高二物理选修3-1第二章第三节 欧姆定律

第15课时第二章恒定电流第3节欧姆定律【课前准备】【课型】新授课【课时】1课时【教学三维目标】（一）知识与技能1.知道什么是电阻及电阻的单位．2.掌握欧姆定律,并能熟练地用来解决有关的电路问题.3.知道导体的伏安特性，知道什么是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.（二）过程与方法1.经历探究导体导体电压和电流关系的过程体会利用U-I图象来处理、分析试验数据、总结实验规律的方法．2.运用数学图象法处理物理问题，培养学生运用数学进行逻辑推理的能力（三）情感态度与价值观通过介绍欧姆的研究过程和“欧姆定律”的建立，激发学生的创新意识，重视学生对物理规律的客观性、普遍性和科学性的认识，通过电流产生的历史材料的介绍，使学生了解知识规律的形成要经过漫长曲折的过程，培养他们学习上持之以恒的思想品质．【教学重点难点】重点：欧姆定律的内容、表达式、适用条件及利用欧姆定律分析、解决实际问题难点：伏安特性曲线的物理意义【教学方法】探究、讲授、讨论、练习【教学过程】【复习引入】【问题】什么是电流？【回答】大量电荷定向移动形成电流．【问题】电流形成的条件是什么？【回答】①导体，有自由移动电荷，可以定向移动．同时导体也提供自由电荷定向移动的“路”．导体包括金属、电解液等，自由电荷有电子、离子等．②导体内有电场强度不为零的电场，或者说导体两端有电势差，从而自由电荷在电场力作用下定向移动．③持续电流形成条件：要形成持续电流，导体中场强不能为零，要保持下去，导体两端保持电势差（电压）．电源的作用就是保持导体两端电压，使导体中有持续电流．【问题】电荷定向移动形成的电流，导体的电阻以及导体两端的电压之间有什么样的关系呢？3 欧姆定律一、欧姆定律【演示】如图所示的实验电路来研究导体A中的电流跟导体两端的电压的关系?【问题】在导体的两端加上电压，导体中才有电流，那么，导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢？【实验探究过程】合上电键S ，改变滑动变阻器上滑片P 的位置，使导体两端的电压分别为0、2.0 V 、4.0 V 、6.0 V 、8.0 V ，记下不同电压下电流表的读数，然后通过分析实验数据，得出导体中的电流跟导体两端电压的关系。

3 欧姆定律学习目标知识脉络1.了解电阻的定义式及电阻的意义．(重点)2．理解欧姆定律．(重点)3．了解导体的伏安特性曲线．(难点)欧姆定律[先填空]1．实验探究(1)实验目的：研究导体的电流与导体两端的电压、导体的电阻的关系．(2)实验电路：图2-3-1(3)数据处理：用表格记录多组不同的电压、电流值，作出U-I图象．(4)实验结论：①同一导体的U-I图象是一条过原点的直线．②不同导体的U-I图象的倾斜程度不同．(5)实验分析——电阻：①定义：导体两端的电压与通过导体电流的比值叫作电阻，即R＝U/I.②意义：反映导体对电流的阻碍作用．③单位：欧姆(Ω)、千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)1 kΩ＝103Ω；1 MΩ＝106Ω.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)公式：I＝U R.(3)适用条件：适用于金属导电和电解质溶液导电．对气态导体和半导体元件不适用．[再判断]1．导体两端的电压越大，导体电阻越大．(×)2．导体的电阻与流过导体的电流成反比．(×)3．欧姆定律适用于白炽灯，不适用于日光灯管．(√)[后思考]一台电动机接在电路中，正常工作时能用欧姆定律吗？【提示】不能．欧姆定律适用于金属导体、电解液等导体，对于含电动机的电路、含蓄电池的电路等欧姆定律是不适用的．[合作探讨]现有两个导体A和B，利用如图2-3-2所示的电路分别测量A和B的电压和电流，测得的实验数据见下表．U/V0 2.0 4.0 6.08.0导体A I/A00.200.410.600.79导体B I/A00.130.260.400.53图2-3-2探讨1：对导体A或导体B来说，电流I与它两端电压U的关系怎样？【提示】正比．探讨2：对导体A和导体B来说，电压U相同时，哪个导体中的电流I大些？哪个导体对电流的阻碍作用大些？【提示】导体A导体B.[核心点击]1．欧姆定律的适用情况欧姆定律仅适用于纯电阻(将电能全部转化为内能)电路．非纯电阻(电能的一部分转为内能)电路不适用．2．欧姆定律的两性(1)同体性：表达式I＝UR中的三个物理量U、I、R对应于同一段电路或导体．(2)同时性：三个物理量U、I、R对应于同一时刻．3．公式I＝UR和R＝UI的比较比较项目I＝UR R＝UI意义欧姆定律的表达形式电阻的定义式前后物理量的关系I与U成正比，与R成反比R是导体本身的性质，不随U、I的改变而改变适用条件适用于金属导体、电解液等适用于计算一切导体的电阻1．(多选)根据欧姆定律，下列说法中正确的是()A．由关系式U＝IR可知，导体两端的电压U由通过它的电流I和它的电阻R共同决定B．由关系式R＝U/I可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比C．由关系式I＝U/R可知，导体中电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比D．由关系式R＝U/I可知，对一个确定的导体来说，所加的电压跟通过导体的电流的比值是一定值【解析】U＝IR和I＝U/R的意义不同，可以说I由U和R共同决定，但不能说U由I和R共同决定，因为电流产生的条件是导体两端存在电势差，A 错误，C正确；可以利用R＝U/I计算导体的电阻，但R与U和I无关，B错误，D正确．【答案】CD2．若加在某导体两端的电压为原来的35时，导体中的电流减少了0.4 A．如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流多大？【导学号：34522022】【解析】设原来的电压为U0，电流为I0，导体的电阻为R，则由欧姆定律得R＝U0I0＝35U0I0－0.4 A解得I0＝1.0 A电压变为2倍后，R＝U0I0＝2U0I所以I＝2I0＝2.0 A. 【答案】 2.0 A对公式I＝UR和R＝UI的两点提醒(1)欧姆定律的表达式是I＝UR，而公式R＝UI应该理解成电阻的比值定义式，比值定义的魅力就在于被定义的物理量与比值中的那两个物理量无关．(2)R＝UI告诉了我们一种测量导体电阻的方法，即伏安法．(3)对于定值电阻，由于U-I成正比，故R＝ΔU ΔI.导体的伏安特性曲线[先填空]1．伏安特性曲线(1)概念：用纵坐标表示电流I，横坐标表示电压U的I-U图象．(2)形状过原点的直线，对应元件叫线性元件；过原点的曲线，对应元件叫非线性元件．(3)意义：能形象直观的反映出导体电阻的变化规律．2．测绘小灯泡的伏安特性曲线(1)实验器材：小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、学生电源(或电池组)、开关、导线、坐标纸、铅笔等．(2)实验电路如图2-3-3所示．图2-3-33．实验操作(1)按如图2-3-3所示连接好电路，开关闭合前，将变阻器滑片滑至R的最左端．(2)闭合开关，右移滑片到不同位置，并分别记下电压表、电流表的示数．(3)依据实验数据作出小灯泡的I-U图线．[再判断]1．凡导电的物体，伏安特性曲线一定是直线．(×)2．对于线性元件，伏安特性曲线的斜率越大，电阻越大．(×)3．若伏安特性曲线为曲线，说明该导体的电阻随导体两端电压的变化而变化．(√)[后思考]某同学用正确的方法描绘出了某种半导体元件的伏安特性曲线如图2-3-4所示，这种元件是线性元件吗？该元件的电阻随U的增大是如何变化的？图2-3-4【提示】因其I-U图象为曲线，所以它是非线性元件．随着电压的增大，半导体元件的温度升高，图线的斜率逐渐增大，又因为斜率的物理意义反映了电阻的倒数的变化规律，所以半导体元件的电阻随温度的升高而减小．[合作探讨]如图2-3-5所示为电学元件中的电流与导体两端电压之间的关系图象．图2-3-5探讨1：图甲和图乙中的图线所描述的电流和电压关系有何区别？【提示】图甲中的电流和电压之间为非线性关系，图乙中的电流和电压之间为线性关系，电流与电压成正比．探讨2：图乙中的图线A和B所对应的元件的电阻哪个大些？【提示】图线B.[核心点击]1．对导体的伏安特性曲线的三点理解(1)I-U图线不同于U-I图线，I-U图线为导体的伏安特性曲线，加在导体两端的电压U是自变量，I是因变量．(2)对I-U图象或U-I图象进行分析比较时，要先仔细辨认纵轴与横轴各代表什么，以及由此对应的图象上任意一点与坐标原点连线的斜率的具体意义，如图2-3-6甲中，R2<R1；而在图2-3-6乙中R2>R1.图2-3-6(3)I-U图线是曲线时：导体电阻R P ＝U PI P，即电阻等于图线上点(U P，I P)与坐标原点连线的斜率的倒数，而不等于该点切线斜率的倒数，如图2-3-7所示．图2-3-72．滑动变阻器的两种接法(1)两种接法及对比两种接法限流接法分压接法电路图(图中R为负载电阻，R0为滑动变阻器)闭合电键前滑片位置滑动触头在最左端，即保证滑动变阻器接入电路中的阻值最大滑动触头在最左端，即开始时R上分得的电压为零负载两端的电压调节范围RR0＋RU～U 0～U通过负载的电流调节范围UR0＋R～UR0～UR接线情况 用到滑动变阻器一上一下两个接线柱用到滑动变阻器两下一上三个接线柱(2)方法选择通常滑动变阻器以限流式为主，但遇到下述三种情况时必须采用分压式． ①当待测电阻远大于滑动变阻器的最大电阻，且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时，必须选用分压接法．②若采用限流接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过负载电阻或电表的额定值时，只能采用分压接法．③要求回路中某部分电路的电流或电压实现从零开始连续调节时(如测定导体的伏安特性，校对改装后的电表等)，即大范围内测量时，必须采用分压接法．3.某导体中的电流随其两端电压的变化如图2-3-8所示，则下列说法中正确的是( )图2-3-8A ．加5 V 电压时，导体的电阻是5 ΩB ．加12 V 电压时，导体的电阻约是1.4 ΩC ．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻先减小后不变D ．由图可知，随着电压的减小， 导体的电阻不断增大【解析】 对某些导电器材，其伏安特性曲线不是直线，但曲线上某一点的U I 值仍表示该点所对应的电阻值．本题中给出的导体在加5 V 电压时，U I 值为5 Ω，所以此时电阻为5 Ω；加12 V 电压时，U I 值为8 Ω，当电压增大时，UI 值增大，即电阻增大，故选项A 正确．【答案】 A4．有一个小灯泡上标有“4 V 2 W ”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的I-U图线．现有下列器材供选择：A．电压表(0～5 V，内阻10 kΩ)B．电压表(0～15 V，内阻20 kΩ)C．电流表(0～3 A，内阻1 Ω)D．电流表(0～0.6 A，内阻0.4 Ω)E．滑动变阻器(10 Ω，2 A)F．滑动变阻器(500 Ω，1 A)G．学生电源(直流6 V)、开关、导线若干(1)实验时，选用图2-3-9甲而不选用图乙的电路图来完成实验，请说明理由：____________________________________________________________________.图2-3-9(2)实验中所用电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________．(用序号字母表示)．(3)把图2-3-10中所示的实验器材用实线连接成实物电路图．【导学号：34522023】图2-3-10【解析】因实验目的是要描绘小灯泡的伏安特性曲线，需要多次改变小灯泡两端的电压，故采用甲图所示的分压式电路合适，这样电压可以从零开始调节，且能方便地测多组数据．因小灯泡额定电压为4 V，则电压表选0～5 V的A而舍弃0～15 V的B，因15 V的量程太大，读数误差大．小灯泡的额定电流I＝0.5 A，则电流表只能选D.滑动变阻器F的最大阻值远大于小灯泡内阻8 Ω，调节不方便，电压变化与滑动变阻器使用部分的长度线性关系差，故舍去．小灯泡内阻为电流表内阻的80.4＝20倍，电压表内阻是小灯泡的10×1038＝1 250倍，故电流表采用了外接法．【答案】(1)描绘小灯泡的I-U图线所测数据需从零开始，并要多取几组数据(2)A D E(3)如图所示测绘小灯泡的伏安特性曲线问题的三点注意(1)根据题目要求明确变阻器采用分压接法还是限流接法，测量电路采用电流表外接法．(2)选择电表量程时，在不超过电表量程的前提下，指针尽量偏转13至23量程之间．(3)电流表、电压表连线时，注意电流从正接线柱流入，从负接线柱流出．高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。

学校：包头市百灵庙中学 学科：高二物理 编写人：史殿斌 审稿人：高二物理选修3-1第二章恒定电流第三节欧姆定律知识点精讲经典习题特训【知识点梳理】1．电阻（1）定义：（2）定义式：（3）单位： 符号是（4）R 是一个与导体本身性质有关的物理量，取决于导体本身。

不能说电阻与导体两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比。

应是2．欧姆定律（1）内容：导体中的电流跟导体两端的的电压U 成 ，跟导体的电阻成 。

（2）表达式：（3）适用条件：欧姆定律是在金属导体基础上总结出来的。

实验表明，除金属导体外，欧姆定律对电解液也适用，但对气态导体（如日光灯管中的气体）和某些导电器件（如晶体管）并不适用。

3．导体的伏安特性曲线（1）在实际应用中，常用纵坐标表示 ，横坐标表示 ，这样画出的I-U 图象叫做导体的伏安特性曲线。

（2）伏安特性曲线是直线的电学元件叫做线性元件，伏安特性曲线不是直线的电学元件叫做非线性元件。

（3）对线性元件，导体的伏安特性曲线的斜率表示导体电阻的倒数，斜率大的，电阻小；对非线性元件，伏安特性曲线上某一点与原点连线的斜率表示导体电阻的倒数。

（4）对于U-I 图像说明【典题特训】1．关于欧姆定律的适用条件，下列说法正确的是（ ）A ．欧姆定律是在金属导体导电的基础上总结出来的，对于其他导体不适用B ．欧姆定律也适用于电解液导电C ．欧姆定律对于气体导电也适用D ．欧姆定律适用于一切导体2．两电阻R 1、R 2的电流I 和电压U 的关系如图所示，可知电阻大小之比R 1：R 2等于（ ）A ．1:3B ．3:1C ．D ．3．加在某段导体两端的电压变为原来的1/3时，导体总的电流就减小0.6A ，如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流将变为（ ）A ．0.6AB ．1.2AC ．0.9AD ．1.8A4．某电阻的两端电压为10V ，30s 内通过的电荷量为32C ，这个电阻的阻值为 Ω，30s 内有 个自由电子通过它的横截面。

欧姆定律说课稿我课题选自人教版全日制普通高级中学教科书,选修3-1第二章第三节欧姆定律。

我将从教材分析，学情分析，教法与学法，教学设计，板书设计，五个方面展开我的说课，首先让我们开始说课第一部分教材分析，教材的地位和作用，《欧姆定律》是人教版高中物理选修3-1第二章第三节的内容，也是初中所学欧姆定律的拓展，通过探究正确理解欧姆定律，既可以在电路应用欧姆定律，也是为今后理解闭合电路的欧姆定律作必要的准备，同时它对以后电路相关计算和电路的动态分析的了解都有重要的作用，因此在知识结构上有承上启下的作用，在整个高中的物理知识体系中占据着重要的地位。

鉴于此，我设计了以下三维教学目标。

知识与技能目标：1、知道什么是电阻及电阻的单位，明确导体的电阻是由导体本身性质所决定；2、理解欧姆定律并能用来解决有关电路的问题；3、知道导体的伏安特性曲线，知道什么是线形元件和非线性元件；过程与方法目标，教学中应用实验的方法探究电流和电压的关系，用图像和图表的方法来处理数据,总结规律，以及利用比值来定义物理量的方法，从而引出电阻的概念。

情感态度与价值观目标，本节知识在实际中由很广泛的应用，通过本节的学习培养学生联系实际的能力。

针对教学重难点我是这样理解的，结合新课标，我将把重点放在１、理解欧姆定律的内容及其适用条件，而将难点放在运用欧姆定律、伏安特性曲线解决问题上。

通过对学生和教材的深入研究后，我将进行以下学情分析：本节欧姆定律是初中欧姆定律知识的复习和拓展，学生对欧姆定律的内容有了一定的理解，但是还没弄清定律的由来和定律里的因果关系。

学生在有了比值定义的能力和实验操作能力的基础下，又在对实验结果有着强烈好奇心的作用下，完全有能力通过实验完成本节课的内容，从而得出电阻。

那么有了以上的基础又该如何教如何学呢！让我们一起进入教法与学法，针对教学重难点，我将采取以下教法：实验法，讲解法和归纳法。

学法采取：自主探究法，问题讨论法和比较总结法。