《歐姆定律》設(shè)計 優(yōu)秀

《歐姆定律》教學(xué)設(shè)計課題：歐姆定律第1,2課時教學(xué)目標(biāo)知識與技能1．理解產(chǎn)生電流的條件。2．理解電流的概念和定義式I＝q/t，并能進(jìn)行有關(guān)計算。3．了解直流電和恒定電流的概念。4．知道公式I＝nqvS，但不要求用此公式進(jìn)行計算。5．熟練掌握歐姆定律及其表達(dá)式I＝U/R，明確歐姆定律的適用范圍，能用歐姆定律解決有關(guān)電路問題。6．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。7．知道電阻的定義及定義式R＝U/I。過程與方法1．培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用歐姆定律分析、處理實際問題的能力。2．培養(yǎng)學(xué)生重視實驗、設(shè)計實驗、根據(jù)實驗分析、歸納物理規(guī)律的能力。3．培養(yǎng)學(xué)生用公式法和圖象法相結(jié)合的解決問題的能力。情感態(tài)度與價值觀1．分析電流的產(chǎn)生有其內(nèi)因和外因，引導(dǎo)學(xué)生研究自然科學(xué)時要堅持辯證唯物主義觀點。2．歐姆定律由實驗演繹得出，培養(yǎng)學(xué)生動手能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、務(wù)實求真的科學(xué)態(tài)度。3．處理實驗數(shù)據(jù)有列表法和圖象法。而圖象法直觀形象，滲透數(shù)學(xué)思維，要培養(yǎng)學(xué)生尊重實驗結(jié)果，尊重客觀規(guī)律。重點正確理解歐姆定律并能解決實際問題難點電流概念的理解；電阻的伏安曲線。教學(xué)方法、手段電化教學(xué)手段教學(xué)過程（教學(xué)設(shè)計）：步驟、內(nèi)容、教學(xué)活動個性補充1．引入新課前面學(xué)習(xí)過電場知識，電場對放入其中的電荷有力的作用，促使電荷移動，電荷的定向移動就形成電流，這節(jié)課我們將在初中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上對電流作進(jìn)一步的了解。2．新課教學(xué)(1)電流①什么是電流？大量電荷的定向移動形成電流。②電流形成的條件是什么？內(nèi)因——有自由移動的電荷。金屬中有自由移動的電子，電解液中有自由移動的離子。絕緣體中沒有自由移動的電荷，其中不能形成電流。那么，為什么用電流表直接連接金屬導(dǎo)體兩端卻沒有讀數(shù)？這是因為，導(dǎo)體中大量的自由電荷永不停息地做無規(guī)則的熱運動，向各個方向運動的機(jī)會均等，不會出現(xiàn)大量自由電荷定向移動的現(xiàn)象，也就是說沒有電流。要使大量自由電荷做定向移動，必須要有一種力，這種力就是電場力。[演示]按圖1連接圖1小燈泡發(fā)光，有電流流過小燈泡。外因——導(dǎo)體兩端存在電壓。當(dāng)導(dǎo)體與電源連接時，它的兩端有了電壓，導(dǎo)體中就有了電場，這樣導(dǎo)體中的自由電荷在電場力作用下定向移動形成電流。干電池、蓄電池、發(fā)電機(jī)等都是電源，它們的作用是保持導(dǎo)體兩端的電壓，使導(dǎo)體中有持續(xù)的電流。③電流的強弱——用電流(I)表示。a．定義——通過導(dǎo)體橫截面的電荷量q跟通過這些電荷量所用時間t的比值叫電流，用I表示。b．表達(dá)式：I＝eq\f(q,t)c．單位：安培(A)d．電流的方向——規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向。e．電流是標(biāo)量。④直流電：方向不隨時間而改變的電流。恒定電流：方向和強弱都不隨時間而改變的電流。(2)既然導(dǎo)體兩端有電壓，才有電流流過導(dǎo)體，那么導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓有什么關(guān)系呢？圖2[演示]先讓學(xué)生設(shè)計電路示意圖，然后用多媒體顯示如圖2所示，學(xué)生在教師指導(dǎo)下用導(dǎo)線連接實物，并要求學(xué)生注意電表的正負(fù)接線柱接法。連好線后閉合開關(guān)S，指導(dǎo)學(xué)生調(diào)節(jié)滑動變阻器，記下電壓表、安培表的讀數(shù)，填入下表，再移動滑片P，同樣記下讀數(shù)，這樣得出大約6組數(shù)據(jù)。U(伏)I(安)對表中數(shù)據(jù)分析可知，導(dǎo)體兩端電壓升高，導(dǎo)體中的電流也增大，但在誤差允許范圍內(nèi)U/I＝定值。對數(shù)據(jù)的處理除用列表法外，還可以用什么方法？圖象法：先畫直角坐標(biāo)IU，然后標(biāo)刻度，按上述數(shù)據(jù)描點，連點成直線Ⅰ，連點時要使盡量多的點落在一條直線上，不在直線上的點，要對稱地分布在直線兩側(cè)。取下R，換上R′，重做上述實驗，可得另一條直線Ⅱ。分析上述實驗，得知：a．導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比，即I∝U，U2/I2＞U1/I1。b．在同樣電壓情況下，U/I值大的電流小，U/I值小的電流大，即U/I值反映了導(dǎo)體阻礙電流的性質(zhì)。①電阻定義：導(dǎo)體兩端電壓與通過導(dǎo)體電流的比值，叫做這段導(dǎo)體的電阻。定義式：R＝U/I對于同一段導(dǎo)體；不論電壓和電流大小怎樣變化，比值R是恒定的。不能從數(shù)學(xué)角度認(rèn)為R與U成正比，與I成反比。單位：歐姆(Ω)，1Ω＝1V/A。②歐姆定律德國物理學(xué)家歐姆最早用實驗研究了電流與電壓、電阻之間的關(guān)系，得出了用他的名字命名的定律。定律內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體的電阻R成反比。公式：I＝U/R。單位：1A＝1V/Ω。適用范圍：金屬導(dǎo)體、電解液。③導(dǎo)體的伏安特性如圖所示I－U圖線叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線，符合歐姆定律的導(dǎo)體的伏安特性曲線是一條通過坐標(biāo)原點的直線。具有直線伏安特性的電學(xué)元件叫做線性元件。提問：如圖所示，圖中兩條直線哪一條代表的電阻大？不符合歐姆定律的導(dǎo)體和器件，電流和電壓不成正比，伏安特性曲線不是直線，這種電學(xué)元件叫做非線性元件。(四)總結(jié)、擴(kuò)展通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，使我們了解電流的形成需要有自由電荷和導(dǎo)體兩端有電壓，應(yīng)用電場知識可以充分理解。在實驗的基礎(chǔ)上，我們知道歐姆定律的內(nèi)容及其適用范圍。同時還充分理解電阻R＝U/I的物理意義，它是定義式，不是決定式，不能用純數(shù)學(xué)關(guān)系來理解物理公式，最后了解金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線是一條通過原點的直線。活動與探究課題：測繪晶體二極管的伏安特性曲線。過程：1．討論、設(shè)計合理的實驗電路圖；2．選擇合適的實驗器材(特別是測量儀器的選取)；3．電路的連接、儀器的使用注意事項；4．實驗過程的安排以及操作順序；5．實驗數(shù)據(jù)的處理：要求至少測8組數(shù)據(jù)以上，利用坐標(biāo)紙作圖，要求數(shù)據(jù)列表，在坐標(biāo)紙中建立合適坐標(biāo)系后作出圖象；6．討論總結(jié)晶體二極管的伏安特性曲線的特點，并將其與一般金屬導(dǎo)體電阻的伏安特性曲線進(jìn)行對比分析。eq\o(\s\up7(),\s\do5(備課資料))歐姆和歐姆定律的建立歐姆(1787～1854年)，1787年3月16日生于德國埃爾蘭根城，父親是鎖匠。父親自學(xué)了數(shù)學(xué)和物理方面的知識，并教給少年時期的歐姆，喚起了歐姆對科學(xué)的興趣。16歲他進(jìn)入埃爾蘭根大學(xué)研究數(shù)學(xué)、物理和哲學(xué)，由于經(jīng)濟(jì)困難，中途輟學(xué)，到1813年才完成博士學(xué)業(yè)。歐姆是一個很有天才和科學(xué)抱負(fù)的人，他長期擔(dān)任中學(xué)教師，由于缺少資料和儀器，給他的研究工作帶來不少困難，但他在孤獨與困難的環(huán)境中始終堅持不懈地進(jìn)行科學(xué)研究，自己動手制作儀器。歐姆對導(dǎo)線中的電流進(jìn)行了研究。他從傅立葉發(fā)現(xiàn)的熱傳導(dǎo)規(guī)律中受到啟發(fā)，導(dǎo)熱桿中兩點間的熱流正比于這兩點間的溫度差。因而歐姆認(rèn)為電流現(xiàn)象與此相似，猜想導(dǎo)線中兩點之間的電流也許正比于它們之間的某種驅(qū)動力，即現(xiàn)在所稱的電動勢。歐姆花了很大的精力在這方面。開始他用伏打電堆作電源，但是因為電流不穩(wěn)定，效果不好。后來他接受別人的建議改用溫差電池作電源，從而保證了電流的穩(wěn)定性。但是如何測量電流的大小，這在當(dāng)時還是一個沒有解決的難題。開始，歐姆利用電流的熱效應(yīng)，用熱脹冷縮的方法來測量電流，但這種方法難以得到精確的結(jié)果。后來他把奧斯特關(guān)于電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)和庫侖扭秤結(jié)合起來，巧妙地設(shè)計了一個電流扭秤，用一根扭絲懸掛一磁針，讓通電導(dǎo)線和磁針都沿子午線方向平行放置；再用鉍和銅溫差電池，一端浸在沸水中，另一端浸在碎冰中，并用兩個水銀槽作電極，與銅線相連，當(dāng)導(dǎo)線中通過電流時，磁針的偏轉(zhuǎn)角與導(dǎo)線中的電流成正比。實驗中他用粗細(xì)相同長度不同的八根銅導(dǎo)線進(jìn)行了測量，得出了如下的等式：X＝eq\f(a,b＋x)。式中X是磁效應(yīng)強度，即電流的大小；a是與激發(fā)力有關(guān)的常數(shù)，即電動勢；x表示導(dǎo)線的長度，b是與電路其余部分的電阻有關(guān)的常數(shù)，b＋x實際上表示電路的總電阻。這個結(jié)果于1826年發(fā)表。1827年歐姆又在《動電電路的數(shù)學(xué)研究》一書中，把他的實驗規(guī)律總結(jié)成如下公式：S＝γE式中S表示電流，E表示電動力，即導(dǎo)線兩端的電勢差，γ表示導(dǎo)線對電流的傳導(dǎo)率，其倒數(shù)即為電阻。歐姆定律發(fā)現(xiàn)初期，許多物理學(xué)家不能正常理解和評價這一發(fā)現(xiàn)，并提出懷疑和尖銳的批評。研究成果被忽視和經(jīng)濟(jì)的極其困難使歐姆精神抑郁。直到1841年英國