2022年人教版高中物理選修31教案第二章第3節(jié)歐姆定律

1、第 15 課時其次章 恒定電流第 3 節(jié) 歐姆定律【課前預(yù)備】【課型】 新授課【課時】 1 課時【教學(xué)三維目標(biāo)】（一）學(xué)問與技能1.知道什么是電阻及電阻的單位2.把握歐姆定律 ,并能嫻熟地用來解決有關(guān)的電路問題 .3.知道導(dǎo)體的伏安特性, 知道什么是線性元件和非線性元件 的測繪方法 . （二）過程與方法.學(xué)會一般元件伏安特性曲線1.經(jīng)受探究導(dǎo)體導(dǎo)體電壓和電流關(guān)系的過程體會利用 U-I 圖象來處理、分析試驗數(shù)據(jù)、總結(jié)試驗規(guī)律的方法2.運用數(shù)學(xué)圖象法處理物理問題,培育同學(xué)運用數(shù)學(xué)進行規(guī)律推理的才能（三）情感態(tài)度與價值觀通過介紹歐姆的爭論過程和“ 歐姆定律”的建立,激發(fā)同學(xué)的創(chuàng)新意識,重視同學(xué)對物理

2、規(guī)律的客觀性、普遍性和科學(xué)性的熟悉,通過電流產(chǎn)生的歷史材料的介紹,使同學(xué)明白學(xué)問規(guī)律的形成要經(jīng)過漫長曲折的過程,培育他們學(xué)習(xí)上持之以恒的思想品質(zhì)【教學(xué)重點難點】重點： 歐姆定律的內(nèi)容、表達(dá)式、適用條件及利用歐姆定律分析、解決實際問題難點： 伏安特性曲線的物理意義【教學(xué)方法】 探究、講授、爭論、練習(xí)【教學(xué)過程】【復(fù)習(xí)引入】【問題】 什么是電流？【回答】 大量電荷定向移 動形成電流【問題】 電流形成的條件是什么？【回答】 導(dǎo)體,有自由移動電荷,可以定向移動同時導(dǎo)體也供應(yīng)自由電荷定向移動的“ 路”導(dǎo)體包括金屬、電解液等,自由電荷有電子、離子等導(dǎo)體內(nèi)有電場強度不為零的電場,或者說導(dǎo)體兩端有電勢差,從而

3、自由電荷在電場力作用下定向移動連續(xù)電流形成條件：要形成連續(xù)電流,導(dǎo)體中場強不能為零,要保持下去,導(dǎo)體兩端保持電勢差（電壓） 電源的作用就是保持導(dǎo)體兩端電壓,使導(dǎo)體中有連續(xù)電流【問題】 電荷定向移動形成的電流,導(dǎo)體的電阻以及導(dǎo)體兩端的電壓之間有什么樣的關(guān)系呢？3 歐姆定律一、 歐姆定律【演示】 如下列圖的試驗電路來爭論導(dǎo)體A 中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓的關(guān)系. 【問題】 在導(dǎo)體的兩端加上電壓,導(dǎo)體中才有電流,那么,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓有什么關(guān)系呢？【試驗探究過程】合上電鍵 S,轉(zhuǎn)變滑動變阻器上滑片P 的位置,使導(dǎo)體兩端的電壓分別為0、2.0 V、4.0 V、6.0 V、8.0 V,登記不同

4、電壓下電流表的讀數(shù),然后通過分析試驗數(shù)據(jù),得出導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系；將得到的試驗數(shù)據(jù)填寫在表格中,換用另一導(dǎo)體 B,重復(fù)試驗；試驗數(shù)據(jù)如下U/V 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 導(dǎo)體 AI/A I/A 導(dǎo)體 B【問題】 如何分析在這次試驗中得到的數(shù)據(jù)？【回答】 用圖象法；在直角坐標(biāo)系中,用縱軸表示電壓 U,用橫軸表示電流 I,依據(jù)試驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描出相應(yīng)的點；依據(jù)這些點是否在一條直線上,來爭論導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓的關(guān)系；【演示】 作 U-I 圖線【問題】 這種描點作圖的方法,是處理試驗數(shù)據(jù)的一種基本方法,分析圖象,我們可以得到哪些信息？【回答】 對于同

5、一導(dǎo)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(shù)；這個比值可以寫成：【說明】 對于不同的導(dǎo)體,這個比值不同,RU I這個比說明這個比值只與導(dǎo)體自身的性質(zhì)有關(guān)；值反映了導(dǎo)體的屬性；【總結(jié)】 電壓和電流的比值RU,反映了導(dǎo)體對電流的阻礙作用,叫做導(dǎo)體的電阻；I【推導(dǎo)】 將上式變形得IU R上式說明： I 是 U 和 R 的函數(shù)【推導(dǎo)】 導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比,這就是歐姆定律 . 【解說】 介紹 德國物理學(xué)家歐姆最早用試驗爭論了電流跟電壓、電阻的關(guān)系, 最終得出用他的名字命名的定律【爭論】 依據(jù)歐姆定律IU得RU,有人說導(dǎo)體的電阻R跟加在導(dǎo)體兩端的電壓

6、U 成RI正比,跟導(dǎo)體中的電流I 成反比,這種說法對嗎？為什么？【回答】 這種說法不對, 由于電阻是導(dǎo)體本身的一種特性,壓及導(dǎo)體中的電流沒有關(guān)系 . 【提問】 電阻的單位有哪些？所以導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電【回答】 在國際單位制中,電阻的單位是歐姆,簡稱歐,符號是 . 常用的電阻單位仍有千歐（k ）和兆歐（ M ）：1 k =103 1 M =106【提問】 1 的物理意義是什么？【回答】 假如在某段導(dǎo)體的兩端加上1 V 的電壓,通過導(dǎo)體的電流是1 A,這段導(dǎo)體的電阻就是 1 ；所以 1 =1 V/A 【強調(diào)】 要留意歐姆定律的適用條件：純電阻電路,如金屬導(dǎo)體和電解液；對氣體導(dǎo)體和半導(dǎo)體元件并

7、不適用 . 對于含有電動機等的非純電阻電路不適用 .使用歐姆定律運算時,要注意 I、U、R的同一性（對同一個導(dǎo)體）. 【例題】 某電阻兩端電壓為 16 V,在 30 s 內(nèi)通過電阻橫截面的電量為 48 C,此電阻為多大？30 s 內(nèi)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Iq=1.6 A t據(jù)歐姆定律 I U得,Rn q =3.0 1020 個eRU=10 I故此電阻為10 , 30 s 內(nèi)有 3.0 1020個電子通過它的橫截面二、 導(dǎo)體的伏安特性【過渡】 把所得數(shù)據(jù)描畫在U-I 直角坐標(biāo)系中,確定U 和 I 之間的函數(shù)關(guān)系【提問】

8、 這些點所在的曲線包不包括原點？【回答】 包括,由于當(dāng)U=0 時,I=0. 【提問】 這些點所在曲線是一條什么曲線？【回答】 過原點的斜直線【歸納】 用縱軸表示電流I,用橫軸表示電壓U,畫出的 IU 圖線叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線；如下列圖,是金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線；【提問】：在 IU 曲線中,圖線的斜率表示的物理意義是什么？【回答】 在 IU 圖中,圖線的斜率表示導(dǎo)體電阻的倒數(shù)；即kI1；圖線的斜率越大,UR電阻越??；【總結(jié)】 伏安特性曲線是過坐標(biāo)原點的直線,具有這樣伏安特性的電學(xué)元件叫線性元件；【展現(xiàn)】 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

9、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；【總結(jié)】 伏安特性曲線不是直線,電流與電壓不成比例,這類的元件叫非線性元件；【試驗】測繪小燈泡的伏安特性曲線 裝置如下列圖由于小燈泡的電阻較小,為了減小誤差, 可采納電流表外接法,試驗中滑動變阻器采納分壓器方式的接法,這樣小燈泡的電壓變化范疇較大（從零開頭逐步增大到接近額定電壓）,開 關(guān)閉合前, 調(diào)劑滑動變阻器的滑片,使它靠近電路圖中變阻器左端接線柱,這時小燈泡的電 壓為 0. 【說一說】下圖是某晶體二極管的伏安特性曲線,請你依據(jù)這條曲線說出通過二極管的電 流和二極管兩端的電壓的關(guān)系【課時小結(jié)】通過本節(jié)課的學(xué)習(xí), 我們知道了電阻的定義：導(dǎo)體對電流的阻礙作用,叫做導(dǎo)體的電阻,. 歐姆定律的內(nèi)容： 導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比,這就是我們中學(xué)學(xué)過的歐姆定律,表達(dá)式：IU,歐姆定律的適用條件：純電阻電路,如金屬導(dǎo)R體和電解液 .對氣體導(dǎo)體和半導(dǎo)體元件并不適用. 對于含有電動機等的非純電阻電路不適用使用歐姆定律運算時,要留意I、U、R 的同一性（對同一個導(dǎo)體）.及導(dǎo)體的伏安特性曲線【布置作業(yè)】課本 P48,問題與練習(xí) 1,2,3,4,5 【板書設(shè)計】3 歐姆定律 一、歐姆定律電阻的定義：導(dǎo)體對電流的阻礙作用,叫做導(dǎo)體的電阻歐姆定律的內(nèi)容：導(dǎo)