物理人教选修3-1教学设计：2.3 欧姆定律含解析
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学必求其心得，业必贵于专精
教学设计
3 欧姆定律
本节分析
学生在初中阶段已经学过欧姆定律,高中安排这节课的目的，主要是让学生通过实验再次增加感性认识;体会物理学的基本研究方法(即通过实验来探索物理规律)；学习分析实验数据，得出实验结论的两种常用方法——列表对比法和图象法;再次领会定义物理量的一种常用方法——比值法．本节在全章中的作用和地位也是很重要的，它一方面起复习初中知识的作用,另一方面为学习闭合电路欧姆定律奠定基础．
本节涉及两个问题：一是欧姆定律,二是导体的伏安特性曲线．尤其是测绘小灯泡伏安特性曲线的实验,使学生对欧姆定律的认识更加深化．同时“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验对第6节《导体的电阻》的学习做铺垫，所以这个知识点既是本节的重点也是难点．
学情分析
学生在初中已经学习了欧姆定律，对欧姆定律已有一定的认识，本节要让学生对欧姆定律有一个更深层次的认识．学生的好奇心很强，对物理实验很感兴趣，但是学生的动手能力不强，在演示实验部分和理论讲解部分要加强师生的互动性,调动学生的积极性．另外，本节当中要用到图象法，学生对图象的分析比较薄弱，因此要有针对性的对学生进行引导．
教学目标 学必求其心得，业必贵于专精
错误! 知识与技能
(1）进一步体会用比值定义物理量的方法,知道什么是电阻以及电阻的单位．
（2）理解并掌握欧姆定律，并能用来解决有关电路的问题．
(3）通过测绘小灯泡伏安特性曲线的实验,掌握和应用分压电路改变电压的基本技能．
(4）知道伏安特性曲线，知道线性元件和非线性元件,学会一般元件伏安特性曲线的测绘方法．
错误! 过程与方法
（1)通过演示实验知道电流的大小的决定因素，培养学生的实验观察能力．
(2)学习图象法处理问题,培养学生利用图象解决问题的能力．
(3）通过实验，培养学生主动观察、分析和总结的能力．
● 情感、态度与价值观
(1)通过介绍欧姆的生平，以及欧姆定律的建立，激发学生的创新意识，培养学生在逆境中战胜困难的坚强性格．
（2）培养学生善于动手、勤于动脑以及规范操作的良好实验素质，培养学生仔细观察认真分析的科学态度．
教学重难点
本节的重点是理解欧姆定律的内容、表达式及适用条件,会用欧姆定律分析解决一些实际问题,会用实验方法测绘导体的伏安特性曲线．而难点主要是学生不能完全按照电路图进行实物的连接,或根据实物图的连接画电路图，并且在理解伏安特性曲线的物理意义上学必求其心得，业必贵于专精
也有一定的困难．
教学方法
本节是一堂典型的物理规律课，为了让学生加深对本节内容的理解，在教学中要向学生展示实验的魅力，让学生知道物理属于一门实验科学，注重培养学生的实验技能．在演示实验和多媒体辅助教学及实物投影的帮助下逐步得出欧姆定律以及电阻的定义和表达式．可尝试让小组合作讨论，总结所学,让学生自己得出电阻定义式和欧姆定律表达式．
教学准备
学生电源、电压表、电流表和滑动变阻器各一只，5 Ω、10 Ω的定值电阻各一只,小灯泡一个，开关一个,导线若干
教学设计 （设计者：关 鹏）
教学过程设计
主要教学过程
教学设计 教师活动 学生活动
一、引入新课 【问题导入】
通过上一节的学习，同学们已经知道导体中产生电流的条件是导体两端有电压，那么导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢？ 学生猜想假设：导体中的电流与加在导体两端的电压U成正比，与导体的电阻R成反比。
让同学上讲台按学必求其心得，业必贵于专精
下面我们通过实验探究这个问题。
【课堂活动】
设计实验：通过大屏幕投影实验电路图。
教师:给学生介绍实验电路图，并请学生观察电表的正负接线柱，要求学生注意，正负接线柱的接法，A为待测电阻（定值电阻）.
（设计意图：通过实验激发学生学习的兴趣，为新课的教学做好伏笔,同时培养学生的观察能力和动手能力.） 此图进行实物连接。 学必求其心得，业必贵于专精
二、新课教学 【合作探究】
教师：请同学介绍一下实验的设计思路和原理.
教师补充：
关于滑动变阻器的这种接法叫分压式接法,以后我们再做具体的学习，在此实验中我们只要知道采用分压式接法的目的是导体两端的电压变化范围大即可。
启发学生思考:如何由实验得到电压、电流与导体A的关系呢?
提醒：这一方法可以类比数学中函数图象，用描点法来研究,启发学生思考物理与数学的联系.引导学生把所得数据描绘在U—I直角坐标系中，确定U和I之间的函数关系.
教师提问：（1）这些点所在的曲线包不包括原学生回答：用电流表测出通过导体A的电流，用电压表测出导体A两端的电压。通过改变滑片P的位置,从而改变通过导体A的电流.这样可以得到几组关于导体A两端的电压、电流数据.
学生分析后回答:用控制变量法，先保证其中的一个量保持不变，研究其余两个量之间的关系.
小组互助研究学习：
保证导体A不变,调节电压，记下滑学必求其心得，业必贵于专精
点？
（2)这些点所在曲线是一条什么曲线？
（3）把导体A换成与之不同的导体B，重复前面步骤，将会得到什么样的曲线？这说明了什么？
（设计意图：通过对这个实验的数据进行处理，培养学生的分析能力和科学探究的素养.）
师生互动，利用比值定义法得出电阻的概念：若用一个物理量来描述导体对电流的阻碍作用,电压和电流的比值UI反映了导体对电流的阻碍作用，叫做导体的电阻。
根据实验作出的导体A和B的U-I图象可知，同一金属的电阻的U—I图象是一条过坐标原点的动变阻器触头在不同位置时电压表和电流表的示数.电压表测得的是导体A两端的电压，电流表测得的是通过导体A的电流，记录在下面表格中.
U/V
I/A
小组讨论，学生代表回答：（1）包括原点，因为当U＝0时，I＝0。其他学生补充、纠正.
小组讨论，学生代表回答：（2）过原点的斜直线.
结论：给定导体，学必求其心得，业必贵于专精
倾斜直线.这表明同一导体不管电压、电流怎样变化，电压和电流之比都是一个常数。
教师说明：
（1）对于给定导体,R一定，不存在R与U成正比,与I成反比的关系;
（2）由R＝错误!可得测量电阻的方法—-伏安法。
常用单位:1 kΩ＝103 Ω；1
MΩ＝106 Ω.
引导学生将R＝错误!变形得I＝错误!。
让学生说明I与U、R的关系：I与U成正比、与R成反比，从而得出欧姆定律。
(设计意图：通过问题让学生学会自主总结知识，能从现象抽象出共性的规律，培养学生的观察能力、分析能力和归纳能通过导体的电流与导体两端电压成正比，U∝I。
小组讨论，学生代表回答：（3）可得另一条不同的但过原点的倾斜直线.对不同导体,图象斜率不同。
相同电压下,两导体电流分别为I1、I2，I1＜I2，导体A对电流阻碍作用比导体B大,错误!＜错误!。错误!的倒数反映了导体对电流的阻碍作用。
学生描点画图得:
学生归纳：
1。导体的电阻 学必求其心得，业必贵于专精
力。）
教师介绍：德国物理学家欧姆最早用实验研究了电流跟电压、电阻的关系，最后得出用他的名字命名的定律.
教师强调注意事项：
(1）式子中的三个量R、U、I必须对应着同一个研究对象.
（2）大量实验表明，欧姆定律适用于纯电阻电路（电解质溶液也适用）。
教师介绍德国物理学家欧姆和欧姆定律的建立:欧姆定律的内容和公式都简洁优美地概括了由实验得出的结论。而且从欧姆定律的公式我们可以看到，只要知道了导体的电阻值和它两端的电压,就可求出通过导体的电流，所以欧姆定律更全（1）定义：导体两端电压与通过导体的电流的比值，叫做这段导体的电阻。
(2）定义式：R＝错误!。
（3）单位:欧姆，符号Ω，且1 Ω＝1 V/A.
2.欧姆定律
（1)内容：导体中的电流跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比。
（2）表达式：I＝错误!。
学习欧姆坚持不懈地从事科学研究的精神。
总结出欧姆定律的适用条件： 学必求其心得，业必贵于专精
面地反映了导体中电流、电压和电阻的关系.现在大家用了几十分钟就学习到的这个电学的基本规律，是德国物理学家欧姆花了10年的时间，自己制造了测电流的仪器和寻找到电压稳定的电源，经过长期细致研究才得到的。后人为了纪念他的贡献，把电阻的单位和上述电流定律都用他的名字命名.
(设计意图：通过介绍欧姆的生平，以及欧姆定律的建立，激发学生的创新意识，培养学生在逆境中战胜困难的坚强性格,对学生进行情感、态度、价值观的教育。)
纯电阻电路，如金属导体和电解液.
对于含有电动机等的非电阻电路不适用。
学生讨论后回答：在I-U图象中,图象的斜率k＝错误!＝错误!，图象的斜率越大电阻越小.
学生讨论后回答：金属导体、电解质溶液的伏安特性曲线是一条过原点的直线，这样的元件叫线性元件；而对于气体导体、半导体的伏安特性曲线不是一条直线，即电流与电压不成正比，这样的元件叫非线性元件.如教材图2。学必求其心得，业必贵于专精
导体A、B的伏安
特性曲线
在此强调纯电阻电路和非纯电阻电路的特点.
伏安特性曲线：用纵坐标表示电流I，横坐标表示电压U,这样画出的I—U图象叫做导体的伏安特性曲线.
教师设问：在I-U图象中，图象的斜率表示的物理意义是什么？
教师提问:金属导体、电解质溶液的伏安特性曲线有什么特点？气体导体和半导体的伏安特性曲线呢？
【例题】
若加在某导体两端的电压变为原来的错误!时，通过导体的电流减小了0.4
A，如果所加电压变为原来的2倍，则通过导体的3－5所示.
学生解析：解法一：依题意和欧姆定律得：R＝错误!＝错误!，所以I0＝1。0 A
又因为R＝错误!＝错误!，所以I2＝2I0＝2.0 A
解法二：由R＝错误!＝错误!＝错误!得I0＝1。0 A
又R＝错误!＝错误!,
所以ΔI2＝I0，I2＝2I0＝2.0 A
(通过对例题的一题多解加深学生
