《探究歐姆定律》教學案例

這是《探究歐姆定律》教學案例，是優秀的物理教案文章，供老師家長們參考學習。

　　【課標要求】

　　理解歐姆定律并能靈活應用

　　【學情分析】

　　1.對學生原有認知結構的分析：學生在初中已學習過歐姆定律的內容

　　2.學生可能存在的問題：

　　(1)分壓式電路的設計與連接

　?、俨豢磳嶒灄l件，直接設計成限流式電路;

　?、陂_關閉合前滑片P的位置隨意。

　　(2)實驗數據處理

　?、倮L制U-I圖象時，坐標軸上一格習慣取1V或 1A為一個標度;

　?、诋擴-I圖線為曲線時，圖線上某一點電阻值的計算方法與該點切線的斜率相混淆。

　　3.學法指導：通過本節課的學習，要使學生領會物理學的研究方法，領會怎樣提出研究課題，怎樣進行實驗設計，怎樣合理選用實驗器材，怎樣進行實際操作，怎樣對實驗數據進行分析及通過分析得出實驗結論和總結出物理規律.同時要讓學生知道，物理規律必須經過實驗的檢驗，不能任意外推，從而養成嚴謹的科學態度和良好的思維習慣.

　　【教材分析】

　　《歐姆定律》一課，學生在初中階段已經學過，高中安排這節課的目的，主要是讓學生通過課堂演示實驗再次增加感性認識;體會物理學的基本研究方法(即通過實驗來探索物理規律);學習分析實驗數據，得出實驗結論的兩種常用方法——列表對比法和圖象法;再次領會定義物理量的一種常用方法——比值法.這就決定了本節課的教學目的和教學要求.這節課不全是為了讓學生知道實驗結論及定律的內容，重點在于要讓學生知道結論是如何得出的;在得出結論時用了什么樣的科學方法和手段;在實驗過程中是如何控制實驗條件和物理變量的，從而讓學生沿著科學家發現物理定律的歷史足跡體會科學家的思維方法.

　　本節課在全章中的作用和地位也是重要的，它一方面起到復習初中知識的作用，另一方面為學習閉合電路歐姆定律奠定基礎.本節課分析實驗數據的兩種基本方法，也將在后續課程中多次應用.因此也可以說，本節課是后續課程的知識準備階段。

　　【教學目標】

　　1.知識與技能

　　(1)經歷探究導體電壓和電流關系的過程，體會利用U-I圖象來處理、分析實驗數據、總結實驗規律的方法。

　　(2)理解電阻的定義，理解歐姆定律。

　　(3)完成測繪小燈泡伏安特性曲線的實驗，知道伏安特性曲線，知道線性元件和非線性元件。

　　2.過程與方法

　　(1)進一步體會用比值定義物理量的方法。

　　(2)通過實驗，掌握利用分壓電路改變電壓的基本技能;學會一般元件伏安特性曲線的測繪方法。

　　3.情感、態度與價值觀

　　通過教師的適時引導和學生的自主探究，促進師生之間、生生之間的合作互動，使學生在體驗探究的過程中，感悟科學思想，培養科學精神，實現知識和能力的協調發展。

　　【重點難點】

　　1.教學重點

　　(1)掌握用分壓式電路探究導體電壓和電流關系的過程。

　　(2)能根據實驗數據正確繪制U-I圖象，正確分析圖象中所隱含的信息。

　　2.教學難點

　　(1)分壓式電路的連接及優缺點。

　　(2)對U-I圖像中各類信息的判斷

　　【教學方法】

　　根據本節課有演示實驗的特點，本節課采用以演示實驗為主的啟發式綜合教學法.教師邊演示、邊提問，讓學生邊觀察、邊思考，最大限度地調動學生積極參與教學活動.

　　【教學資源】

　　1.測繪小燈泡伏安特性曲線的實驗器材：學生電源、電鍵、導線、滑動變阻器、小燈泡、電流表、電壓表

　　2.加強U-I圖象繪制與信息判斷，為后面的圖表繪制繼續做準備。

　　【教學過程】

　　(一)引入新課

　　同學們在初中已經學過了歐姆定律的一些基礎知識，今天我們要在初中學習的基礎上，進一步學習歐姆定律的有關知識。

　　(二)進行新課

　　1.歐姆定律

　　教師：既然在導體的兩端加上電壓，導體中才有電流，那么，導體中的電流跟導體兩端的電壓有什么關系呢?下面我們通過實驗來探究這個問題。

　　演示實驗：投影教材圖2.3-1(如圖所示)

　　教師：請一位同學簡述如何利用如圖所示的實驗電路來研究導體A中的電流跟導體兩端的電壓的關系?

　　學生：合上電鍵S，改變滑動變阻器上滑片P的位置，使導體兩端的電壓分別為0、2.0 V、4.0 V、6.0 V、8.0 V，記下不同電壓下電流表的讀數，然后通過分析實驗數據，得出導體中的電流跟導體兩端電壓的關系。

　　教師：選出學生代表，到講臺上讀取實驗數據。將得到的實驗數據填寫在表格中。

　　換用另一導體B，重復實驗。

　　〔投影〕實驗數據如下 U/V 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 I/A 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 導體A I/A 0 0.5 1 1.5 2 2.5 導體B 教師：同學們如何分析在這次實驗中得到的數據?

　　學生：用圖象法。在直角坐標系中，用縱軸表示電壓U，用橫軸表示電流I，根據實驗數據在坐標紙上描出相應的點。根據這些點是否在一條直線上，來研究導體中的電流跟它兩端的電壓的關系。

　　教師：請一位同學上黑板作U-I圖線。其他學生在練習本上作。

　　學生：作圖，如圖所示。

　　教師：這種描點作圖的方法，是處理實驗數據的一種基本方法，同學們一定要掌握。

　　分析圖象，我們可以得到哪些信息?

　　學生：對于同一導體，U-I圖象是過原點的直線，電壓和電流的比值等于一個常數。

　　這個比值可以寫成：R=

　　對于不同的導體，這個比值不同，說明這個比值只與導體自身的性質有關。這個比值反映了導體的屬性。

　　師生互動，得出電阻的概念：電壓和電流的比值R=，反映了導體對電流的阻礙作用，叫做導體的電阻。

　　教師：將上式變形得I=

　　上式表明：I是U和R的函數，即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，這就是我們初中學過的歐姆定律。

　　教師：介紹德國物理學家歐姆和歐姆定律的建立，從而對學生進行思想品德教育。

　　討論：根據歐姆定律I=得R=，有人說導體的電阻R跟加在導體兩端的電壓U成正比，跟導體中的電流I成反比，這種說法對嗎?為什么?

　　學生：這種說法不對，因為電阻是導體本身的一種特性，所以導體的電阻與導體兩端的電壓及導體中的電流沒有關系。

　　教師：電阻的單位有哪些?

　　學生：在國際單位制中，電阻的單位是歐姆，簡稱歐，符號是 Ω。

　　常用的電阻單位還有千歐(kΩ)和兆歐(MΩ)：1 kΩ=103 Ω;1 MΩ=106 Ω

　　教師：1 Ω的物理意義是什么?

　　學生：如果在某段導體的兩端加上1 V的電壓，通過導體的電流是1 A，這段導體的電阻就是1 Ω。所以1 Ω=1 V/A

　　教師：要注意歐姆定律的適用條件：純電阻電路，如金屬導體和電解液。對于含有電動機等的非純電阻電路不適用。

　　〔投影〕例題

　　例：某電阻兩端電壓為16 V，在30 s內通過電阻橫截面的電量為48 C，此電阻為多大?30 s內有多少個電子通過它的橫截面?

　　解析：由題意知U=16 V，t=30 s，q=48 C，

　　電阻中的電流I= =1.6 A

　　據歐姆定律I=得，R= =10 Ω

　　n= =3.0×1020個

　　故此電阻為10Ω，30 s內有3.0×1020個電子通過它的橫截面。

　　〔說明〕使用歐姆定律計算時，要注意I、U、R的同一性(對同一個導體)。

　　2.導體的伏安特性

　　教師：用縱軸表示電流I，用橫軸表示電壓U，畫出的I—U圖線叫做導體的伏安特性曲線。如圖所示，是金屬導體的伏安特性曲線。

　　學生討論：在I—U曲線中，圖線的斜率表示的物理意義是什么?

　　總結：在I—U圖中，圖線的斜率表示導體電阻的倒數。即k=。圖線的斜率越大，電阻越小。

　　教師：伏安特性曲線是過坐標原點的直線，這樣的元件叫線性元件。

　　實驗：

　　(1)測繪小燈泡的伏安特性曲線(告訴學生我們會親自去做實驗)

　　(2)用晶體二極管、電壓表、電流表、滑動變阻器、電鍵連成如左下圖所示的電路，改變電壓和電流，畫出晶體二極管的伏安特性曲線，右下圖所示，可以看出圖線不是直線。

　　教師：伏安特性曲線不是直線，這樣的元件叫非線性元件。

　　(三)課堂練習

　　1.兩電阻R1、R2的伏安特性曲線如右圖所示，由圖可知：

　　(1)這兩電阻的大小之比R1∶R2為_______

　　A.1∶3 B.3∶1 C.1∶ D. ∶1

　　(2)當這兩個電阻上分別加上相同電壓時，通過的電流之比為_______

　　A.1∶3 B.3∶1 C.1∶ D. ∶1

　　解析：(1)由歐姆定律I=可知，在I—U圖線中，圖線的斜率k= =，即電阻的大小等于伏安特性曲線斜率的倒數。

　　R1∶R2=tan30°∶tan60°=1∶3。所以A選項正確。

　　(2)由歐姆定律I=可知，給R1、R2分別加上相同的電壓時，通過的電流與電阻成反比I1∶I2=R2∶R1=3∶1，故B選項正確

　　2.若加在某導體兩端的電壓變為原來的3/5時，導體中的電流減小了0.4 A.如果所加電壓變為原來的2倍，則導體中的電流多大?

　　解：由 得 A

　　又 ，所以 A

　　說明：(1)用I—U圖像結合比例式解題，顯得更直觀、簡捷。物理意義更鮮明。

　　(2)導體的電阻是導體自身的一種屬性，與U、I無關，因而 ，用此式討論問題更簡單明了。

　　(四)課堂總結、點評

　　教師活動：讓學生概括總結本節的內容。請一個同學到黑板上總結，其他同學在筆記本上總結，然后請同學評價黑板上的小結內容。

　　學生活動：認真總結概括本節內容，并把自己這節課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結，看誰的更好，好在什么地方。

　　點評：總結課堂內容，培養學生概括總結能力。

　　教師要放開，讓學生自己總結所學內容，允許內容的順序不同，從而構建他們自己的知識框架。

　　作業：書面完成P48和“問題與練習”第2、3、4題

　　【教學后記】

　　新課改新要求下更需要學生的自主學習能力，所以我應該更加信任學生的能力，不要不放心，更不能不放手，應該重點培養他們的學習能力。

　　這節課對學生來說并不是很陌生，所以課堂應盡可能的放手讓學生自主探究學習，調動學生的主動性，提高學習物理的興趣。學生能自己解決的問題就讓學生自己思考、討論處理，老師就當好領路人就行。