资源简介

第三节　　欧姆定律
核心素养
通过欧姆定律，培养学生的分析和概括能力，进一步体会用图像来说明物理现象、物理过程和揭示物理规律的优越性．
教学设想
本节课在学生已有的知识和经验（第一节的内容：尝试改变电路中的电流）基础上，让学生进行合理的猜想，通过交流合作设计实验方案进行探究，在探究活动中，培养学生创造性解决问题的能力，激励学生用实验的方法去探究、体验物理规律；引导学生通过交流、合作解决问题，使学生进一步掌握“控制变量”的科学方法，体会用图像法分析和归纳得出物理规律．并体验物理与其他学科之间的紧密联系
在“学生实验　　探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的教学中，在小明、小华讨论的基础上，由同学们进一步发散思考，提出自己就设计调光灯需要解决的问题，诸如，电压究竟多大是合适的 当电灯由暗变亮的过程中，电流是如何变化的 电流、电压、电阻之间是否存在某种关系 等等．这里电流是可以用电流表测量的物理量，电压是可以用电压表测量的物理量，电阻也是可以测量的物理量，那么，电流、电压、电阻是否存在定量关系就有可研究的基础．在学生提出上述问题并进行讨论的前提下，请同学们大胆进行猜想或假设，进而归纳总结出物理规律
教学目标
物理观念
理解欧姆定律，能用欧姆定律进行简单的计算．
科学思维
能初步运用欧姆定律解释有关问题．
科学探究
能根据实验探究得到的电流、电压、电阻的关系得出欧姆定律．
科学态度与责任
通过了解科学家发明和发现的过程，学习科学家坚韧不拔、探求真理的伟大精神和科学态度，激发学生努力学习的积极性．
教学重难点及突破
重点
1．通过实验探究导体中的电流与电压、电阻之间的关系，总结出欧姆定律的内容
2．用物理方法经历探究欧姆定律的过程．
难点
1．如何利用电流表、电压表和滑动变阻器来设计实验；如何用物理方法探究欧姆定律的过程．
2．分析实验数据、总结物理规律是实验的重要环节，也是本节的难点之一，运用数学工具和数中分析问题的方法对物理数据进行分析，并进而得到规律
教学突破
本节课通过探究活动，在引导学生进行合理猜想的基础上，让学生通过讨论交流与合作，设计实验方案并动手进行实验，进而根据实验数据，分析与归纳得出实验结论．在探究活中，培养学生创造性解决问题的能力．使学生进一步掌握“控制变量”的科学研究方法，体会用图像法来说明物理过程，揭示物理规律的重要意义，从而体验物理学科与其他学科之间的紧密联系
在老师适当的启发下，让学生相互讨论、交流，不断完善实验方案．为了数据处理方便和易于发现规律，实验前先让学生讨论得出：改变电阻时，取3个阻值成倍数关系的不同电阻；改变电压时，同样取3个成倍数关系的电压值．分析在此基础上的实验数据，学生极易发现数据规律，得出正确的结论．
教学准备
教师准备
1．多媒体电脑、展台、自制PPT课件（从网站的搜索欧姆的生平简介和贡献，查找相关应用）．
2．干电池(带盒)4节、导线(7根)、已知阻值的定值电阻器(5Ω、10Ω、15Ω各一只）、滑动变阻器一个、电流表一只、电压表一只、开关一个．
学生准备
1．课前预习．
2．干电池(带盒)4节、导线(7根)、已知阻值的定值电阻器(5Ω、10Ω、15Ω各一只）、滑动变阻器一个、电流表一只、电压表一只、开关一个．
教学过程
一、提出问题
回忆：请同学们想一想，“活动14.1　　尝试改变电路中的电流大小”中，通过导体的电流的大小与哪些因素有关
回忆并交流：与导体两端的电压和导体的电阻有关．
点评：从此开始实验探究，引导学生层层深入．
二、猜想
提问：你认为电流和电压有什么定量关系
学生利用自身的实践经验回答：电压越大，电流越大．
提问：电流和电阻又有什么定量关系
学生利用自身的实践经验回答：电阻越大，电流越小
提问：电流和电阻又有什么定量关系
学生利用自身的实践经验回答电阻越大，电流越小
点评：利用学生对这个问题的讨论得到猜想．当然可能有其他猜想，教师不反对．用实验来检验．
三、方案的设计
提问1：为了研究以上两个问题，你采用什么方法
讨论、交流：控制变量法．
提问2：要研究导体中的电流与电压和电阻的关系，用什么显示电流和电压的大小呢
用电压表和电流表来显示电压和电流
提问3：如何研究电流与电压的关系呢
交流、讨论：保持电阻不变，改变电压，观察电流如何变化
提问4：准备选取几组数据进行分析 如何选取电压的具体数值将有助于我们分析数据，得出结论
提示：让电压成倍增加，观察电流有没有成倍增加．
提问5：如何研究电流与电阻的关系呢
交流、讨论：保持电压不变，改变电阻，观察电流如何变化．
提问6：准备选取几组数据进行分析 如何选取电阻的具体数值将有助于我们分析数据，得出结论
提问7：在上述的设计中，第一步要改变电阻两端的电压，以及第二步要保证电阻两端的电压不变，应该在电路中怎样设计才能达到这样的要求呢
交流讨论：在电路中加入滑动变阻器．并设计出最终的电路．在教师的引导下，学生进行交流、讨论，设计出一个合适的电路（见图14-3-1).
图14-3-1
提问8：实验中需要的器材是什么？
学生回答：电源、导线、电阻器(5Ω、10Ω、15Ω各一只）、滑动变阻器、电流表、电压表、开关。
点评：通过设置问题情境，逐渐深入引导学生交流与讨论
四、实验及数据搜集
提问：在实验前、在连线中以及闭合开关前要注意什么问题
学生思考后交流汇报：1．开关要断开；2．滑动变阻器要调到最大的位置；3．电流表和电压表量程的选择等．
布置实验任务，并对学生的活动进行巡查，注意观察学生：有没有按计划实验；有没有注意连线的注意点；有没有将电压成倍增加；有没有将数据记入表格．
学生自主实验，教师提醒．
实验及数据搜集：
目的 电流与电压的关系 目的 电流与电压的关系
次数 电阻 电压 电流 次数 电阻 电压 电流
① ①
② ②
③ ③
点评：在教师的指导下进行实验数据采集
五、评价与交流
提问：分析数据，你能得到的结论是什么
学生分析后回答：
在电阻不变的情况下，导体中的电流与电压成正比．
左电压不变的情况下，导体中的电流与电阻成反比．
提问：你的猜想正确吗 分析思路是什么
点评：指导学生对各组的结论进行汇报、交流．注重图像法分析．
引导学生通过数学手段分析后回答．当导体的电阻R一定时，导体两端的电压增加几倍，通过这段导体的电流就增加几倍．这反映导体的电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比例关系（可在课本第98页图14-12中画出坐标U-I正比例图像关系）．当电压一定时，导体的电阻增加到原来的几倍，则导体中的电流就减小为原来的几分之一．反映了电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比例的关系．
回顾：这与你的猜想吻合吗
点评：学生体验成功的快乐，
提问：能否对以上两个方面的结论进行综合
学生井行交流、讨论，尝试对两结论进行综合．
分小组汇报，其他小组将结论进行对比，并可发表不同看法．
提问：的结以用I=U/R表达吗
将学生的结论与欧姆定律进行对比：导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比．
讲解：欧姆定律是德国物理学家欧姆在19世纪初期(1827年）经过大量实验得出的一条关于电路的重要定律．
幻灯片展示介绍：欧姆和欧姆定律的得出过程．
欧姆定律的公式：如果用U表示加在导体两端的电压，R表示这段导体的电阻，I表示这体中的电流，那么，欧姆定律可以写成如下公式变形公式和U=IR．单位：I（A）、U（V）、R（Ω）；1A=1V/Ω
点评：通过实验的结论推理和分析得到欧姆定律．通过介绍物理学家欧姆的故事，增进学生热爱科学、追求科学献身科学的学习热情，培养学生科学世界观．并引导学生自学教材，对欧姆定律的公式、单位及变形公式进行学习．
六、欧姆定律的初步应用
过渡：有关欧姆定律的几点说明；
（1）欧姆定律中的电流、电压和电阻这3个量是对同一段导体而言的
（2）对于一段电路，只要知道I、U和R3个物理量中的两个，就可以应用欧姆定律求出第三个物理量了．
（3）应用欧姆定律计算有关电流、电压和电阻的简单问题，使用公式进行计算时，各物理量要用所要求的统一单位
思考例题1：见课本第99页．对问题进行评论，注意培养学生一题多解的能力．
学生读题．根据题意教师板演，画好简易电路图，说明某导体两端所加电压的图示法，通过电流的表示方法等，在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号
解题过程要写出根据公式，然后代入数值，要有单位，最后得出计算结果
要求学生在练习本上按要求解答．由一位同学到黑板上进行板演．
学生板演毕，组织全体学生讨论、分析正误．教师小结．
思考例题2:
学生读题，画好简易电路图，在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号
由一位同学到黑板上进行板演．
学生板演完毕，组织全体学生讨论、分析正误．教师小结．
讲述：用电压表和电流表测电阻的方法叫作伏安法．介绍用伏安法测电阻的原理和方法。
点评：通过例题的分析进一步加深对欧姆定律的运用和理解，注意培养学生的解题规范性。
七、实验过程的误差分析
提问：你在上述实验中，有没有存在误差 你认为产生误差的原因可能是什么
部分小组的数据出现了偏差，引导学生对误差产生的原因进行讨论、交流
提问：你认为你在实验中有哪些地方存在问题 下次实验时要注意自己的什么问题
点评：通过这两问加深学生的对电学中误差产生原因的理解，并培养学生反思的好习惯．并养成实事求是的精神
八、交流与小结
请归纳总结本节课的学习：1．本节课学习的知识；2．本节课的探究经历；3．学生针对本节课的学习谈自己的感受
学生自由发言：本节课我们学习了……
九、布置作业
（1）对本节课中数据的误差原因进行分析，把分析原因记录在课本适当的位置上．
（2）对例题进行分析，认识例题中体现了什么办法和思想
（3）对本节课的实验过程进行反思，总结自己在本节课的实验中的收获以及不足．
（4）完成课本第100页练习第2、3题
板书设计
第三节　　欧姆定律
1．问题：导体中的电流与导体两端的电压和导体的电阻有什么关系
2．猜想：（1）导体中的电流与导体两端的电压成正比；（2）导体中的电流与导体的电阻成反比．
3．方案设计：（1）电路图；（2）实验器材；（3）实验步骤；（4）研究方法：控制变量法．
4．进行实验，收集数据．
5．结论：（1）欧姆定律内容：导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻　　9成反比；（2）表达公式变形公式和U=IR
单位：A、V、Ω1 1A=1V/Ω
6．交流与评价．
教学探讨与反思
1．在教学过程中，要注意利用以前学生的电学经验进行猜想
2．对于学生的探究活动的指导应详细，在探究前要指导学生对方案进行合理的设计，在实验过程中应侧重于对方案的实施进行检查，如观察学生对实验的要求、目的有没有清楚，有没有按计划进行实验，实验过程中学生有没有都参加、实验的数据有没有整理记入表中等。
3．对于数据的整理、分析，可用多种方式，如倍数分析、图像分析等．
通过学生间的合作与交流，老师的适当引导，让学生自主地设计出实验方案，进行实验，在实验之前教师要充分给足学生讨论和分析的时间，合理设计方案并不断地完善，如：改变阻时，取3个阻值成倍数关系的不同电阻；改变电压时，同样取3个阻值成倍数关系的电压值，通过分析数据，找出成倍数的关系，及运用图像法的分析手段，总结出欧姆定律．
补充资料
欧姆定律及其适用条件
欧姆定律是德国科学家欧姆于1826年通过实验建立起来的．定律表明：在稳恒电流条件下，通过一段导体的电流I与导体两端的电压U成正比，其比例系数由表征导体性质的量——电阻R来决定，用公式表示，即为
在通常温度或温度不太低的情况下，对于电子导电的导体（如金属），欧姆定律是一个很准确的定律．当温度低到某一温度时，金属导体可能从正常态进入超导态．处于超导态的导体电阻消失了，不加电压也可以有电流．对于这种情况，欧姆定律当然不再适用了。
在通常蛊度或温度变化范围不太大时，像电解液（酸、碱、盐的水溶液）这样离子导电的导体，欧姆定律也适用．而对于气体电离条件下，所呈现的导电状态和一些导电器件，如电子管、晶体管等　　欧姆定律不成立
欧姆定律成立时，以导体两端电压为横坐标．导体中的电流I为纵坐标，所做出的曲线，称为伏安特性曲线．这是一条通过坐标原点的直线，它的斜率为电阻的倒数．具有这种性质的电器元件叫线性元件，其电阻叫线性电阻或欧姆电阻．
欧姆定律不成立时．伏安特性曲线不是过原点的直线，而是不同形状的曲线．把具有这种性质的电器元件，叫作非线性元件
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