欧姆定律教案文档格式.docx
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在水泥路上在泥路上材料不同
在直路上在弯曲的路上长度不同
电流----汽车电阻-----路况
从日常生活中骑自行车、步行时要受到阻碍的情况提出问题:
影响导体电阻大小的因素可能有哪些?
表1:
接入导体
长度
横截
面积
电流
大小
电阻
A(镍铬合金线)
L
S
B(镍铬合金线)
L/2
结论1:
导体的电阻跟________有关,导体的长度越长,电阻越_______。
表2:
C(镍铬合金线)
2S
结论2:
导体的电阻跟______有关,导体的横截面积越大,电阻越______。
表3:
D(镍铬合金线)
结论3:
导体的电阻跟________有关,导体的材料不同,电阻越________。
教师介绍电阻的单位、符号以及常用单位和换算关系。
提问:
常见的物体是否都能导电?
为什么常见的电线都是在金属线的外面包一层塑料或橡胶皮?
活动三:
你会判断导体吗?
给你一杯盐水、一把塑料尺、一枚硬币、一支铅笔芯,你能判断谁是导体?
谁是绝缘体?
需要什么器材?
怎样设计实验?
教师可以提出让学生试试身边的其他物体,如:
纸、钥匙、圆珠笔、笔袋、衣服、橡皮……
投影:
导体——容易导电的物体;
绝缘体——不容易导电的物体。
导体和绝缘体是否有绝对的界限?
请同学们思考并举例。
如果经常注意观察和思考,其实这样的例子还有很多,如:
玻璃、胶木等经高温灼烧后,可造成绝缘破坏,变为导体,引起漏电甚至火灾;
金属铝是导体,但铝的表面生成的氧化铝却是绝缘体。
请大家来观察我演示的这个实验:
按图连接电路,夹子所夹为废灯泡灯心,观察酒精灯未点燃时灯泡能否发光?
点燃酒精灯给灯心加热,当玻璃处于红炽状态时,灯泡能否发光?
所以,导体与绝缘体之间并没绝对的界限。
请大家阅读书81页“物质的导电性”的阅读材料,了解常见物质在通常情况下的导电性。
还有一类物质,其导电性介于导体和绝缘体之间,称为半导体,如锗和硅。
简单介绍半导体材料的特点、应用、发展及对社会的影响。
学生思考,并挑选器材实验探究:
(1)将AB接入电路,先后用一节、两节、三节干电池串联后做电源,观察比较电流表的示数。
电路中接入同一导体时,改变电池节数,即改变导体两端的电压可以改变电路中的电流的大小。
(2)保持干电池节数不变(如两节),改用CD导线接入电路,观察比较用AB导体、CD导体时电流表的示数大小。
交流并分析、归纳得出电阻概念:
导体在导电的同时还存在着对电流的阻碍作用。
不同导体对电流的阻碍作用不同。
所以在电压相同的情况下选用不同导体时,电路中的电流不同。
学生猜想:
导体的电阻可能与导体的材料、长度、横截面积有关。
通过观察实验中什么现象可以比较导体电阻的大小?
阅读课本“方法”的内容,讨论什么是“控制变量法”?
考虑到影响电阻大小的因素较多,应怎样设计实验来探究导体电阻的大小与每一个因素的关系?
学生讨论实验方案并选择器材进行实验。
学生填写实验数据并分析、归纳:
影响导体电阻大小的因素有哪些?
学生思考,并开始设计实验:
学生思考并列出所需器材和判断的方法。
学生分组实验。
学生思考并举例:
空气是好的绝缘体,但夏天打雷闪电时,两块云之间的空气被高压“击穿”变成导体。
再如,纯水是绝缘体,但在水中掺有杂质后,它就能导电了,受潮的木材会导电就是这个原因。
学生认真观察,交流观察到的现象。
学生阅读,并列出常见导体和
常见的绝缘体。
板书设计
14.1电阻
1.电阻定义
2.影响导体电阻大小的因素有哪些?
3.电阻的单位、符号以及常用单位和换算关系
4.什么是导体?
什么是绝缘体?
导体与绝缘体之间并没绝对的界限,在潮湿、高温、高压等条件下,绝缘体可以转化为导体。
5.半导体
课后记:
14.2变阻器
1)知道滑动变阻器的构造、作用和原理;
2)学会正确使用滑动变阻器,培养学生的观察、实验能力。
3)通过演示和分组实验,得出滑动变阻器的使用方法,培养学生的分析概括能力。
通过连续改变电电流的实验,进一步加深学生对电阻在电路中的作用的理解;
通过对连续改变电流仪器的自主设计,感知创新设计的一般方法。
通过对变阻器的设计过程,体验发明创造的科学情趣;
培养学生的实验技能和良好的实验习惯,在实验中形成良好的合作意识。
变阻器的原理及使用.
根据要求正确连接与使用变阻器.
接线板、演示用电流表、干电池组、开关、导线若干、小灯泡、滑动变阻器、电阻箱、调光台灯、半导体收音机一台、电位器、投影仪.
上节课,我们通过将不同材料的金属丝接入电路,发现他们对电流的阻碍作用不同,从而认识到导体有电阻,并且进一步研究得出影响导体电阻的因素。
哪位同学来说说影响导体电阻的因素有哪些?
按照材料的导电性能我们将材料分为导体、绝缘体和半导体。
在我们的生活中有哪些材料是导体?
哪些是绝缘体?
哪些材料可能是导体,还可能是绝缘体?
一、活动:
用铅笔芯使用电路中的电流连续地变化
教师取出一根铅笔,用刀将铅笔剖开,仔细取出铅笔芯,注意不要折断。
用铅笔芯代替前面实验中金属丝按照书87页图14-5连接电路.
问:
铅笔芯是导体还是绝缘体?
如果想要改变接入电路中的铅笔芯的长度,谁有办法,请来操作一下。
在滑动过程中同学们观察到了什么现象?
我们在这个过程中电源没动,是同一个电源,灯的亮、暗又说明了什么问题?
也就是说在相同电压下,电流大、电阻小;
电流小、电阻大。
我们是通过什么方式来改变导体的电阻的?
肯定学生的表现。
同学们这就是变阻器的工作原理。
(板书课题)
老师有一个问题需要同学们帮助,在前面一节课中我们在电路中接入长1m,横截面积是1mm2的镍铬合金的电阻是0.1Ω。
如果老师需要电阻在0~10Ω范围内变化,使用电阻最大的镍铬合金丝,需要多长?
也就是说,要想将接入电路的电阻从0变化到10Ω,就必须进行一次百米跑,这样做可行吗?
同学们有什么办法呢?
怎样使用它呢?
我们把这样一种变阻器称为“滑动变阻器”。
二、介绍滑动变阻器的构造
同学们面前的就是实验室常用的滑动变阻器.请大家仔细观察并对照课本弄清滑动变阻器的构造和结构示意图。
[板书]结构示意图:
(如右图)
变阻器在电路图中的符号:
同学们:
通过阅读教材知道电阻丝是用什么材料做的?
为什么要将电阻丝绕在绝缘瓷管上?
电阻丝外面为什么要涂绝缘层?
教师引导同学们分析后明确:
●滑动变阻器是用电阻率较大的合金线制成的,这种合金线又叫电阻线.
●变阻器是通过改变接入电路中导体的长度来改变其电阻的.要想增大变阻范围,电阻线必须做得很长.因此要将电阻线绕在绝缘管上,并使各线圈间互不接触.
大家有没有发现变阻器滑片上还有一个铭牌,上面写有“20Ω,2A”是什么意思呢?
[板书]1.变阻器铭牌上标出的是滑动变阻器的“最大阻值”和允许通过的“最大电流”。
因此在使用滑动变阻器的时候要注意以下规则。
[投影]滑动变阻器使用规则
●为了防止烧坏变阻器,通过变阻器的电流,不能超过允许的最大值.
●为了避免电路中电流过大,使用变阻器前应将其阻值调到最大.
请大家观察下面现象。
[演示]
1.用调光台灯的控光旋钮,改变灯的亮度。
2.用收音机控制音量的旋钮改变收音机的音量。
光亮的控制、改变,收音机音量的控制、改变就是利用变阻器来实现的.收音机控制音量的变阻器是我们教材中图14-6中的(c)图——电位器。
[板书]2.变阻器的分类:
滑动变阻器、电阻箱、电位器。
同学们想不想试试怎样用滑动变阻器来改变灯泡的亮度呢?
三、活动:
学习使用滑动变阻器
同学们先移动滑动变阻器的滑片,看一下滑片滑过的地方有什么特别吗?
为什么呢?
是因为变阻器使用太多,不小心刮掉了吗?
同学们现在可以设计电路,进行实验,在设计和实验过程中弄清下列问题.
[投影]
●哪两个接线柱之间的电阻是不变的?
●移动滑片时,哪两个接线柱之间的电阻随着改变?
向哪个方向移动,电阻变大?
●使灯泡和变阻器中电流大小相等,变阻器应与灯泡串联还是并联?
●要能控制电流的大小,应使用滑动变阻器的哪两个接线柱?
●要使灯泡由暗变亮,接通电路前应将滑片放到什么位置上?
●滑动变阻器是怎样改变电流大小的?
教师巡视指导。
请同学们说说你们的收获吧。
我发现有些组使灯由暗变亮有的从左向右滑,有的组是从右向左滑。
请同学将你们滑动变阻器不同的连接情况画在黑板上。
引导学生仔细观察比较各组变阻器的连接情况,分析产生区别的原因,进一步弄清滑动变阻器的使用规则及方法.
我们发现,各个小组的连接方式归纳起来一共有四种:
接A与C;
接A与D;
接B与C;
接B与D。
大家想想:
要控制电路中电流的大小,改变小灯泡的亮度,滑动变阻器应该怎样接入电路?
要使灯由暗变亮,接通电路前应将滑动变阻器滑片放在电阻的哪个位置上呢?
变阻器能起到什么作用呢?
为什么有些组滑片放在最左(A)端,有的组却放在最右(B)端,难道最大值位置有两个吗?
投影学生探究报告,互相交流、学习.鼓励同学们在科学探究的过程中养成良好的习惯,培养科学的态度。
[板书]
3.接通电路前应将滑动变阻器滑片放在阻值最大处。
4.变阻器的接法:
必须串联接入电路,并使用“一上、一下”两个接线柱。
5.变阻器的原理:
通过改变接入电路电阻丝的长度来改变电阻的。
四、小结并布置作业。
引导学生归纳、总结本课内容。
学生举手回答
学生思考回答
铅笔芯接入电路,电灯能发光,所以铅笔芯是导体.
学生:
将连接铅笔芯的导线一端打开,并使其在铅笔芯上滑动。
现象:
灯泡的亮度发生了变化.连入电路的铅笔芯越长,灯越暗;
连入电路的铅笔芯越短,灯越亮。
灯泡的亮暗,说明通过灯泡中的电流大小不同,灯亮时电流大,灯暗时电流小。
导体电阻的大小与导体的长度有关.在相同粗细的条件下,导体越长,电阻越大;
导体越短,电阻越小。
是通过改变导体在电路中的长度来改变电阻,从而改变电路中的电流。
需100m.
将100m长的镍铬线绕成像弹簧那样的圈,就能减小长度。
需要使用哪部分,就在哪个地方抽出一个头.就像刚才实验中在铅笔芯上滑动一样,用一个头在线圈上滑动就可以。
学生思考并回答
学生尝试并观察。
滑片滑过的地方绝缘漆被刮去了。
(学生讨论)不是不小心刮掉了.必须刮掉这些地方的绝缘漆,滑片到达时,变阻器才能接入电路。
学生操作。
实验结束,各组进行交流,提出发现的问题。
把AB或CD两个接线柱串联接入电路时,灯泡的亮度都不变,说明AB间和CD间的电阻都不变;
但是接C、D时灯很亮,说明C、D间电阻很小,几乎为零;
接A、B时灯很暗说明A、B间的电阻很大.
学生画图。
学生回答。
如图,如果使用接线柱CA或DA,电阻丝段被接入电路,这时电阻值最大的位置滑片P应在端,滑片从B端向A端滑动时,电阻逐渐电流逐渐,灯泡由暗变。
如果使用接线柱CB或DB,则电阻丝部分被连入电路,电阻最大值的位置就应是滑片P在端,而要使灯由暗变亮,滑片要从A端向B端滑动。
14.2滑动变阻器
1.原理:
通过改变导体在电路中的长度来改变电阻.
2.构造:
电阻丝绕成的线圈、绝缘管、金属棒、滑片.
3.结构示意图:
(略)
4.电路图中符号:
5.使用规则:
a.首先观察变阻器的铭牌,弄清变阻器的最大值和允许通过的最大电流.b.连接时要将滑动变阻器的“一上、一下”两个接线柱串联接入所要控制的电路中.c.闭合电路前,应将滑动变阻器滑片调到阻值最大的位置上.
14.3欧姆定律
1知道研究电流跟电压关系的实验方法和实验电路图。
2知道研究电流跟电阻关系的实验方法和实验电路图。
3在R一定,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。
4在U一定,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
通过实验得出I与U的关系和I与R的关系。
理解I、U、R的比例关系。
演示:
电池,小灯泡(2.5V和3.8V),导线;
学生:
电流表,电压表各一个,电池组,定值电阻5欧、10欧、15欧各一个,开关.
一.复习提问
1.电流形成的原因?
2.什么是电阻?
二.演示实验,引入新课。
(1)用同一个小灯泡分别用二节干电池和一节供电,为什么用二节时较亮?
当电阻一定,电流跟电压之间有怎样的定量关系呢?
(2)用同一节电池分别对2.5V和3.8V小灯泡供电,为什么2.5V小灯泡较亮,当电压一定,电流跟电阻之间有怎样的定量关系呢?
三.猜想
电路中的电流大小与电路两端电压和电路中的电阻有关!
猜想1:
电路两端电压越大,电路中的电流越大。
猜想2:
电路中的电阻越大,电路中的电流越小。
四.设计实验
(1)用实验来研究U、I、R的关系应该采用怎样的研究方法?
如何设计电路?
(2)制定实验方案:
①保持电阻R不变,研究通过它的电流与其两端电压的关系。
当电阻R保持不变时,怎样研究电压对电流的影响?
按照设计电路进行连接,选定所用电阻R的阻值。
实验序号
U/V
I/A
①
②
③
分析数据,得出结论。
②保持电阻两端电压不变,研究通过电阻的电流与电阻的关系。
当保持电压不变时,怎样利用几个阻值不同的定值电阻对电流的影响?
按照设计电路进行连接,并确定电阻两端电压。
R/V
五.小结
综合考虑以上两方面的因素,你能得到什么结论?
【板书】欧姆定律
(1)内容:
通过导体的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
(2)公式:
I=U/R。
公式中I、U、R的单位分别是安、伏和欧。
说明:
欧姆定律中的电流、电压和电阻这三个量是对同一段导体而言的。
六.综合应用
1.一个电阻两端的电压为3V时通过的电流为0.3A,当电压增大到6V,那么它的电流为;
如果要使电流为0.1A,那么电压为。
2.当电源电压不变的情况下,接上5Ω的电阻时通过的电流为0.6A,那么把电阻改为15Ω,则通过的电流为。
3.例题讲解
要求:
画好电路图。
说明某导体两端所加电压的图示法。
在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号。
导体的电阻在数值上等于导体两端的电压跟通过导体电流的比值。
不能认为"
电阻跟电压成正比,跟电流成反比。
“因为电阻的大小只与电阻的材料、长度、横截面积和温度有关,与电压和电流无关”。
七.课后巩固
1.某同学在做“欧姆定律”实验时,总结了一下常见故障,你知道这些故障发生的原因是什么吗?
(1)若实验过程中不小心把电流表、电压表位置互换,则会导致。
(2)若实验过程中,发现电压表无示数、电流表有示数,则故障的位置可能是。
(3)若实验中,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转(约等于电源电压),则故障可能是。
(4)若增大变阻器接入电路中的电阻,电压表的示数将,电流表示数将。
(5)若一不留神把电压表接在变阻器两端,增大变阻器电阻,电压表示数将,这说明。
(6)若实验中,发现电流表、电压表均没有示数,则故障可能是。
2.测电笔内有一个高电阻R,用来限制流过人体的电流。
现有一测电笔,其中的高电阻为880Ω,测电笔内的氖管和人体的电阻都比这个数值小,可以或略。
使用时流过人体的电流是多少?
3.把两个电阻串联在一起,它们的阻值分别是R1、R2,则流过R1、R2的电流之比I1:
I2是多少?
两端的电压之比U1:
U2又是多少?
4.把两个电阻并联在一起,它们的阻值分别是R1、R2,则R1、R2两端的电压之比U1:
U2是多少?
流过R1、R2的电流之比I1:
学生观察演示
实验方法:
控制变量法
学生设计实验电路如图。
学生开始实验,并填写表格。
结论:
在电阻一定的情况下,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。
在导体两端电压一定时,导体中的电流跟这段导体的电阻成反比。
学生应用欧姆定律进行简单计算练习。
组织全体学生讨论、分析正误。
教师小结。
①电路图及解题过程是否符合规范要求。
②答题叙述要完整。
③解释R=U/I的意义。
欧姆定律
14.3欧姆定律的应用
一、引入课题
复习提问:
如何改变小灯泡的亮度?
深入:
如果无限制地增加电压(比如电池的节数)或无限制地减小电阻,小灯泡会越来越亮吗?
你仔细观察过小灯泡吗?
比如一个标有“3.8V、0.3A”的灯泡的含义是什么?
引入:
想要科学合理的对小灯泡的亮度进行控制,就要搞清电流、电压、电阻之间的相互关系。
电流、电压、电阻?
二、进行猜想
让学生通过思考曾经做过的实验和讨论的基础上,对电流、电压、电阻的关系进行大胆的猜想或假设。
充分肯定学生各种各样的猜想的同时,要让学生知道:
对于物理问题,不能仅靠猜想,还要进行实验研究,通过实验来检验猜想是否正确。
三、设计实验
那么怎样进行实验设计呢?
通过前面的学习,同学们知道在物理学中,当一个物理量可能受到几个因素影响时,为了研究这个量与其中一个因素的关系,应该怎么设计实验?
1.设计探究电流与电压的关系的实验
这里我们先研究电阻一定,电流与电压的关系。
做这个实验我们需要测量哪些量,需要哪些器材?
①如何保证电阻一定?
②电阻两端的电压大小可以有哪些改变方法?
对比一下,哪种更方便?
滑动变阻器的作用:
改变电阻两端电压大小
让学生画出实验设计电路,并进行点评。
实验电路图
对照电路图,连接电路。
连接电路时应注意的问题
同时提醒学生注意:
①通电时间不能过长,防止电阻发热给测量带来误差;
②测量数据至少三组才能得出结论;
③为了计算方便,电压尽量成整数调节。
进行实验,并将实验数据记入表格。
分析实验数据,你能得到什么结论?
2.设计探究电流与电阻的关系的实验
下面我们再研究电压一定,电流与电阻的关系。
仍然利用刚才的电路,能否做这个实验?
怎样改变电阻大小,你有几种方法?
对比哪种更可行、方便?
先做一组实验,然后更换定值电阻,让学生观察电压的变化。
怎样保持每次电阻两端的电压不变?
保持电阻两端电压不变
完成实验,记录数据
综合上述两个实验结论,你能总结出什么?
上述实验数据有误差吗?
产生误差的原因可能是什么?
在图方格纸上画出坐标,纵轴表示电压U,横轴表示电流I,将表1的数据标注在坐标上,画出U-I图线。
根据图线,你发现它是数学上的什么函数,表达式怎么写?
四、引出欧姆定律的内容
讲解:
我们刚才所做的实验,其实早在1827年德国著名物理学家欧姆也用实验的方法,研究了电流与电压和电阻的关系,得出了著名的欧姆定律:
导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
欧姆定律的公式:
公式使用注意点:
1、I、U、R统一国际单位后才能进行计算;
2、I、U、R必须是同一段电路上的;
3、利用变形公式,对于I、U、R只要知道两个量,就可算出第三个量。
简介欧姆的故事
六、利用欧姆定律的公式进行简单的计算
教师演示:
例题
主要讲解单位要统一和公式的变形
回答:
1、改变电压
2、改变电阻
不会,电压增大到一定程度(或电阻减小到一定程度)灯泡会被烧坏。
观察过(没有)
例如:
1、电流的变化可能跟电压有关,还可能跟电阻有关;
2、电压越大,电流越大;
3、电阻越大,电流越小;
4、……
可以固定其他的一些因素,只改变一个因素,依次进行研究,就是“控制变量法”
思考后回答:
测量电流和电压,需要电源、开关、导线,定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器