通過調節(jié)調節(jié)滑動變阻器,保持定值電阻兩端的電壓相等。
6.⑴①電流表的正負接線柱接反了②電壓表不是測量定值電阻兩端的電壓
⑵0.2A向右
7.⑴如圖12-21所示。
⑵a.減小b.左(使滑動變阻器接入電路的電阻變?。┯^察電壓表直到其示數(shù)為2.5V,讀取電流表的示數(shù)
8.(l)6(2)如圖12-22所示。(3)在電壓不變的條件下,電流跟電阻成反比。
9.R==≈8.33Ω
10.若接在220V的電源上,通過它的電流為:I===1.76A,
因為1.76A<2A,所以能接。
“自我評價與作業(yè)”指導
1.2000Ω2.0.25A
3.電阻為:R===15Ω。電壓增加時,電阻不變,此時電流為:I2===0.4A,應選用0~0.6A的量程。
4.該電阻兩端的電壓為U=IR=1A×5Ω=5V,超過電壓表的量程,所以不能測量。
5.電阻是導體本身的一種性質,其大小決定于導體的材料、長度和橫截面積,當導體兩端的電壓變化時,通過導體的電流隨之變化,但電壓與電流的比值(即電阻)是恒定不變的,不能理解為R與U成正比,R與I成反比。
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歐姆定律
[設計意圖]
歐姆定律是研究電路最重要的規(guī)律之一,也是是考重點考查的內容之一。課標對歐姆定律這部分的要求是:理解歐姆定律,會用電壓表和電流表測電阻。
分析近幾年的中考試卷發(fā)現(xiàn),中考中對學生的兩個方面的能力考察明顯增加。一個是對電路圖的識別,這個也是學生在初三涉及電學知識時候感到最頭疼的地方,教師要在平時的電學題目分析過程中慢慢的引導學生去正確的分析電路,所以在復習歐姆定律時候也不要忽視這一點;二是對歐姆定律的計算方面有所加強,并且出現(xiàn)了許多不同類型的題目,針對這一點,復習過程中要讓學生熟悉各種類型的題目,了解各種類型題目的解題思路。
[復習目標]
1、電路中的電流、導體兩端的電壓或導體的電阻的關系。判斷當導體兩端的電壓或通過導體中的電流改變時,導體電阻是否變化。
2、應用歐姆定律,結合串、并聯(lián)電路中電流、電壓、電阻的特點,解決一些綜合性問題。如:
⑴計算電路中的電流、電壓、電阻的大小
⑵利用歐姆定律推導出的串聯(lián)分壓,并聯(lián)分流來求電路中的比值大小問題;
⑶分析當電路組成發(fā)生變化時,電流表、電壓表示數(shù)的變化,或計算電流表、電壓表示數(shù)變化范圍;計算在不損壞電表的情況下,滑動變阻器連入電路的阻值范圍等。
3、實驗能力:
⑴應用控制變量法,探究電流與電壓、電阻的關系,分析實驗數(shù)據(jù),歸納得出得出結論;
⑵用電壓表和電流表測電阻,會設計實驗方案,記錄實驗數(shù)據(jù),完成實驗報告,根據(jù)要求選擇合適的器材等;
⑶分析實驗過程中發(fā)生電路故障的原因;
[復習重點和難點]
重點:1、電流與電壓、電阻的關系;
2、利用歐姆定律的簡單的計算;
3、歐姆定律的應用,包括伏安法測電阻;串、并聯(lián)的分壓分流問題;動態(tài)電路的取值問題;電路故障的原因問題。
難點:歐姆定律的應用
一、選擇題(選擇一個正確答案,共15題,每題2分,計30分)
1.根據(jù)歐姆定律可以得到R=U/I,由此下列判斷正確的是()
A.導體的電阻跟加在它兩端的電壓成正比,電壓為零時電阻就等于零
B.導體的電阻跟通過它的電流成反比,沒有電流通過時就沒有電阻
C.導體的電阻等于加在它兩端電壓跟通過它的電流的比值
D.以上說法都不正確
2.某同學在探究“電流跟電壓、電阻的關系”時,根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)畫出了如圖1所示的一個圖像,下列結論與圖像相符的是()
A.電阻一定時,電流隨著電壓的增大而增大B.電阻一定時,電壓隨著電流的增大而增大
C.電壓一定時,電流隨著電阻的增大而減小D.電壓一定時,電阻隨著電流的增大而減小
3.如圖2示,AB和BC是由同種材料制成的長度相同、橫截面積不同的兩段導體,串聯(lián)后連入電路中,比較這兩段導體兩端的電壓及通過它們的電流的大小,有()
A.UABUBC,IABIBCB.UABUBC,IAB=IBC
C.UABUBC,IAB=IBCD.UAB=UBC,IABIBC
4.如圖3示電路,當滑片P向左滑動時,電表讀數(shù)的變化是()
A.電壓表讀數(shù)增大電流表讀數(shù)增大B.電壓表讀數(shù)減小電流表讀數(shù)增大
C.電壓表讀數(shù)不變電流表讀數(shù)不變D.電壓表讀數(shù)增大電流表讀數(shù)不變
5.如圖4所示,閉合開關S后,將滑動變阻器的滑片P向右移動的過程中,下列關于電路中兩只電表的示數(shù)變化情況分析正確的是()
A.電流表示數(shù)增大、電壓表示數(shù)減小B.電流表示數(shù)減小、電壓表示數(shù)增大
C.電流表和電壓表示數(shù)都增大D.電流表和電壓表示數(shù)都減小
圖1圖2圖3圖4
6.在“伏安法測電阻”的實驗中,滑動變阻器不能起到的作用是:()
A.改變電路中的電流;B.改變被測電阻兩端的電壓;
C.改變被測電阻的阻值;D.保護電路.
7.兩個相同的電阻串聯(lián)起來,總電阻為12歐,若接在某電源上,電路中電流為I1。若則將它們并聯(lián)起來,接在相同電源上,干路上電流為I2,則I1與I2之比為():
A、1:1B.1:2C.4:1D.1:4
8.兩根粗細和長短都相同的銅導線和鎳鉻合線串聯(lián)起來接入電路中,則():圖5
A、通過銅導線的電流大,電壓也大;
B、通過兩導線的電流一樣大,鎳鉻合線兩端的電壓大;
C、通過兩導線的電流一樣大,銅導線兩端的電壓大;
D、通過鎳導線的電流大,但鎳鉻合金線兩端的電壓小
9.如圖5所示,當滑動變阻器的滑片由左向右滑動時,安培表和伏特表的示數(shù)變化情況是()
A、電流表示數(shù)不變,電壓表示數(shù)變小B、電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)不變
C、電流表示數(shù)不變,電壓表示數(shù)變大D、電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)不變
10.已知導體的電阻跟導體的長度成正比,跟導體的橫截面積成反比,在如圖6—甲所示的電路中,ab為粗細均勻長為L的電阻絲,滑片P與ab接觸良好的并可自由滑動,R0為定值電阻.若以電壓表示數(shù)U為縱坐標,P離a點的距離x為橫坐標,當閉合開關S后,U隨x變化的圖線應為圖14--乙中的(電源電壓不變)()
圖6--甲A.B.乙C.D.
11.如7圖所示,燈泡L1標有“3V、0.3A”的字樣,燈泡L2的電阻為8.33Ω,電源電壓為6V。當S1閉合,S2斷開,滑片P滑至中點C時,燈L1正常發(fā)光,正確的說法是:()
A.通過L1的電流和通過RAC的電流都是0.3AB.燈泡L2兩端的電壓也是3伏
C.滑動變阻器AC兩端,此時的電壓是3伏D.燈泡L1的電阻10歐
12.如圖8滑動變阻器的電阻為200Ω,R2的電阻為50Ω,電源電壓為10V保持不變,當滑動變阻器的滑片從a滑到b時,電壓表的讀數(shù)變化范圍是:()
A、2V~0;B、10V~0V;
C、10V~2V;D、5V~1V。
13.如圖9所示,電源電壓不變,當滑動變阻器接入電路部分電阻為R/,定值電阻R1兩端的電壓為U;調節(jié)P的位置,使定值電阻兩端的電壓變?yōu)閁/2,滑動變阻器接入電路的電阻為()
A、2R/B、R/C、2R1+R/D、R1+2R/
圖7圖8圖9圖10
14.如圖10所示的電路中,電源電壓不變,閉合開關S,電路正常工作,過了一會兒,兩電表的示數(shù)都變大,則該電路中出現(xiàn)的故障可能是()
A、燈泡L開路;B、燈泡L短路;C、電阻R開路;D、電阻R短路
15.如圖11所示,電源電壓保持不變,當開關S閉合,滑動變阻器的滑片P向右滑動時,電壓表()
A.V1示數(shù)增大,V2的示數(shù)增大B.V1示數(shù)減小,V2的示數(shù)增大
C.V1示數(shù)減小,V2的示數(shù)減小D.V1示數(shù)增大,V2的示數(shù)減小
二、填空題
16.在圖12所示的電路中,電源電壓保持不變。當電鍵S由斷開到閉合時,電流表的示數(shù)將_____,電壓表與電流表示數(shù)的比值將______。(均選填“變大”、“不變”或“變小”)圖11
17.如圖18所示,電源電壓不變,當滑動變阻器滑片P向右移動時,電壓表V的示數(shù)變(“大”或“小”或“不變”),電流表A1的示數(shù)變(“大”、“不變”或“小”),A2的示數(shù)變(“大”或“小”)。
圖12圖13圖14圖15
18.在某一溫度下,兩個電路元件A和B中的電流與其兩端電壓的關系如圖14所示。則由圖可知,元件A的電阻為____Ω;將A和B并聯(lián)后接在電壓為2.5V的電源兩端,則通過A和B的總電流是___A。
19.如圖15所示,電源電壓為6V,R2=30Ω,R1為0~120Ω的變阻器,求S閉合后,P從中點向左端滑動時,電流表示數(shù)的變化范圍為.
20.若導體兩端電壓為6V時,通過它的電流強度是0.1A,若兩端電壓為零,則該導體的電阻為________Ω
21.在修理電子玩具時,需要用一個75Ω的電阻,現(xiàn)手邊有阻值為300Ω、100Ω、60Ω、40Ω、35Ω及15Ω的電阻各一個,他可以選擇其中Ω和Ω兩個電阻聯(lián)來獲得。
22.一個電鈴正常工作時的電流為0.5安,電阻為9歐姆,現(xiàn)把它接入電壓為10伏的電路中,為使電鈴能正常工作,應____聯(lián)一個阻值為______歐的電阻。
23.如圖16,一根阻值為R=27Ω的粗細均勻的電阻線彎成一個圓,A、B、C是三等分點,若將AB接在5.4V的電源上,求整個電路中的電流A。
圖16圖17
23.如圖17,當滑動變阻器滑片P在某一位置時,R/、R2兩端的電壓分別為U1、U2,當滑片P在另一個位置時,R/、R2兩端的電壓分別為U1/、U2/,U1=┃U1-U1/┃,△U2=┃U2-U2/┃,則△U1△U2(填“>”“=”“<”)
三、作圖與簡答題
24.如圖18,已知黑箱中有兩個阻值均為R的電阻,
RBD=0,RCD=3Ω,RAC=3Ω,RAB=6Ω,請畫出
框內電路,并標出R的值。
25.某中學初三年級課外興趣小組做“測定小燈泡的電阻”實驗(小燈泡標有“2.5伏”字樣),在實驗過程中得到了如下表所示的一組U和I的數(shù)據(jù):
實驗次序123456
燈泡兩端的電壓U(伏)0.51.01.52.02.53.0
通過燈泡的電流I(安)0.180.220.260.300.320.34
燈泡發(fā)光情況微亮→逐漸變亮
分析比較表格中的數(shù)據(jù)可以看出,在燈絲中電流逐漸增大的過程中,燈絲的電阻如何變化?為什么會發(fā)生變化?
四、實驗與探究題
26.用如圖19所示的電路研究導體中的電流跟導體電阻的關系,他先后將5Ω、15Ω和25Ω的定值電阻接入電路A、B兩點間,閉合開關S,讀出電流表示數(shù)(如下表)。由實驗數(shù)據(jù)可以看出電流I與電阻R并不成反比。
圖19
(1)該實驗中選錯了什么器材?請你說出應換用的器材:
(2)為保證實驗正確進行,還需要什么儀器?
27.如圖20所示為用伏安法測電阻的電路圖,電路中電流約為0.4A,待測電阻為10Ω。
圖20
(1)如圖20,用筆畫線做導線,將題中實物圖按電路圖連線,開關在閉合前,圖中的滑動變阻器的滑片應位于變阻器的_________端(填a或b)。
(2)電壓表應選__________的量程,電流表應選__________量程。
(3)小名同學閉合開關,調節(jié)變阻器的滑片到某位置時,電壓表和電流表的指示如圖21所示,則電壓表的讀數(shù)是V,電流表的讀數(shù)是A,被測電阻Rx的阻值是Ω.
(4)全班為小名同學首先獲得測量結果而高興。小名準備整理實驗器材結束實驗.你認為他的實驗真的結束了嗎?為了得到更可靠的結果,你認為接下去他的具體操作應是
①;
②你提出這個建議的目的是:。
(5)某次實驗過程中發(fā)現(xiàn):閉合開關前電流表的示數(shù)為0,電壓表的示數(shù)為6V,閉合開關后電流表指針向左偏轉,電壓表的示數(shù)仍為6V,其原因是:_________________________和_________________________________________。
(6)若實驗中所用器材良好,但某同學在實驗中發(fā)現(xiàn)電流表的指針幾乎不動,而電壓表的示數(shù)較大,則電路中發(fā)生故障的原因是______________________________________________
(7)若將待測電阻換成小燈泡,實驗中測量電流、電壓值后,通過計算得出三次小燈泡的電阻不相等,你認為可能的原因是
五、計算題
28.如圖22所示,電源電壓不變。在滑動變阻器的滑片P移動的過程中,電壓表的示數(shù)變化范圍是0~5V,電流表示數(shù)相應的變化范圍是1.5A~1.0A,求:
(1)R2的阻值;(2)電池的電壓是多少伏?
圖22
29.如圖23-甲所示電路,滑動變阻器的最大阻值為R1=40Ω,電源電壓及燈L的電阻保持不變。當滑片滑到b端時,將S1、S2均閉合,電流表A1、A2的示數(shù)分別為如圖23乙、丙所示;當S1、S2均斷開且滑片P置于變阻器的中點時,電流表A1的示數(shù)為0.4A,
求:(1)電源的電壓;
(2)R2的電阻;
(3)燈L的電阻。
電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~15V,電阻R0=30Ω,電路兩端電壓U不變,且U=24V,求在不超過電表量程的情況下,滑動變阻器連入電路的電阻的變化范圍。
歐姆定律
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第十四章歐姆定律
知識梳理:
1.電阻
A.物理意義
電阻是表示導體對電流阻礙作用大小的物理量.電阻用字母R表示,電路元件符號是
B.單位
在國際單位制中,電阻的基本單位是歐姆,簡稱歐,符號為Ω,此外,還有兆歐(MΩ)、千歐(k0).1MΩ=10kΩ1kΩ=103Ω
C.影響金屬導體電阻大小的因素
導體的電阻是導體本身的一種性質,它的大小跟導體的材料、長度、橫截面積、溫度有關.多數(shù)金屬的電阻隨溫度的升高而增大.
D.物質的導電性
根據(jù)物體導電性能的強弱,可把物體分為四類,導體、絕緣體、半導體和超導體.
a.導體
容易導電的物體叫做導體,如:金屬、人體、大地、碳棒、石墨、含有雜質的水以及酸、堿、鹽的水溶液等.
導體容易導電是因為導體內部存在著大量的自由電荷.金屬導體中的自由電荷就是自由電子,酸、堿、鹽水溶液中的自由電荷是正、負離子.
b.絕緣體
不容易導電的物體叫做絕緣體,如:油、油漆、玻璃、橡膠、陶瓷、尼龍、絲綢、毛皮、純凈的水以及干燥的木材、竹桿、紙張和空氣等.
絕緣體不容易導電是因為絕緣體內部的自由電荷極少,它內部的電荷幾乎都束縛在原子或分子的范圍內,不能自由移動.
說明:
i.好的導體和絕緣體都是重要的電工材料.
Ii.導體和絕緣體之間并沒有絕對的界限,在一定的條件下,兩者可以互相轉化,如空氣在高壓下、玻璃在高溫下、木棒在潮濕時都能導電.
C.半導體
導電性能介于導體和絕緣體之間的一類物質,叫做半導體.如:鍺、硅、碲等元素以及大多數(shù)金屬的氧化物和硫化物等.
半導體具有光敏性、熱敏性、壓敏性等獨特的性能,在電子技術和無線電技術中有著廣泛的應用.
d.超導體
電阻為零的導體叫做超導體.超導體具有廣闊的應用前景.
e.變阻器
i.滑動變阻器
滑動變阻器是通過改變接入電路中電阻線的長度來改變電阻的,它的銘牌上標有最大電阻值和允許通過的最大電流值,它的正確接法是“一上一下”,在閉合開關前應將滑片滑到阻值最大的位置,它的電路元件符號是
說明:若同時將滑動變阻器上邊的兩個接線柱接人了電路,則它的作用相當于一根導線;若同時將滑動變阻器下邊的兩個接線柱接人了電路,則它的作用相當于一個定值電阻.
ii.電阻箱
電阻箱是通過換用不同阻值的電阻串聯(lián)接入電路來改變電阻的,與滑動變阻器相比,它不能連續(xù)地改變接入電路的電阻,但能知道接入電路電阻值的大小,它的電路元件符號是
iil.電位器
2.歐姆定律
A內容
一段導體中的電流,跟這段導體兩端的電壓成正比,跟這段導體的電阻成反比.這個規(guī)律叫做歐姆定律.
B.公式
公式中I、U、R的單位分別為A、V、Ω。1A=1V/Ω
說明:
i.該定律只適用于純電阻性電路(即電能全部轉化為內能的電路,如金屬導電和電解液導電),不適用于包含電源的電路和含有非線性元件的電路(如半導體導電).
ii.該公式中的三個物理量必須對應著同一狀態(tài)下的同一段電路.
iii.由j=昔變形得到的公式R一旱,提供了測量和計算電阻大小的一種方法,并不表示R是由U、I決定的.
C.推導式
對于某一定值電阻R=△U/△I,即某一定值電阻的大小,等于某一過程中加在它兩端電壓的變化值與通過它的電流變化值的比值.
3.串、并聯(lián)電路的特點
如果一個電阻與幾個電阻連接起來的效果相同,即在相同電壓作用下通過的電流相同。那么這個電阻就叫做那幾個連接電阻的總電阻(等效電阻).
電路電流電壓電阻電學量分配
串聯(lián)I1=I2=…=InU=U1+U2+…+UnR=R1+R2+…+Rn
并聯(lián)I=I1+I2+…+InU=U1=U2=…=Un
推論;
i.串聯(lián)電路的總電阻大于任何一個串聯(lián)導體的電阻;并聯(lián)電路的總電阻小于任何一個并聯(lián)導體的電阻.
ii.幾個電阻不論是串聯(lián)、并聯(lián)還是混聯(lián),若其中一個電阻增大,則總電阻也增大;反之亦然.
典例剖析
1.(北京課改區(qū)中考)如圖所示是某種光電計數(shù)器的原理示意圖.其中R1的電阻值隨著光照亮度的增大而減小.R2為定值電阻.工件隨傳送帶運動,使光源的光線間歇地照射R,,A、B兩點間的信號處理系統(tǒng)每獲得高電壓時計數(shù)一次.下列說法正確的是()
A.光線照射R1時,信號處理系統(tǒng)計數(shù)
B.光線照射R1時,信號處理系統(tǒng)不計數(shù)
C.工件擋住光線,使R1兩端的電壓變小
D.工件擋住光線,使R1兩端的電壓變大
2.(上海浦東新區(qū)中考)在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,閉合電鍵S后,小燈發(fā)光較暗.過了一會兒,小燈亮度明顯變亮,而電壓表與電流表示數(shù)的比值不變,則下列判斷中正確的是()
A.電阻R斷路,電流表示數(shù)交小
B.電阻R短路,電壓表示數(shù)變小
C.電阻R斷路,電流表示數(shù)變大
D.電阻R短路,電壓表示數(shù)交大
3.(上海初賽)利用伏安法測量電阻時,由于使用的不是理想電表,造成測量結果有誤差.某同學采用如圖所示電路,能較準確測出Rx的阻值,已知A、B兩點之間電壓U保持不變.當S接通a時,電壓表示數(shù)為10V,電流表示數(shù)為0.20A,當S接通b時,電壓表示數(shù)為l2V,電流表示數(shù)為0.15A,則待測電阻Rx的阻值為()
A.60ΩB.65ΩC.70ΩD.75Ω
4.實驗室里可以用歐姆表來直接測量電阻.如圖虛線框內是歐姆表的簡化結構圖,它由靈敏的電流表、電源、變阻器等組成.在a、b間接人一個電阻R,電路中就有一個對應電流I,即電阻R與電流表的讀數(shù)I有一一對應關系.所以,由電流表的指針位置可以知道電阻R大?。疄榱朔奖?,事先在電流表的刻度盤上標出了電阻的歐姆值.歐姆表在測量電阻前都需要調零,即把a、b兩接線柱短接,調節(jié)變阻器的滑片位置,使電流表滿偏(指在最大刻度處).若某歐姆表的刻度值是按電源電壓為1.5伏來刻度的,滿偏電流為10毫安.在使用一段時間后,發(fā)現(xiàn)電源電壓降為1.2伏,用這個歐姆表測得某電阻為350歐,則這個電阻的實際值為(不考慮電源本身的電阻)()
A.280歐B.350歐C.250歐D.400歐
5.(上海初賽)某電壓表量程為o~3V,如給該電壓表串聯(lián)一個電阻Rl,則電路兩端充許的最大電壓為5V,如給該電壓表串聯(lián)一個電阻R2,則電路兩端允許的最大電壓為6v.現(xiàn)將電阻R1和R2并聯(lián)后再與該電壓表串聯(lián),如圖所示,則此時電路兩端允許的最大電壓U為()
A.3.5VB.4.0VC.4.2VD.4.5V
6.(山西中考)如圖所示,電源電壓保持不變,R3=2R2,當閉合Sl、斷開S2時,R1兩端的電壓為10V;當斷開S1、閉合S2時,R1兩端的電壓為8V,則Rl:R3為()
A.4:5B.3:2C.3:1D.5:4
7.(上海初賽)在圖示電路中,電源電壓保持不變,此時電流表的示數(shù)為I1,現(xiàn)將電阻R1與R2對換后,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)不變,如將R1與R3對換,發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)為I2,且I1:I2=3:2,則可判斷R1:R2:R3為()
A.1:1:2B.2:2:1
C.1;2:1D.2:1:2
8.(北京西城區(qū)中考)如圖所示,電源電壓U一定.開關S閉合,滑動變阻器R3的滑片P在a端時,電壓表的示數(shù)是3V;變阻器R的滑片P在b端時,電壓表的示數(shù)是9V;當變阻器扁接入電路的電阻為其最大阻值的一半時,電壓表的示數(shù)是v.
9.(連云港中考)一次實驗中,郝奇同學連接了如圖所示的電路,電源電壓為6V且保持不變,電阻R1為8Ω,滑動變阻器R2的最大阻值為10Ω他所選用的電壓表量程為0~3V,電流表量程為o~06A為了保證電路安全,實驗中滑動變阻器接入電路的阻值范圍是()
A.0~20B.O~8ΩC.2~80D.8~10Ω
10.(北京西城區(qū)中考)將兩只不同阻值的電阻R1、R2連成如圖(a)所示的電路,當閉合電鍵S后,A表示數(shù)為0.5A,現(xiàn)將圖(a)中的電阻改接成如圖(b)所示的電路,則閉合電鍵S后A表中的示數(shù)()
A.一定大于2A
B.一定小于0.5A
C.一定大于0.5A,但小于lA
D.一定大于1A,但小于2A
11.(武漢中考)如圖所示的電路是探究改變電路中電流大小的電路,滑動變阻器的最大阻值R=20Ω,電源電壓U保持不變,R0為定值電阻,當滑片位于最左端時,電流表的示數(shù)為0.3A,則把變阻器的滑片向右移動到C點(RBC=R/5)時,通過R0的電流大小可能是()
A.0.28AB.0.33A
C.0.39AD.0.41A
12.(北京海淀區(qū)中考)下圖是小李探究電路變化的實驗電路,其中R1、R2為定值電阻,R0為滑動變阻器,Rmax為滑動變阻器的最大阻值,電源兩極間電壓不變.已知R1R2Rmax,當開關S閉合、滑片P置于某一位置時,R1、R2、R0兩端的電壓分別為U1`、U2`、U0`.若,,,則()
13.(鎮(zhèn)江中考)圖中的圓環(huán)是一根用粗細均勻的電阻絲制成的,A、B、C、D是圓環(huán)的四個等分點,當滑動頭P由A經(jīng)B滑至C的過程中,安培表的讀數(shù)將()
A.不變B.逐漸變小C先變小后變大D.先變大后變小
14.(上海初賽)在如圖所示的暗盒中裝有三個阻值相等的電阻,暗盒有l(wèi)、2、3、4四接線柱.在接線柱l、2之間接一個電流表A,在接線柱3、4之間接一個電流表A2.現(xiàn)將電壓恒定的某電源接在接線柱1、4之間,電流表Al、A2的讀數(shù)正好相等;如將該電源改接在接線柱2、3之間,電流表A1、A2的讀數(shù)仍然相等;如將該電源改接在接線柱l、3之間,電流表Al讀數(shù)是A2讀數(shù)的2倍.那么當該電源接在接線柱2、4之間時,電流表A1的讀數(shù)與電流表A2讀數(shù)之比為()
A.1:1B.1:2C.2:1D.1:3
15.如圖所示的電路中,R為滑動變阻器,R1、R2為定值電阻,且R1R2,E為電壓恒定的電源,當滑動變阻器的滑動片滑動時,流過R、Rl、R2的電流將發(fā)生變化,電流變化值的大小分別用△I、△I1、△I2如表示,則()
A.當滑動片向右滑動時,有△Il△I△I2
B.當滑動片向左滑動時,有△I△I1△I2
C.無論滑動片向左還是向右滑動,總有△I=△Il=△I2.
D.無論滑動片向左還是向右滑動,總有△I△I2△I1
16.(上海初賽)在如圖所示的電路中,電源電壓不變,電流表、電壓表都是理想電表,當滑動變阻器R`的滑片P從a端移到b端的過程中()
A.V表示數(shù)先減小后增大,A表示數(shù)增大
B.V表示數(shù)先增大后減小,A表示數(shù)減小
C.V表示數(shù)先減小后增大,A表示數(shù)先增大后減小
D.V表示數(shù)先增大后減小,A表示數(shù)先減小后增大
17.(武漢中考)如圖所示的電路中,除了有一根導線是斷的,其余的器材完好無損,RLl=10Ω,RL2=5Ω,電源由兩節(jié)新蓄電池組成(共4V).為了查出這根斷了的導線,小剛同學采取了下列方法:將電表的正接線柱與電源的正極口相連,再將電表的負接線柱分別與Ll的b接線柱和L2的c接線柱相連,通過觀察電表的示數(shù)判斷出了這根導線.
(1)在上述操作前,小剛所選用的電表應是下列的哪一種?.(填“甲”、“乙”或“丙”)甲:量程為3V的電壓表;乙:量程為l5V的電壓表;丙;量程為0.6A的電流表.
(2)選用正確的電表后,當電表接口、b兩點時,如果電表有示數(shù),則導線一定是斷的;如果電表沒有示數(shù),則說明導線可能是斷的.當電表接a、c兩點時,如果電表有示數(shù),則導線未斷,此時電表的示數(shù)是.
18.(上海初賽、北京課改區(qū)中考)圖甲所示的電路中,R1為滑動變阻器,R0、R2均為定值電阻,電源兩端電壓保持不變.改變滑動變阻器R1的滑片位置,兩電壓表的示數(shù)隨電流變化的圖線分別畫在圖乙所示的坐標系中.根據(jù)以上條件可知電阻R0的阻值
為Ω.
19.(重慶中考)在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,閉合開關S后,當滑片P向左移動時,電流表示數(shù)將——(填“增大”、“減小”或“不變”).當滑片P在滑動變阻器的a、c兩個端點位置時,電壓表示數(shù)分別為0V和4V;則當滑片P在滑動變阻器最大值的一半位置b時,電壓表示數(shù)2V(填“大于”、“小于”或“等于”).
U|VO12345
I/(×10-3A)02080180320500
20.(蘇州中考)為了研究由特殊材料制成的某導體元件L的電學特性,小明和小華通過實驗,測得通過該元件的電流f與加在它兩端電壓U的實驗數(shù)據(jù)如下表所示:
觀察表中的實驗數(shù)據(jù),小明、小華對l與U間的關系提出以下猜想:
猜想甲:通過導體元件L的電流可能與加在它兩端電壓成正比;
猜想乙;通過導體元件L的電流可能與加在它兩端電壓的平方成正比;
猜想丙:加在導體元件L兩端電壓可能與通過它的電流的平方成正比.
經(jīng)分析與論證,你認為表中的實驗數(shù)據(jù)支持上述哪種猜想?答:.
通過導體元件L的電流I與加在它兩端電壓U之間的關系式應是:I=.
21.圖①為一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變,且對溫度很敏感)的U-I關系曲線圖.
(1)為了通過測量得到圖①所示FU關系的完整曲線,在圖②甲和圖②乙兩個電路中,應選擇的是圖.簡要說明理由.(電源電壓恒定不變?yōu)?V,滑動變阻器的阻值為0~100Ω)
(2)圖②丙電路中,電源電壓恒為9V,電流表讀數(shù)為70mA,定值電阻Rl=250Ω,由熱敏電阻U-I關系曲線可知,熱敏電阻兩端的電壓為V;電阻R2的阻值為Ω.
(3)舉出一個熱敏電阻應用的例子.
22.(蘇州中考)現(xiàn)有三個定值電阻R1、R2和R3(已知電阻值R1=R2=2R3),導線若干,它們分別與圖示虛線框中標有A、B、C、D的有關接線柱相連接.用一個供電電壓為U且懶變的電源接在A、B、C、D中的有關接線柱上進行測試,結果發(fā)現(xiàn):
(1)當電源接在A、C間時,電流表的A2示數(shù)是A1示數(shù)的1.5倍.
(2)當電源接在B、D間時,電流表Al的示數(shù)是A2示數(shù)的2倍.
根據(jù)上述測試結果,畫出虛線框內有關接線柱間電阻或導線的連接情況并標明R1、R2、R3.
23.(南通中考)如圖所示.電源電壓6V,Ro為保護電阻,AB為長20cm、阻值為50Ω的均勻電阻絲.0P為質量、電阻均不計的金屬細桿,下端連接一個重為2N的球P.閉合開關s,無風時,0P下垂并與電阻絲的B端接觸;有風時,球P受力的作用,使金屬細桿oP繞懸掛點0偏轉,當偏轉到電阻絲的A端時,電流表示數(shù)為0.6A,已知懸掛點0與電阻絲B端的距離為10cm,金屬細桿0P始終與電阻絲AB接觸良好且無摩擦,求:
(1)R0的阻值.
(2)無風時電流表示數(shù).
3)在風力作用下,當金屬桿OP在圖示位置靜止時,作出F風的力臂,并求出該力的大小。
24.(哈爾濱中考)如圖①是某同學設計的一個能夠測定油箱內油面高度的裝置,油量表是由學生用電流表改裝而成,滑動變阻器R的金屬滑片P是杠桿的一端,當P在a端時電路中的電流為0.6A,表示油箱已滿;P在b端時電路中的電流為0.1A,表示油箱內無油.
(1)在改裝表盤時,當他選擇的滑動變阻器最大值為50Ω,他應選擇的電源電壓值和R`的阻值是多少?
(2)若油箱的容積為50L,請你按該同學的改裝,在電流表表盤圖②上標出油量值為O、40L、50L的刻度位置(滑動變阻器接入的阻值隨浮標升降均勻變化;確定40L的位置時要求有運算過程).
(3)你認為他在設計該裝置的電路時,在選擇器材的過程中應考慮什么問題?并說明理由.
25.(玉林中考)如圖所示,由阻值均勻、長度為8cm的電阻絲ab和滑動觸頭P組成的理想滑動變阻器的總電阻Rab=8Ω.安培表的最大量程是2A,電源的電壓是3v.試求:
(1)當滑動觸頭P在圖示3cm的位置時,安培表和伏特表的示數(shù)各是多少?
(2)為了不使安培表被燒壞,求允許滑動觸頭P向左右滑動的最大范圍?(計算得出結果后,答時要求說明位置是在多少厘米與多少厘米之間)
26.(全國初賽)甲、乙兩處距離為L,其間鋪設了由兩根導線組成的電話線,每單位長度導線的電阻為r(r的單位為Ω/m),乙處終端接有負載電阻.如果線路中途某處兩導線因絕緣層損壞而相聯(lián),為了找出相聯(lián)位置,給你一臺電壓為U的直流穩(wěn)壓電源和一個量程合適的電流表,怎樣求出損壞處離甲端的距離和損壞處的接觸電阻?
壓力F/NO50100150200250300…
電阻R/Ω300270240210180150120…
27.(湛江中考、全國初賽)有一種測量人的體重和身高的電子秤,其測體重部分的原理圖如圖中的虛線框所示,它主要由三部分構成:踏板和壓力杠桿AB0,壓力傳感器R(電阻值會隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻),顯示體重大小的儀表A(實質是電流表).其中A0:B0一5:1,壓力傳感器R表面能承受的最大壓強為2×106Pa,且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關系如下表所示:
設踏板和杠桿組件的質量可以忽略不計,接通電源后,壓力傳感器兩端的電壓恒為4.68V,取g=10N/kg.請回答:
(1)該秤零起點(即踏板空載時)的刻度線應標在電流表刻度盤多少毫安處?
(2)如果某人站在該秤踏板上,電流表刻度盤的示數(shù)為20mA,這個人的體重是多少?
(3)若壓桿與壓力傳感器之間的接觸面積是2cm2,則該秤的最大稱量值是多少?
28.(揚州中考)某物理興趣小組為了自制一臺電子秤,進行了下列探究活動:
①研究彈簧的特性.他們做了如圖甲所示的實驗,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了彈簧伸長缸與拉力F的關系圖像如圖乙所示.
“歐姆定律”,
學生們有一個生動有趣的課堂,離不開老師辛苦準備的教案,大家在認真寫教案課件了。將教案課件的工作計劃制定好,就可以在接下來的工作有一個明確目標!適合教案課件的范文有多少呢?請您閱讀小編輯為您編輯整理的《“歐姆定律”,》,歡迎閱讀,希望您能夠喜歡并分享!
教材分析
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,是本章的重點。本次課的邏輯性、理論性很強,重點是學生要通過自己的實驗得出歐姆定律,最關鍵的是兩個方面:一個是實驗方法,另一個就是歐姆定律。歐姆定律的含義主要是學生在實驗的過程中逐漸理解,而且定律的形式很簡單,所以是重點而不是難點。學生對實驗方法的掌握既是重點也是難點,這個實驗難度比較大,主要在實驗的設計、數(shù)據(jù)的記錄以及數(shù)據(jù)的分析方面。由于實驗的難度比較大,學生出現(xiàn)錯誤的可能性也比較大,所以實驗的評估和交流也比較重要。這些方面都需要教師的引導和協(xié)助,所以這次課采用啟發(fā)式綜合教學法。
教學目標
知識與技能
①使學生會同時使用電壓表和電流表測量一段導體兩端的電壓和其中的電流。
②通過實驗認識電流、電壓和電阻的關系。
③會觀察、收集實驗中的數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進行分析。
過程與方法
①根據(jù)已有的知識猜測未知的知識。
②經(jīng)歷歐姆定律的發(fā)現(xiàn)過程并掌握實驗的思路、方法。
③能對自己的實驗結果進行評估,找到成功和失敗的原因。
情感、態(tài)度與價值觀
①讓學生用聯(lián)系的觀點看待周圍的事物并能設計實驗方案證實自己的猜測。
②培養(yǎng)學生大膽猜想,小心求證,形成嚴謹?shù)目茖W精神。
重點與難點
重點:掌握實驗方法;理解歐姆定律。
難點:設計實驗過程;實驗數(shù)據(jù)的分析;實驗結果的評估。
教學方法
啟發(fā)式綜合教學法。
教學準備
教具:投影儀、投影片。
學具:電源、開關、導線、定值電阻(5Ω、10Ω)、滑動變阻器、電壓表和電流表。
板書設計
已學的電學物理量:電流I、電壓U、電阻R。
猜測三者之間的關系:I=UR、I=U/R、I=U-R、……
實驗所需器材:電源、開關、導線、電阻、電流表、電壓表、滑動變阻器。
實驗電路圖:見圖-10
記錄表格:
結論:(歐姆定律)
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教師活動
學生活動
說明
復習提問
①我們學過的電學部分的物理量有哪些?
②他們之間有聯(lián)系嗎?
③一段導體兩端的電壓越高,通過它的電流如何變化?當導體的電阻越大,通過它的電流如何變化?
學生以舉手的形式回答問題,并將自己的想法寫在學案上。
這部分問題學生以前已經(jīng)有了感性的認識,大部分學生回答得很正確,即使有少數(shù)同學回答錯誤也沒有關系,學生之間會進行糾正。
導入新課
提問:電壓增大,電流也隨著增大,但是你知道電流增大了多少嗎?
讓學生猜測電流I、電壓U、電阻R之間的關系式。
學生大膽猜想。
不論對錯,教師都應認真對待,但應該注意:猜想不是瞎猜、亂猜,不是公式越多越好,應該引導學生在原有知識的基礎上有根據(jù),符合邏輯進行猜想。同時可將所有學生的猜想寫在黑板上,這對其他的同學有啟發(fā)作用。
進行新課
一、設計實驗
讓學生闡述自己進行實驗的初步構想。
①器材。
②電路。
③操作。
對學生的實驗方法提出異議,促使學生思索實驗的改進。
鎖定實驗方案,板書合理的器材選擇、電路圖、數(shù)據(jù)記錄方法、操作過程。
學生按照學案的過程,補充實驗器材,畫電路圖,并且簡單陳述自己的實驗操作過程。
學生根據(jù)老師提出的異議,討論實驗的改進方案,并修正器材、電路圖、操作方法。
設計實驗部分是一個難點,教師要進行引導,不要輕易否定學生的想法,在設計過程中教師可以提出啟發(fā)性的問題,讓學生自我發(fā)現(xiàn)問題。
二、進行實驗
教師巡視指導,幫助困難學生。
學生以小組為單位進行實驗。
實驗數(shù)據(jù)之間的關系非常明顯,要讓學生從分析數(shù)據(jù)的過程中感受歐姆定律發(fā)現(xiàn)的邏輯過程,傳授學生控制變量法。
三、分析論證
傳授學生觀察數(shù)據(jù)的方法,投影問題,讓學生通過觀察數(shù)據(jù)找到問題的答案,最終得到結論。
學生根據(jù)教師投影出的問題觀察數(shù)據(jù),在回答問題的過程中發(fā)現(xiàn)規(guī)律。
四、評估交流
讓學生討論在實驗中遇到的問題以及自己對問題的看法和解決辦法,教師引領回答幾個大家普遍遇到的問題。
學生小組內討論。
使學生意識到共同討論可以發(fā)現(xiàn)自己的不足,借鑒別人的經(jīng)驗。
鞏固練習
擴展記錄表格,讓學生補充。
投影一道與生活有關的題目。
學生補充表格。
學生在作業(yè)本上完成。
這個練習很簡單,但能使學生沿著前面的思維慣性走下去,強化學生對歐姆定律的認識。
這一道練習主要是讓學生了解歐姆定律在生活中的應用。
課堂小結
讓學生歸納這節(jié)課學到的知識,回顧實驗的設計和操作過程,既強化了知識又鍛煉了學生歸納整理知識的能力。
學生歸納。
讓學生意識到課堂回顧的重要性,并培養(yǎng)學生歸納整理的能力,對提高學生的自學能力有重要的作用。