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欧姆定律教案

2025/10/17教案

爱习作提供的欧姆定律教案(精选6篇),经过用心整理,希望能对您有所帮助。

欧姆定律教案 篇1

教材分析

在学习了欧姆定律之后,利用欧姆定律解决问题就成了顺理成章的事,本节课从电压的高低、电阻的大小对用电安全的影响入手,让学生学会运用已学的电学知识,解决有关的问题,既增强自我保护意识,又提高在帮助他人时讲安全、讲规则、讲科学的意识,欧姆定律与安全用电 教案。

教学目标:

知识与技能 会用欧姆定律理解安全用电的道理。 情感、态度与价值观 使学生具有安全用电的意识和社会责任感。能自觉地执行和宣传安全用电。 通过了解避雷针的发明过程,培养学生热爱科学的精神。

重点与难点 :理解影响电流的因素,电压和电阻对安全用电的影响;防雷的重要性。

板书设计 :第六节欧姆定律与安全用电

一、欧姆定律 1.当R一定时,U越大,I越大 2.当U一定时,R越小,I越大

二、安全用电 1.高压危险 2.不能用湿手触摸电器

三、雷电与防雷 教学过程

师:前面我们已经学习了有关电流、电压、电阻等物理知识,现在同学们想想,为什么高压线要架在高大的钢架上?为什么电吹风不允许在浴室使用?下雨天为什么不可以站在大树下呢?可能有同学有答案,我们先不研究答案是什么,带着这些问题去学习这节课,之后大家便能解答了。 首先回答我的问题,欧姆定律的内容是什么?

生:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。

师:很好,那么公式怎样表达呢? 生:I=U/R。

师:没错(欧姆定律I=U/R),我们已经知道,电流的大小跟电压、电阻有关,具体是怎样决定呢?我们现在分析一下:既然电流由电压、电阻决定,我们可以采用控制变量法,电阻不变,当电压变小的时候,电流会怎样变化?

生:变小。 师:那电压增大呢? 生:跟着变大。

师:也就是说,当电阻不变时,电压越大,电流就越大,二者成正比关系。平常见到的变压器上标有“高压危险,禁止攀登”的字样,就是因为变压器的电压很高,教案《欧姆定律与安全用电 教案》。如果人体不慎接触到高压,通过人体的电流就很大,超过人体能承受的'限度,会造成生命危险,所以不要去攀爬变压器、高压线支架等,以免造成危险,因为对人体安全的电压是不高于36V的电压,凡高于36V的电压对人都有生命危险,因此必须小心用电。 刚才是用固定电阻来研究电压对电流的决定关系,再看看当电压固定时,电阻对电流又有什么决定关系,电阻变大时,电流会怎样?

生:会变小。

师:那么电阻变小呢?

生:电流会变大。

师:那应该怎样总结它们之间的关系呢?

生:当电压不变时,电阻越小,电流反而越大。

师:原来干燥的木棒,不容易导电,可是当用水把它淋湿后,木棒就容易导电了,是因为湿了的木棒电阻变小了,使得通过的电流变大。同样道理,对于人体来说,潮湿的皮肤比干燥的时候电阻要小,此时若有电压存在电流会很大,很危险。如果用湿手插拔插销、开关电灯等,极易使水流入插销和开关内,使人体和电源相连,造成危险,所以不要用湿手触摸电器。那同学们现在能回答:为什么在浴室不能使用电吹风了吗?

生甲:因为在浴室中人体是湿的不安全。

生乙:浴室中水分多,电吹风易进水漏电。

师:方向对了。通常在浴室中使用电吹风是为了使浴后的头发快干,洗完澡后皮肤的电阻变小,若发生触电事故,极其危险,另外,由于室内水气较大,易被电吹风吸入筒内使机件短路而发生危险。故此,不应在浴室内使用电吹风。人双手间干燥时电阻是1000~5000 Ω,潮湿时是200~800 Ω。如果两端加上36 V的电压,电流是多少?请同学们计算一下。分别计算手干燥和潮湿时的电流,干燥时:Imin= =7.2×10-3 A=7.2 mAImax= =36×10-3 A=36 mA潮湿时:Imin= =0.045 A=45 mAImax= =0.18 A=180 mA根据欧姆定律的计算,即使人体电阻在最大的时候,如果碰到220 V的电压,电流也在40mA以上,对人是有危险的。用湿手去触摸开关,拔插头时,容易使水流入开关或插头内,通过水这种导体使人和电源相通,造成危险。 通过用控制变量法:我们清楚地认识到电压、电阻对电流的决定作用,那么平时就要注意用电安全了,那为什么下雨天不可以站在大树下呢?跟洗澡有关系吗?

生:没有。

师:那跟什么有关呢?

生:雷电。

师:哦,原来是跟雷电有关系,那雷电是怎样产生的呢?可能不是每个同学都知道,现在跟大家介绍一下,有关雷电的知识。云层能积聚大量正电荷(云层本身带负电荷),而地球是导体,本身积聚负电荷(地层自身带正电荷),从而使得云层与云层之间,云层与地面之间形成很高的电势差,几百万伏到几亿伏,因而产生的电流就十分强大,达到几万安至十几万安,形成高热和强光,会造成巨大破坏,能使人立即死亡。如果通过树木、建筑物,巨大的热量和空气的振动都会使它们受到严重的破坏。所以,为了避免这种破坏,科学家们努力寻求方法,发明了避雷针。在一些高大的建筑物的顶端,装上针状的金属物,用导线把它与大地连接,就形成避雷针了,当发生雷电的时候,避雷针把雷电引到大地,使建筑物避免雷击。每一年我国都会因为雷电而遭受损失,雷电的危害很大,大家阅读有关的资料就知道了。另外,避雷针的发明过程大家可以通过资料来了解一下。雷雨的天气尽量不要外出走动,不要在大树下躲雨,不站在高处,而应蹲在低凹处并且两脚尽量并拢。

本课总结:

1.安全电压:不高于36 V的电压。

2.家庭电路中的触电事故:都是人体直接或间接跟火线连通造成的。

3.预防家庭电路中的触电事故:

(1)绝对不要接触没有绝缘皮的火线以及跟火线连通的导体。

(2)绝缘部分破损,导电部分裸露处要及时更换。

(3)不要在电线上搭晾衣物,不要用湿手触摸电器。

4.安全用电原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体。

5.雷电的产生、危害及预防产生:危害:(略)预防:避雷针:

欧姆定律教案 篇2

一、教学目标

知识与技能:掌握解欧姆定律,并能运用欧姆定律解决简单的电路问题。

过程与方法:通过对欧姆定律的探究学习,学会“控制变量法”研究问题,并加强了电路实验的操作能力。

情感、态度与价值观:通过本节内容的学习和实验操作,培养实事求是的科学态度,体会到物理与生活密切联系。

二、教学重难点

重点:欧姆定律的概念和表达式。

难度:实验探究欧姆定律的过程和欧姆定律的应用。

三、教学过程

环节一:新课导入

多媒体展示:教师用多媒体展示城市夜晚灯光璀璨,霓虹灯闪烁的情景,引导学生注意观察场景中灯光的变化,学生根据知识经验能得出变化的灯光是由电流的变化引起的。

教师引导:进一步引导学生思考电路中的电流是如何轻易改变的?以及电流、电压和电阻之间到底存在这怎样的关系?进而引出课题——《欧姆定律》。

环节二:新课讲授

探究实验:电流跟电阻电压的关系

提出问题:电压能使电路产生电流,电阻表示导体对电流的阻碍作用。那么,电压、电阻是怎样影响电流的大小呢?

教师引导学生通过实验,探究电流与电压、电阻的关系。

猜想与假设:学员根据之前所学电压和电阻的概念和特点,可能会猜想电流跟导体两端电压成正比,跟导体的电阻成反比。

制定计划与设计实验:首先设计实验电路,教师通过向学生提出问题,请学生思考讨论,完成实验方案的制定。

①电流与电阻和电压均有关系,如何确定电流的变化是由电压还是电阻引起的?(控制变量法)

②如何保持电阻不变,而改变电阻两端的电压?(电阻不变,更换电池数量或改变滑动变阻器阻值)

③如何保持电压不变,而改变导体电阻?(更换不同阻值的电阻,并改变滑动变阻器的阻值,使电阻两端电压保持不变)

④为了更好的找到规律,应该如何测量实验数据?(测量多组实验数据)

学生根据之前学习有关电压和电阻的知识,交流谈论问题答案,确定实验方案。

教师总结得出要探究电流跟电压、电阻的关系,可以分成两个课题分别探究。

课题一:控制电阻不变,改变电阻两端电压,探究电流与电压的关系;

课题二:控制电阻两端电压不变,改变电阻,探究电流与电阻的关系。

教师引导学生据此画出电路图,进行展示,并确定实验步骤。

进行实验与收集证据:学生分组合作根据电路图完成实物的连接,进行实验操作,收集多组实验数据。教师强调注意事项:连接电路时开关出于断开状态;闭合开关前,滑动变阻器阻值调至最大值等。

分析与论证:根据记录的数据进行分析,发现电路中电流随电压增大而增大,随电阻增大而减小。

多媒体展示:教师通过大屏幕向学生展示欧姆对电路规律的探究历程,以及相关人物事例。引出欧姆定律的内容。

教师讲解:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的'电阻成反比,这就是我们本节课索要学习的欧姆定律。用公式表示为,并明确各物理量单位,以及公式表达的物理意义:电路中的电流由电压和电阻共同决定,且电流与电压成正比,与电阻成反比。

环节三:巩固提高

出示习题:手电筒的小灯泡上标有“2.5V0.3A”,表示加2.5V电压时,通过的电流为0.3A,灯泡正常发光。则灯泡正常发光时的电阻时多少?

环节四:小结作业

1、小结:提问的方式进行提问总结,梳理本节课知识点。在获得物理规律的同时,感受物理探究的乐趣,提升动手操作能力。

2.布置作业:思考为什么电流表不能直接连接在电源两极,而电压表可以连接在电源两极

四、板书设计

(略)

欧姆定律教案 篇3

[复习目标]

1.电流强度:表示电流大小的物理量,简称电流。电流强度等于1是安培,简称安,符号是A。

2.串联电路电流的特点:串联电路中各处的电流相等。

3.并联电路电流的特点:并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和。

1.电压:电压是形成电流的原因。电压的单位是伏特,简称伏,符号是V。

2.串联电路电压的特点:串联电路的总电压等于各部分电压之和。

3.并联电路电压的特点:并联电路各支路两端的电压相等。

1.电阻:电阻是导体本身的一种性质,是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量。电阻的单位是欧姆,简称欧,代表符号Ω。

2.决定电阻大小的因素:导体的电阻跟它的长度有关,跟横截面积有关,跟组成导体的材料有关,还跟导体的温度有关。

3.滑动变阻器:通过改变接入电路导线长度改变电阻值的仪器。

4.电阻箱:通过改变接入电路定值电阻个数和阻值改变电阻大小的仪器,它能表示出电阻值。

1.欧姆定律:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。

2.电阻的串联:串联电路的总电阻,等于各串联电阻之和。

3.电阻的并联:并联电路的总电阻的倒数,等于各并联电阻的倒数之和。

4.用伏安法测电阻:通过测量导体两端的电压U,导体中的电流I,得知其电阻R。

一.电流、电压、电阻

1.电流

(1)电流强度的测量

要测量某部分电路中的`电流强度,必须把安培表串接在这部分电路里。在把安培表串联到电路里的时候,必须使电流从“+”接线柱流进安培表,并且从“?”接线柱流出来。

在测量前后先估算一下电流强度的大小,然后再将合适的安培表接入电路。在闭合电键时,先必须试着触接电键,若安培表的指针急骤摆动并超过满刻度,则必须换用更大量程的安培表。

使用安培表时,绝对不允许经过用电器而将安培表的两个接线柱直接连在电源的两极上,以防过大电流通过安培表将表烧坏。因为安培表的电阻很小,所以千万不能把安培表并联在用电器两端或电源两极上,否则将造成短路烧毁安培表。

读数时,一定要先看清相应的量程及该量程的最小刻度值,再读出指针所示数值。

(2)电荷的移动形成电流,电流可以是正电荷的移动,可以是负电荷的移动,也可以是正、负电荷同时向相反方向移动。

(3)单位时间里通过导体横截面的电荷的多少,它表示了电流的强

单位:安培,可用符号A表示。还有一些常用单位,如:毫安(mA);微安(μA)。它们之间的换算关系:1A=103mA,1mA=103μA。

2.电压

(1)电压的测量

要测量某部分电路或用电器两端电压时,必须把伏特表跟这部分电路或用电器并联,并且必须把伏特表的“+”接线柱接在电路流入电流的那端。

每个伏特表都有一定的测量范围即量程,使用时必须注意所测的电压不得超出伏特表的量程。如若被测的那部分电路或用电器的电压数值估计的不够准,可在闭合电键时采取试触的方法,如果发现电压表的指针很快地摆动并超出最大量程范围,则必须选用更大量程的电压表才能进行测量。在用伏特表测量电压之前,先要仔细观察所用的伏特表,看看它有几个量程,各是多少,并弄清刻度盘上每一个格的数值。

(2)电源是提供电压的装置,不同的电源在电路两端产生的电压不同。

(3)常用的单位:千伏(kV),毫伏(mV),微伏(μV)。它们之间的换算关系:1kV=103V,1V=103mV,1mV=103μV。

3.电阻

(1)正确使用滑动阻器

为了使变阻器能改变电路中的电流,可以有以下两种接法,如图1所示,一种是将线头M、N分别接到B、C两接线柱上;另一种是将线头M、N分别接到B、D两接线柱上,但是当滑动片P移动时其结果恰好与前两次接法相反。

但若将M、N两线头接A、B两接线柱时,滑动变阻器的全部电阻接入电路,滑动片P将失去调节作用。如果两线头M、N接C、D两接线柱时,接入电路中滑动变阻器的电阻R′为零。

滑动变阻器在使用前,应先观察滑动变阻器铭牌上标明的电阻值和允许通过的最大电流值,使用时应注意通过变阻器的电流不要超过允许通过的最大值,以避免变阻器烧坏;滑动变阻器在接入电路时,应把滑片P移到变阻器电阻值最大的位置,使电路中电流最小,以保护电路。

(2)变阻箱有旋钮式和插入式两种。它们都是由一组阻值不同的电阻线装配而成的。调节变阻箱上的旋钮或拔出铜塞,可以不连续地改变电阻的大小,它可以直接读出电阻的数值。

(3)电阻的单位是欧姆(Ω),若导体两端的电压为1伏特,电流强度为1安培,则这段导体的电阻就是1欧姆。此外,还有千欧(KΩ)和兆欧(MΩ):

1MΩ=103KΩ=106Ω。

二.欧姆定律

1.使用欧姆定律时必须要注意:

(1)公式中的I、U、R必须是对应同一段电路。即I为通过该段电路中的电流强度,U为该段电路两端的电压,R为该段电路的电阻。

(2)电阻R是由导体本身的属性决定的。因此,当电路一定时,R一

式中的I、U、R的单位分别为安培、伏特、欧姆。

2.串联电路和并联电路都属于简单电路,简单电路的计算,主要是应用电阻定律导体串、并联的知识,来分析、计算电流强度、电压和电阻。

这部分的解题过程和规范化要求有如下几点:

(1)认真审查题目的内容,弄清已知条件和所求的未知量,同时画出电路图,各已知量的符号、数据和未知量的符号不仅要在图上注明还必须作为解题步骤明确写出,在书写已知步骤时要同时将各量单位统一。

(2)根据已知条件运用规律写出公式,并通过等式交换导出未知量的计算公式,最后代入已知量数据求解,若运算过程中不带单位则计算结果的单位要加括号。

(3)对计算得出的结果,应根据所掌握的物理知识判断其正确性。有时需对其物理意义加以讨论。

对解题过程应要求思路简捷、层次清楚、计算准确。

3.在物理学中经常采用图像法来处理数据,具体的做法是:取平面直角坐标系,横轴为U、纵轴为I,每一组的电压U和电流强度I在图像上都能找到一个确定的点,将这些点连成一条直线,用这条直线与横轴U的夹角可以表示相应的电阻,夹角越大,相应的电阻值越小。

4.伏安法测电阻是欧姆定律的一个重要应用,按实验电路图连接时还应注意器材的规格,如果器材的规律选择不当会影响实验的效果。其中应考虑的是电源电压、电流表和电压表的量程,滑动变阻器(电阻值和允许通过的最大电流。)

5.串联电路中电流强度、电压、电阻的特点:

(1)串联电路中各处的电流强度相等:

I=I1=I2。

(2)串联电路中两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和;U=U1+U2。

(3)串联电路的总电阻,等于各串联导体的电阻之和;R=R1+R2。

(4)n个电阻值相同的电阻R串联使用,总电阻R串=nR。

(5)在串联电路中导体两端电压的分配跟导体的电阻成正比,

欧姆定律教案 篇4

教学目标:

1.积极参与影子游戏,在游戏思考阴影的成因。

2.能通过探究,归纳得出光的传播规律,进而能用光的直线传播来理解小孔成像。

3.了解光的传播需要一定的时间,知道真空,空气中的光速,理解激光测距仪的工作原理。

4.了解我国古代在光研究上的成就,知道中华文明对科学发展作出的贡献。

教学方法:

实验、讨论、媒体演示

教学过程:

一、新课引入:

师:在前面我们已经学习了光的色彩、颜色等知识。今天我们就要开始进入新的学习内容了,在学习新的知识以前,我想问大家一个问题,你们看过皮影戏了吗?做个手影游戏了吗?

生:看过,做过了!

师:有没有哪位同学愿意上来示范一下手影游戏呢?越多越好,请下面同学猜猜你的影子是什么?

生:举手…….(请学生讲解是什么?)

师:这么多漂亮的手影啊!大家看了后有没有什么疑惑呢?下面就请大家来相互讨论交流一下,我们来看看谁提的问题最多最好!

生:学生讨论交流。例:为什么会形成影子?手影为什么随着手形的改变而改变呢?影子为什么是黑的呢?……(若学生不提问题)/大家都没问题吗?那么就由我来提几个问题:

1)为什么会形成影子?

2)手影为什么会随着手形的改变而改变?

3)影子为什么是黑的?

师:很好,提出了这么多的问题,而且有的同学提出的问题都非常好!那么有没有同学来回答几个问题呢?

生:试答……(可能部分同学能够回答出来)光是沿直线传播的

二、进行新课

师:我觉得对课本上的结论我们不能轻易相信。所谓“耳听为虚,眼见为实”吗!我们必须来验证一下。用什么方法来验证呢?

生:做实验。

师:很好,现在我们就来讨论一下。请大家思考一下,该如何设计实验方案呢?你需要什么实验器材呢?

生:……(有一定难度,讨论时间控制好)

师:我们可以这样来做这个实验,

1.提出假设

2.制定实验方案

3.收集证据

4.得出结论。我们是不是可以这样认为,如果光在固体、液体、气体三种介质中都是沿直线传播的话,是否可以认为光是沿直线传播的呢?

生:可以

师:用一个激光笔射到墙上,看到笔直的光线了吗?

生:没有!

师:那怎样才能显示出来呢?(给学生看图片)

生:必须要有烟和雾!

师:很好,我准备了一个水壶来制造水雾,(实验)大家看到了什么呢?

生:光在空气(气体)中是沿直线传播的

师:光在水中有是怎么样传播的呢?大家看到自己的桌上有一筒水,里面加了点化学物质,大家和我一起试试看,光在水中的传播路线是怎么样的?(学生实验)你们看到什么了呢?

生:惊叹(现象十分明显)很清楚的看到光在水中沿直线传播

师:这两个实验只能说明光在气体和液体中的传播情况,那么在固体中是不是也这样呢?我准备了一个果冻,我们一起来看看光在果冻中的传播情况。

生:看不大清,勉强可以看到

师:经过刚才的实验,你得出结论了吗?

生:光是沿直线传播的

师:很好。我们生活中还有许多事例可以证明光是沿直线传播的。例如:穿过森林的光束;在有雾的天气里可以看到汽车头灯射出的光是直的;电影院里可以看到放映机射向银幕的光束是直的;

师:如果光不是沿直线传播的,而能沿曲线传播,光就能绕过物体跑到物体的后面去,那么会出现什么现象呢?

生:就没有影子了。

师:所以说影子是怎样形成的呢?(课件演示)

生:光在传播过程中遇到不透明的物体,在物体后面形成的黑影。

师:知道光是沿直线传播后,请大家想一想:一个人从路灯下往远处行走时,他的影子的长短是如何变化的?

生:逐渐变长

师:其实早在20xx多年前,我国古代学者就对光的传播有了一定的研究!请大家看一个实验!谁能告诉我这个是什么实验呢?我们该怎么做!(示范)

生:小孔成像。

师:请大家也来做一下这个实验!

生:…….

师:课件演示小孔成像!

师:小孔成像是我国古代在光研究上成就的体现。大家看过《宝莲灯》了吗?

生:看过了

师:里面有个传说“天狗吃月亮”,是不是真的有天狗把月亮吃掉了呢?

生:不是

师:那是怎么一回事呢?

生:月食现象

师:其实月食和日食是一种天文现象。那么日食和月食是怎么形成的呢?请大家看屏幕(课件演示)

知道了日食、月食的成因后,大家就明白“天狗吃月”是一种迷信说法,所以,在以后的学习中我们一定要用更多的科学知识来武装自己的头脑,去揭穿那些迷信和骗人的小把戏。

科学家就利用日食、月食的成因揭开了中国古代文明的密码。

㈢、生活?物理?社会

大家阅读课本上的生活物理社会的`有关知识并同时思考这两个问题:

科学家是如何来确定夏商周的年代的?

㈣、光速

大家看,打开电灯,房间墙壁立刻被照亮了,光的传播需要时间吗?(…………)实际上很早以前科学家们就争论过这样的问题,那到底需要时间吗?我们可以通过实验来验证。意大利科学家伽利略就做过这样的实验。

学生阅读P101的《光速》

应该说这个实验设计的是很巧妙的,遗憾的是没有成功,这是因为光传播的太快了。

㈤、光速

知道了光速后,我们利用激光制成了激光测距仪。学生阅读激光测距仪,并思考:

①你知道激光测距仪的工作原理吗?

②激光测距技术一般应用在哪些方面?

讨论:那能不能用声呐来测量地球到月球的距离,为什么?

光在真空中传播的速度是3×103m/s,相当于1s内绕地球赤道7圈半。

我们还可以利用孙悟空与光比较,孙悟空一个跟斗飞行的距离是十万八千里,约5.4×104km,设翻一个跟斗用的时间是1s,则孙悟空的速度比光在真空中的速度大还是小?(光在真空中的速度大。)

欧姆定律教案 篇5

欧姆定律教案

作为一位不辞辛劳的人民教师,总不可避免地需要编写教案,教案是教学蓝图,可以有效提高教学效率。教案应该怎么写才好呢?下面是小编为大家整理的欧姆定律教案,欢迎阅读与收藏。

欧姆定律教案 篇6

一、教学任务分析

拓展型课程中的“电源”和“闭合电路欧姆定律”是基础型课程中部分电路的延伸,是“电路”一章中的核心知识。内容不仅涉及到电流、电阻、电压及电动势等物理量,还通过对电池供电原理以及非静电力做功等内容的详细介绍,突出闭合电路中能量转化和能量守恒的规律。

“电源”和“闭合电路欧姆定律”涉及到的新概念较多并且抽象,如电动势、外电压、内电压、外电阻、内电阻等等,学生掌握这些概念均有一定的难度。建立闭合电路欧姆定律的探究过程,不仅要有较强的动手实验获取数据的能力,还要学生具有较高的处理数据的理性分析能力。

让学生感受电池,制作水果电池,体会物理与生活的联系,打破对电池认识的神秘感,甚至给学生一个发明创造的欲望,从而感受成功的喜悦或失败的经历。

本节课通过对教材内容的合理整合,探究活动的科学设计,较好地达成了学习目标。

二、学习目标

1.知识与技能

(1)知道电源电动势及内阻概念,知道化学电池的工作原理。

(2)理解闭合电路欧姆定律。

(3)通过实验操作,培养动手实验能力。

2.过程与方法

(1)经历实验观察、猜想、验证等过程,感受科学探究的一般方法。

(2)通过对实验数据的分析、归纳,经历物理规律的发现过程。

3.情感、态度和价值观

(1)通过科学探究过程,培养严谨求真的科学态度。

(2)通过对化学电池结构的认识,增强环保意识。

(3)观看“神六”、“核电站”等图片,领略我国电能领域取得的巨大的成就,激发爱国主义的热情。

三、教学重点

电动势概念的建立,探究电源内阻和闭合电路欧姆定律。

四、教学难点

通过实验数据分析,得出电源有内阻以及闭合电路欧姆定律。

五、教学资源

1.实验器材:电压、电流传感器、DIS数据采集器等,水果及铜丝、锌丝等。

2.信息技术:自制FLASH课件。

3.使用教材:上海市现行高级中学课本《物理》拓展型课程I第二册(试用本)(华东师范大学出版社。

六、设计思路

在“电源电动势”和“闭合电路欧姆定律”两节电学内容的教学中,通常我们的教学设计是根据高中物理教材中提供内容按次序而进行的。在教学内容上,从非静电力做功引入电动势的概念,强调电动势是将其他形式的能转化为电能的本领,在实验得到电源的内外电压之和为电源电动势的基础上,借助欧姆定律,推导出闭合电路欧姆定律。在教学次序上,先电源电动势,后闭合电路欧姆定律。

由于人们对事物的认识是一个渐进的过程,在不同的阶段有着不一样的认知水平,学生对电动势概念的理解也不会是一步到位的,需要一个螺旋上升的过程,所以,我们在对“电动势”和“闭合电路欧姆定律”两节内容研究后,将教材内容进行了有机的整合,设计出两个双循环的教学过程。

第一个双循环针对电动势而言。电动势的概念是掌握闭合电路欧姆定律的关键和基础,考虑到电动势概念比较抽象,涉及的知识面较广,学生全面、深刻地理解它是有困难的。在电动势教学的第一循环中,仅仅指出电源电动势是由电源本身的特性决定的,它在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压,它可以用电压表直接测量出来。在第二循环中,指出它是表征电源将其他形式的能转化为电能本领的物理量,电源电动势和电路断开时电源两极间的电压有相同的大小和单位,但他们的。物理含义不同。

第二个双循环针对闭合电路欧姆定律而言。在第一循环中,通过多组电流、电阻的实验数据,让学生通过探究得到电源有内阻,并进一步得到闭合电路欧姆定律,改变了传统教学中先将电源的表征量都研究好,待所有概念都解决后,再去研究电路中电流所遵循的规律,即闭合电路欧姆定律。第二循环中,先以作业形式给学生一系列问题,然后让学生通过自主学习、合作学习的`形式完成从能量角度对电源的研究。

考虑到本节课的探究方法与课本中的不同,我们在作业中编排了题目“简述课本中闭合电路欧姆定律的建立过程”,引导学生通过阅读教材,学习到另一种经典的研究方法,即通过探究电动势与电源内、外电压的关系而得出闭合定律欧姆定律。

本节课的教学设计主要针对“电源”和“闭合电路欧姆定律”第一循环的学习,课题名称定为“电源及闭合电路欧姆定律”,教学时间为1课时。

七、教学流程

八、教学过程

(一)情景──回顾历史、引入课题

视频:神舟6号遨游太空。让学生思考电池翼板的作用。

图片:科学家伽伐尼。介绍伽法尼发现电的过程。

图片:科学家伏打照片。介绍伏打及伏打电池,让学生利用所学的化学知识,解释伏打电池的工作原理。

实物:不同类型化学电池。解剖化学电池内部结构,指出废旧电池给人体和环境带来的危害。

制作:自制水果电池。在不同水果中插入锌丝和铜丝,并测量其两丝间的电压。

图片:核电站、三峡。简要介绍我国电力发展情况。

(二)探究──建构概念、建立规律

探究一:影响端电压的因素

师:下面我们以干电池为例来研究电源。如图1是由干电池、电阻箱组成一个电路。为了我们有共同的语言,先介绍两个概念。我们把电源两端的电压称为“端电压”;电源外部所接的电阻称为“外电阻”。图1电路中电源的端电压也就是外电阻上的电压。

师:请大家按图1连接电路,测量电源的端电压,完成下表,并讲一讲你的发现。

电阻箱电阻R

断路

电源端电压U

生:我们发现外电阻R越大,电源端电压U越大,说明端电压与外电阻有关。

生:不同的电源在外电阻相同的情况下U是不同的,说明端电压还与电源有关。

生:电路断开时的端电压仅由电源本身决定。

师:电路断开时,电源两极间的电压是由电源本身决定的,即:不同的电池,在电路断开时,维持两节间电压的本领是不同的。为了描述电源的这种特性,在物理学中,引入了电动势的概念。电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。电动势用符号是E表示,它的单位是伏特。

师:请大家测量课桌上干电池的电动势。

探究二:闭合电路的电流

师:在图1所示的电路中,如果电源的电动势和电阻是已知的,那么,电路中的电流是多少呢?凭你的知识、经验、智慧或灵感,猜测一下。

生:我的猜测是:I=E/R

师:这样的猜测对不对呢?电池的电动势刚才大家已经测量过,下面请大家再测量一下,不同外电阻时电路中的电流,完成下表,最后看看我们的猜测是否正确?

电阻箱电阻R

电路中电流I

生:通过实验,我们发现电流I

师:那么,电流与电动势和外电阻之间关系存在怎样的关系呢?请大家再猜测一下。

生:分母再大一点就行了,我的猜测是,可能是电源内部有电阻。

师:假设你的猜测是正确的,我们不妨将电源内部的电阻叫内阻,用r表示。这时电路中的电流可写成:I=E/(R+r)。现在请大家利用实验数据,根据你们学到的数学知识,一起来找一找r的大小,然后看一看在误差范围内,上述关系是否成立。

生:我将每一组数据代入I=E/(R+r),通过计算的发现,每一次求出的r都在2.3欧姆左右,说明电源存在内阻的假设是成立的,并且电路中的电流应该满足I=E/(R+r)。

生:我是用图像法处理实验数据的。先画出I—R图像,发现图线是曲线,后来将I=E/(R+r)写成R=E/I—r形式,看出电阻R与电流倒数1/I成线性关系。如果I=E/(R+r)成立,那么,通过实验数据画出的R—1/I图像应该是直线,结果利用实验数据作出的图线如图2所示,这就说明了关系式I=E/(R+r)是正确的,而图线的截距为—2.344,说明电源的内阻为2.334欧姆。

师:通过上述分析,我们得出I=E/(R+r)是成立的结论,而且利用图像还得到了电源的内阻。

师:I=E/(R+r)这个规律最早是由欧姆发现的,为了区别在初中所学的欧姆定律,我们将它叫做闭合电路欧姆定律。之所以称为“闭合电路”,是因为I=E/(R+r)涉及到由电源、电阻等整个闭合的电路。而初中学习欧姆定律I=U/R只涉及到整个电路中的一个部分,所以,我们将I=U/R又叫做部分电路欧姆定律。

(三)应用──联系实际、解释实验

题目:探究实验表明,闭合电路中的外电阻越大,电路中的电流越小,电源的端电压越大。请解释之。

解答:根据闭合电路欧姆定律I=E/(R+r)可知,当外电阻R变大时,电路中的电流I必将变小;将I=E/(R+r)代入到U=IR得,U=E/(1+r/R),所以,当外电阻R变大时,电源的端电压U变大。

九、作业设计

本节课在作业设计上,力求使作业能够联系社会,联系生活、联系环境,甚至跳出物理学科本位,同时通过问题设计引导学生有目的地进行自主学习。

自主学习:电子为什么能在电源的内部从正极运动到负极?

自主学习:电动势与电压的区别和联系有哪些?用能量的观点解释电动势的物理意义。

开阔视野:简述课本中闭合电路欧姆定律的建立过程。

拓展研究:课堂实验数据的再研究。

(1)画出U—R、I—R、U—I图像,并用相关理论对图像进行分析。

(2)假设E、r未知,利用实验数据如何计算电源的电动势和内电阻等。

关注生活:查看手机电池上的说明,指出个参数的意义及提出注意事项的理由。

联系实际:为什么日常生活中不用水果电池?并设计一个实验来验证你的想法。

十、教学反思

建构主义告诉我们,知识的获取过程是学习者在一定的情境下,借助其他人的帮助即通过人际间的协作活动而实现的意义建构的过程,获得知识的多少取决于学习者根据自身经验去建构有关知识的能力,而不取决于学习者记忆和背诵教师讲授内容的能力。在教学过程中,我们在得到电源电动势、电流以及外电阻的实验数据后,让学生猜测它们之间的关系,有一位已自学过闭合电路欧姆定律的同学说,电流等于电动势与外电阻的比值。课后我和该同学交谈后发现,学生并不是为了配合我的教学设计而故意讲错的,而是他将以前自学过的知识忘了。通过这次交谈,我对意义建构的理解更深刻了,同时也更坚定了我们的理念,即物理课堂应该是学生通过探究学习而掌握知识的场所。

目前,大家对课程与课堂的教学改革较为重视,改革的力度也较大,但在作业方面改革步伐却是缓慢的。对作业功能的定位很少研究;在教学五环节中布置作业所用的时间是最短的;作业的来源单一,很多时候就是课本或练习册中的几道练习题;题目通常也侧重于理论研究,通过演绎、推理来完成。本节课试图在作业的布置上做一些改革的尝试。努力使作业联系社会,联系生活、联系环境,甚至跳出物理学科本位。作业的主要功能不仅仅是巩固知识、查漏补缺,而且具有承上启下、新旧联系、引导学生进行自主学习等功能。如作业中要求学生对实验数据进行再处理,不仅将课堂的研究引向深入,还为以后“内电阻与电动势的测定”的实验教学打下了伏笔;再如通过作业有目的地引导学生进行自主学习,从而保证了学生用1课时的时间就完成了“电源及闭合电路欧姆定律”第二个循环的学习。另外,自主学习有时是需要引导的,由于我们在课堂上让学生观看了有关电源内部电荷运动的FLASH动画,所以学生课后的自学就变得有趣、轻松和高效,对“电源内部电荷运动原因是由于电荷受到了非静电力的作用”的理解也较为深刻。