欢迎您访问教学资源网(www.jxzy.wang)
首页 > 教案设计 > 物理教案设计 > 粤沪版《探究欧姆定律》教案

粤沪版《探究欧姆定律》教案

网友 分享 时间: 加入收藏 我要投稿 点赞
12.2 探究欧姆定律
1.目标
知识与技能
⑴理解欧姆定律,并能运用欧姆定律进行简单的计算。
过程与方法
⑵运用控制变量法探究电流跟电压、电阻的关系,归纳得出欧姆定律。
情感态度与价值观
⑶体验探究自然规律的曲折和乐趣,激发学生的好奇心,增强学习的兴趣和克服困难的信心。
2.教材说明
本节主要内容有:实验探究电流跟电压、电阻的关系,欧姆定律的内容和公式。
前面学习了电学中的三个基本物理量:电流、电压、电阻,本节通过科学探究建立电流、电压、电阻之间的定量关系,得出电学中重要的基本规律欧姆定律。
教材的编写思路:本节教材与传统教材的重要区别,就是本教材更加重视过程与方法、情感态度与价值观的教育。学生已经学过电流、电压和电阻,但是并不明白它们之间的关系,教材从学生熟悉的电学现象出发,引导学生思考电流与电压、电阻之间的关系,让学生先提出自己的猜想,再来设计实验,通过实验收集数据,最后归纳得出电流与电压、电阻的定量关系。这样不仅加深了学生对欧姆定律的理解,而且培养了学生科学探究的能力和兴趣,让学生真正学会用控制变量法进行实验探究。
本节重点:欧姆定律是本章的重点,课标要求学生“理解”,而且能进行简单的计算。探究欧姆定律的实验,能够培养学生正确使用仪器仪表(电流表、电压表、滑动变阻器等)的能力和连接电路的能力,同时让学生学会用仪器仪表去探索物理规律、用控制变量法研究多个因素的关系,还有利于培养学生的合作交流意识和处理信息的能力。所以欧姆定律及其探究过程是本节教学的重点。
本节教学难点:对学生来说,探究欧姆定律的实验,电路比较复杂,测量的数据较多,又要控制变量,操作起来比较麻烦,所以学生设计并进行实验探究欧姆定律,是本章教学的难点。
本节是一堂重要的科学规律探究课,教师决不能仅仅停留在如何“教会”学生记住结论,“学会” 套用公式解题这个层面上,更应多方面关注学生的“学”。在备课和课堂教学中,教师要更多地站在学生的角度分析教材、调控课堂,让学生在亲身体验的平台上,手脑并用地参与科学探究活动,能动地认识和生成科学知识,真切地体验科学探究过程的曲折和乐趣,真正去感悟科学。

3.教学建议
●提出问题
可以像教材那样,引导学生回忆以前的实验活动,直接提出问题:电路中的电流跟电压、电阻之间究竟存在怎样的关系呢?
也可采取以下方法提出问题。
⑴温故知新,提出问题
教师:在电学中,我们已经学过了3个物理量:电流、电压和电阻。请问:电压的作用是什么?(学生:电压是一段电路中产生电流的原因。)什么是电阻?(学生:电阻表示导体对电流阻碍作用的大小。)既然电压使电路中产生电流,电阻对电流有阻碍作用,那么电路中电流的大小跟电压、电阻一定存在必然的联系,它们之间究竟存在怎样的关系呢?
⑵观察实验,发现问题
如图12-13所示,先用一节干电池给2.5V的小灯泡供电,观察灯泡的亮度和电流表的示数;再用两节干电池供电,观察实验现象。问学生:发现了什么?怎样解释看到的现象?(电压越大,电流越大。电流的大小跟电压有关。)

图12-13
如图12-14所示,同时展示两个电路:两电路都用一节干电池供电,但两只小灯泡的型号不同,让学生再次比较灯泡的亮度和电流表的示数。

图12-14
教师:以上几个实验说明电流的大小跟哪些因素有关?
学生讨论、回答。
⑶问题设疑,激活思维
教师出示问题:有一个小灯泡,上面标明其正常工作时的电流为0.3A。在一次实验中,小红测出通过灯泡的实际电流为0.4A,为使该灯正常工作(避免灯泡被烧坏),需要减小通过灯泡的电流,你能想出哪些办法?并简述理由。
这样的问题对学生来说略带一点“挑战性”,学生为了展示自己的聪明才智,往往会争相想办法、出主意。其实办法不外乎两种:减小电压,或增大电阻。
教师:大家认为电流的大小跟电压、电阻有关,那么它们之间有没有定量的规律呢?
●设计实验
为明确实验目的,可以把上一个环节中提出的问题(电路中的电流跟电压、电阻之间存在怎样的关系?)板书在黑板上。
如果学生的基础比较好,可以放给学生讨论,让学生利用桌面上的器材设计实验,探究电流跟电压、电流分别存在怎样的关系。采取这种教学方法,要给学生留出足够的时间,并对学生提出明确的要求,如要求画出电路图,设计出记录数据的表格等。然后全班集中交流,可投出学生设计的电路图和实验记录表格,让学生结合图表阐述实验方法步骤,相互补充,完善实验方案。
也可以让学生自己阅读教材,然后思考、回答教材提出的两个问题。通过讨论“为什么在电路中要接入一个滑动变阻器”,制定出具体的实验方案:以定值电阻为研究对象,研究它的电流跟电压的关系时,保持定值电阻R不变,用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压,测出多组电压和电流的对应数据,通过分析数据,发现电流跟电压的关系;研究电流跟电阻的关系时,要更换不同的定值电阻,通过调节滑动变阻器保持定值电阻两端的电压相等,测出电流,通过分析多组数据,找出电流跟电阻的关系。
还可以通过师生双边活动,启发引导学生设计实验:
教师:要研究电流跟电压、电阻分别存在怎样的关系,可运用什么方法?
学生:控制变量法。
教师:请具体说明:每一步要控制什么量不变、改变什么量、怎样改变?每一步需要测量哪些量、怎么测量?
学生通过讨论,逐步弄清楚上述问题,也就把实验方案设计出来了。
●进行实验
为保证学生实验能够顺利进行,实验前可让学生说说实验注意事项,如:连接电路时要断开开关,避免短路,要正确连接和使用滑动变阻器,正确连接电流表、电压表,并选用合适的量程等。另外,为便于处理数据,可使R两端的电压成整数倍地变化。
课本的表格中只列出了三次实验,应向学生说明,仅从三次实验就得出规律是不科学的,课堂上应尽可能让学生多做几次,小组间要进行交流,以培养学生的科学素养。
在研究电流跟电压的关系时,若用3节干电池作电源,可用5Ω的定值电阻,三次电压分别为1V、2V、3V,这样电流的变化范围在0~0.6A,适合干电池的供电特性。若选用学生电源,三次电压可分别为2V、4V、6V。
在研究电流跟电阻的关系时,若选用3节干电池作电源,定值电阻取5Ω、10Ω、15Ω,建议电压保持3V,实验中电流值将在0.6~0.2A之间。若选用学生电源,建议电压取5~6V,电流在1.2A~0.4A为宜。
分析教材“表一”所收集的数据,可得出结论:当电阻不变时,电流跟电压成正比。
分析教材“表二”所收集的数据,可得出结论:当电压不变时,电流跟电阻成反比。
在物理学的定量研究中,经常要判断两个量是否成“正比”或“反比”关系,但有些学生并不清楚正确的判断方法,有的学生甚至错误地认为:“只要一个量随另一个量的增大而增大(或减小),它们就是正比(或反比)关系。”如果有较多学生对此存在模糊认识,要教给他们正确的判断方法:如果两个量每一组数据的“比值”一定,或者一个量变为原来的几倍时,另一个量也变化同样的倍数,或者两个量y和x的关系可以写成y=kx(k为常数)的形式,它们就是正比关系;如果两个量每一组数据的“乘积”一定,或者一个量变为原来的几倍时,另一个量变为原来的几分之一,或者两个量y和x的关系可以写成y= (k为常数)的形式,它们就是反比关系。
对于“欧姆定律”,不仅要让学生记住其公式形式,知道电流、电压、电阻之间存在数量关系,而且要让学生理解其物理意义:欧姆定律揭示了“导体中的电流由导体两端的电压和导体的电阻决定”这样一种制约关系,而不是一个单纯的数学式子,更不能理解为导体的电阻由电压和电流决定等。在利用欧姆定律解决具体问题时,提醒学生注意I、U、R是对同一段导体(或电路)而言的,不可张冠李戴,乱套公式。
向学生介绍欧姆的事迹,可以激发学生热爱科学的情感,让学生学习科学家刻苦钻研、专心致志的优良品质,使学生接受科学精神和科学思想的熏陶,进行情感态度价值观方面的教育。
4.教学评价
课堂测评
1.德国物理学家欧姆经过大量的实验得出:导体中的 跟     成正比,跟      成反比,这个规律叫做 ,表达式为     ,其中U、I、R的单位分别是   、   、   。
2.用图12-15所示的实验电路图“探究电流跟电压、电阻的关系”,下列注意事项错误的是( )
A.连接电路时,开关应该是断开的
B.连接滑动变阻器时,滑片要滑到阻值最小的位置
C.连接电表时,必须使电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出
D.每次更换电阻后,要调节变阻器,使电压表的示数相同
3.张颖在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集的数据画出了如图12-16所示的图像,下列结论与图像相符的是( )
A.电流一定时,电阻跟电压成正比
B.电压一定时,电流跟电阻成反比
C.电阻一定时,电流跟电压成正比
D.电阻一定时,电流跟电压成反比
4.根据欧姆定律公式,可变形得到R= 。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无关
5.如图12-17甲、乙所示,分别是王浩和张颖在“探究电流、电压、电阻关系”时设计的电路。你认为哪种设计更合理?说明理由。

甲              乙
图12-17
6.为探究电流与电压的关系,小红将实物连接成如图12-18甲所示的电路。

图12-18
⑴请你指出图12-18甲中连接的错误之处:
①____________________________________;
②____________________________________。
⑵图12-18乙是实验中电流表的某次示数,则电流是________A。要使电路中的电流增大,根据你所画的电路图,滑动变阻器的滑片应向_______移动。
7.为了探究电流I跟电阻R的关系,小明进行了多次实验。
⑴在第一次实验中,小明把15Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器的阻值,使电压表的示数为2.5V,读取电流表示数,请你在图中连接第一次实验所需的电路。


⑵第二次实验时,小明将15Ω的电阻换成10Ω的电阻:a.闭合开关,电压表的示数将 ;b.按照你连接的电路,你应该向 移动滑动变阻器的滑片,并详细叙述你接下来的操作过程:

8.小刚同学通过实验,探究电流随电阻变化的规律。得到的实验数据如下表。
(l)实验中加在导体两端的电压为________V。
(2)请在图12-20所示的坐标系上画出电流随电阻变化的图像。



(3)分析表中的数据或图像,你能得出什么探究结论?
9.细心的小明发现,实验用的小灯泡上标有“2.5V 0.3A”字样,他请教老师,老师告诉他:“这是该灯泡正常工作时的电压和电流值。”
你能求这个小灯泡正常发光时灯丝的电阻是多大吗?写出你计算的过程。
10.有一只电阻,阻值为125Ω,最多可通过2A的电流,能否把它接在220V的电源上使用?

参考答案
1.电流 导体两端的电压 导体的电阻 欧姆定律 I=   V、A、Ω
2.B 3.C 4.D
5.乙图更合理。因为通过调节滑动变阻器,可以非常方便地改变定值电阻两端的电压,便于测量多组数据,探究电流跟电压的关系;探究电流跟电阻的关系时,更换电阻后,通过调节调节滑动变阻器,保持定值电阻两端的电压相等。
6.⑴①电流表的正负接线柱接反了 ②电压表不是测量定值电阻两端的电压
⑵0.2A 向右
7.⑴如图12-21所示。

⑵a.减小 b.左(使滑动变阻器接入电路的电阻变小) 观察电压表直到其示数为2.5V,读取电流表的示数
8.(l)6 (2)如图12-22所示。 (3)在电压不变的条件下,电流跟电阻成反比。
9.R= = ≈8.33Ω
10.若接在220V的电源上,通过它的电流为:I= = =1.76A,
因为1.76A<2A,所以能接。
“自我评价与作业”指导
1.2000Ω 2.0.25A
3.电阻为:R= = =15Ω。电压增加时,电阻不变,此时电流为:I2= = =0.4A,应选用0~0.6A的量程。
4.该电阻两端的电压为U=IR=1A×5Ω=5V,超过电压表的量程,所以不能测量。
221381
领取福利

微信扫码领取福利

粤沪版《探究欧姆定律》教案

微信扫码分享