高中物理欧姆定律学案新人教版选修31
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教学设计:高中课程标准.物理(人教版)选修3-1主备人:赵兴泉学科长审查签名:2.7闭合电路的欧姆定律(一)内容及解析1、内容:本节主要介绍闭合欧姆定律的基本知识。
2、解析:这一节概念初中学过,要进行复习,讲述的重点内容是闭合欧姆定律的应用。
测量电动势的方法,这一节内容概念多公式变化复杂,要加强对这一节的练习。
(二)目标及其解析1. 知道电动势是表征电源特性的物理量,它在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压;从能量转化的角度理解电动势的物理意义.2.明确在闭合回路中电动势等于电路上内、外电压之和.3.熟练应用闭合电路欧姆定律的表达式,知道其适用条件思考题1.闭合电路欧姆定律的适用条件是什么?思考题2.路端电压与电流的关系式是什么?思考题3.电源电动势是否因外部条件的变化而变化?解析:闭合电路包括内、外电路,要考虑路端电压随外电阻的变化,知道测量电动势和内阻的方法,会计算有关电路问题。
(三)教学问题诊断分析1、学生在学习知识过程中,前面知识没有学好或遗忘,在实际进行电路计算时容易用初中知识来解答具体问题容易出现错误。
2、测量电动势的方法有好几种,要根据题中所给条件选择测量方法。
3、计算电动势和内阻要注意用方程组求解。
(四)、教学支持条件分析为了加强学生对这部分知识的学习,帮助学生克服在学习过程中可能遇到的障碍,本节课要对前面所学电路知识进行复习,反复比较电路。
(五)、教学过程设计1、教学基本流程复习前节内容→本节学习要点→闭合欧姆定律→求解电动势和内阻→测量电动势和内阻→电路中电压表和电流表的变化→练习、小结2、教学情景问题1最简单的电路由几部分组成?设计意图:知道电路的组成,内电路和外电路问题2用电器中有持续电流的条件是什么?设计意图:电路中有电源问题3在实验室中常用的电源有哪些?设计意图:知道电源的种类问题4电动势是如何定义的?设计意图:知道电动势的意义问题5闭合电路的欧姆定律是如何表述的?设计意图:知道闭合电路欧姆定律的内容例题1.电动势为2V的电源跟一个阻值R=9Ω的电阻接成闭合电路,测得电源两端电压为1.8V,求电源的内电阻(见图).分析:电源两端的电压就是路端电压,由于外电路仅一个电阻,因此也就是这个电阻两端的电压.可由部分电路欧姆定律先算出电流,再由全电路欧姆定律算出内电阻.解:通过电阻R的电流为由闭合电路欧姆定律E=U+Ir,得电源内电阻由于电动势等于内、外电路上电压之和,而通过内、外电路的电流又处处相同,因此也可以根据串联分压的关系得【变式】课本144页练习四弟(1)题.例题2.把电阻R1接到内电阻等于1Ω的电源两端,测得电源两端电压为3V.如果在电阻R1上串联一个R2=6Ω的电阻,再接到电源两端,测得电源两端电压为4V.求电阻R1的阻值.分析:两次在电源两端测得的都是路端电压,将两次所得结果代入闭合电路的欧姆定律,可得两个联立方程,解此联立方程即得R1的大小.解:设电源电动势为E,内阻为r.根据闭合电路欧姆定律可知,前、后两次的路端电压分别为即R12+7R1-18=0,取合理值得R1=2Ω(另一解R1'=-9Ω舍去).【变式】课本144页练习四弟(4)题.设计意图:应用欧姆定律进行计算(六)、目标检测1. .关于电动势下列说法正确的是()A.电源电动势等于电源正负极之间的电势差B.用电压表直接测量电源两极得到的电压数值,实际上总略小于电源电动势的准确值C.电源电动势总等于内、外电路上的电压之和,所以它的数值与外电路的组成有关D.电源电动势总等于电路中通过1C的正电荷时,电源提供的能量2.关于电动势,下列说法中正确的是()A.在电源内部,由负极到正极的方向为电动势的方向B.在闭合电路中,电动势的方向与内电路中电流的方向相同C.电动势的方向是电源内部电势升高的方向D.电动势是矢量3.如图所示,当滑动变阻器的滑动片P向左移动时,两电表的示数变化情况为()A.电流表示数减小,电压表示数增大B.电流表示数增大,电压表示数减小C.两表示数均增大D.两表示数均减小设计意图:检测目标完成情况A组题:1、一节干电池的电动势为1.5V,其物理意义可以表述为()A.外电路断开时,路端电压是1.5VB.外电路闭合时,1s内它能向整个电路提供1.5J的化学能C.外电路闭合时,1s内它能使1.5C的电量通过导线的某一截面D.外电路闭合时,导线某一截面每通过1C的电量,整个电路就获得1.5J电能2. 在已接电源的闭合电路里,关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是()A.如外电压增大,则内电压增大,电源电动势也会随之增大B.如外电压减小,内电阻不变,内电压也就不变,电源电动势必然减小C.如外电压不变,则内电压减小时,电源电动势也随内电压减小D.如外电压增大,则内电压减小,电源的电动势始终为二者之和,保持恒量设计意图:对学生进行基础知识练习B组题1. 图1为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图像,下列判断正确的是()A.电动势E1=E2,发生短路时的电流I1>I2B.电动势E1=E2,内阻r1>r2C.电动势E1>E2,内阻r1<r2D.当两电源的工作电流变化量相同时,电源2的路端电压变化大2.在图2所示的电路中,电源的内阻不能忽略.已知定值电阻R1=10Ω,R2=8Ω.当单刀双掷开关S置于位置1时,电压表读数为2V.则当S置于位置2时,电压表读数的可能值为()A.2.2V B.1.9V C.1.6V D.1.3V3.在图3的电路中,当滑动变阻器的滑动头向下滑动时,A、B两灯亮度的变化情况为()A.A灯和B灯都变亮B.A灯、B灯都变暗C.A灯变亮,B灯变暗D.A灯变暗,B灯变亮4.如图4所示,当滑动变阻器的滑动片P向左移动时,两电表的示数变化情况为()A.电流表示数减小,电压表示数增大B.电流表示数增大,电压表示数减小C.两表示数均增大D.两表示数均减小设计意图:提高学生对基础知识的学习,加强对库仑定律的巩固C组题1. 如图所示,R1=R2=R3=R,电源内阻不计,电流表、电压表均理想.两表的示数分别为0.3A、2V,则电源电动势为______V,R=______Ω.若将两表的位置互换,则电压表示数为______V,电流表示数为______A.2. 有“200V40W”灯泡400盏,并联于电源两端,这时路端电压U1=150V,当关掉200盏,则路端电压升为U2=175V试求:(1)电源电动势,内阻多大?(2)前后两次每盏灯实际消耗的功率各多大?(3)若使电灯正常发光还应关掉多少盏灯?设计意图:使部分学生有拓展的空间教学反思:学生对这一节内感到很难,测量种类多,公式变化复杂,计算难度大,学生的学习能力有限,要适当控制题目的难度。
第3节欧姆定律1.电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小,其定义式为R =U I,电阻的大小取决于导体本身,与U 和I 无关。
2.欧姆定律的表达式为I =U R,此式仅适用于纯电阻电路。
3.在温度不变时,线性元件的伏安特性曲线是一条过原点的倾斜直线。
4.所有金属的电阻率均随温度的升高而变大。
一、欧姆定律 1.电阻(1)定义:导体两端的电压与通过导体的电流大小之比,用R 表示。
(2)定义式:R =U I。
(3)单位:欧姆(Ω),常用的单位还有k Ω、M Ω,且1 Ω=10-3k Ω=10-6M Ω。
(4)物理意义:反映导体对电流阻碍作用的大小。
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 =U R。
(3)适用范围:适用于金属导电、电解液导电的纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路),而对气体导电、半导体导电不适用。
二、导体的伏安特性曲线 1.定义建立平面直角坐标系,用纵轴表示电流I ,用横轴表示电压U ,画出导体的I -U 图线。
2.线性元件导体的伏安特性曲线为过原点的直线,即电流与电压成正比的线性关系的元件,如金属导体、电解液等。
3.非线性元件伏安特性曲线不是直线的,即电流与电压不成正比的电学元件,如气态导体、半导体等。
1.自主思考——判一判(1)定值电阻满足R =U I,U 和I 变化时,二者变化的倍数相同。
(√) (2)电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大,导体的导电能力越强。
(×) (3)对于金属导体,电压变化时,可能导致电阻发生变化。
(√) (4)无论是线性元件还是非线性元件,其伏安特性曲线均过原点。
(√) (5)U -I 图线和I -U 图线中,图线上的点与原点连线的斜率的含义不同。
(√) 2.合作探究——议一议(1)一台电动机接入电路中,正常工作时能用欧姆定律求电流吗? 提示:不能。
(2)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?提示:该元件是非线性元件,该元件的电阻随U 的增大而减小。
第三节欧姆定律学习目标:1、掌握欧姆定律的内容及其适用范围,并能用来解决有关电路的问题。
2、知道导体的伏安特性曲线和I—U图像,知道什么是线性元件和非线性元件。
3、知道电阻的定义式,理解电阻大小与电压无关。
学习重点:欧姆定律的内容及其适用范围学习难点:导体的伏安特性曲线和I—U图像自主学习:既然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?下面我们通过实验来探究这个问题。
如下图所示,连接电路,通过移动滑动变阻器来改变导体两端的电压,可以得到几组U和I得数据,作出U-I图像。
换一导体,同样可以作出U-I图像。
可以看出,做出的图像时一条过原点的直线,说明对于同一导体,不论U取何值,U与I得比值是一个常数,即R=U/I。
通过图像还可以知道,在U相同时,R越大,电流I越小,看来R反映了导体对电流的阻碍作用,称为电阻。
1.电阻是反映导体对电流的的物理量。
R=;电阻的单位为,简称,符号是。
我们还可以把上式变形,得到另一公式:I=U/R2.欧姆定律内容:导体中的电流跟导体两端的的电压U成,跟导体的电阻成.对欧姆定律的理解:(1).公式中的U,R,I是同一时刻对同一导体而言的,不可张冠李戴。
(2)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).“R U I =”和“t q I =”两者是不同的,tq I =是电流的定义式,只要导体中有电流,不管是什么导体在导电,都适用;而R U I =是欧姆定律的表达式,只适用于特定的电阻(线性电阻),不能将两者混淆。
3. 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。
导体的伏安特性曲线是直线的电学元件叫做线性元件,对欧姆定律不适用的元件,电流和电压不成正比,伏安特性曲线不是直线,这种电学元件叫做非线性元件。
23 欧姆定律课前篇(学会自主学习——不看不清)【学习目标】1.理解电阻的概念,明确导体的电阻是由导体本身的特性所决定2.要求学生理解欧姆定律,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,知道什么是线性元件和非线性元件【自主预习】1.电阻:表征导体对电流阻碍作用的物理量.符号常用字母 表示,电阻的单位: ,简称 ,符号是 ,常用单位还有 .2.欧姆定律的内容: _________ ____.公式表示:I=______.欧姆定律的适用范围:金属导电和电解液导电,对气体导电不适用.3.导体的伏安特性曲线:导体中的电流I 随导体两端的电压U 变化的图线,叫做导体的伏安特性曲线,如图12-3-1所示.图线斜率的物理意义:斜率的倒数表示电阻,即R U I 1tan ==α【我的困惑】课上篇(学会合作交流——不议不明)【要点突破】1.电阻2.欧姆定律3.导体的伏安特性曲线【典例剖析】【例1】电路中有一段导体,给它加上3V 的电压时,通过它的I O α电流为2mA,可知这段导体的电阻为______Ω;如果给它加上2V的电压,则通过它的电流为______ mA;如果在它两端不加电压,它的电阻为______Ω.【例2】小灯泡的伏安特性曲线如图中的AB段(曲线)所示,由图可知,灯丝的电阻因温度的影响改变了________Ω.课后篇(学会应用与拓展——不练不通)1.欧姆定律适用于 ( )A.电动机电路 B.金属导体导电C.电解液导电 D.所有电器元件2.如图所示,a、b两直线分别是用电器A和B的伏安特性曲线,则下列说法正确的是()A.通过用电器的电流与用电器两端的电压成正比B.用电器中的电流、两端的电压和用电器的电阻不符合欧姆定律C.用电器A的电阻值比B大D.用电器A的电阻值比B小3.已知用电器A的电阻是用电器B的电阻的2倍,加在A上的电压是加在B上的电压的一半,那么通过A和B的电流I A和I B的关系是( )A.I A=2I B B.I A=0.5I BC.I A=I B D.I A=0.25I B4.某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示,则下列说法中正确的是( )A.该元件是非线性元件,所以不能用欧姆定律计算导体在某状态的电阻B.加5 V电压时,导体的电阻约是5 ΩC.由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小D.由图可知,随着电压的减小,导体的电阻不断减小高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
7.闭合电路的欧姆定律三维目标知识与技能1.能够推导出闭合电路欧姆定律及其公式,知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和;2.理解路端电压与负载的关系,知道这种关系的公式表达和图线表达,并能用来分析、计算有关问题;3.掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。
知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压;4.熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题;5.理解闭合电路的功率表达式,知道闭合电路中能量的转化。
过程与方法1.通过演示路端电压与负载的关系,培养学生利用“实验研究,得出结论”的探究物理规律的科学思路和方法;2.通过利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
情感、态度与价值观通过本节课教学,加强对学生科学素质的培养,通过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力。
教学重点1.推导闭合电路欧姆定律,应用定律进行有关讨论;2.路端电压与负载的关系。
教学难点路端电压与负载的关系。
教学方法演示实验、讨论、讲解。
教学用具滑动变阻器、电压表、电流表、电键、导线若干、投影仪、多媒体电脑。
教学过程[新课导入]我们知道电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。
只有用导线将电源、用电器连成闭合电路,电路中才有电流。
那么电路中的电流大小与哪些因素有关?电源提供的电能是如何在闭合电路中分配的呢?今天我们就学习这方面的知识。
[新课教学]一、闭合电路的欧姆定律1.几个概念(1)闭合电路与部分电路①闭合电路电源与用电器连接成的回路,叫做闭合电路。
②部分电路闭合电路中的某一部分称为部分电路。
(2)内电路和外电路闭合电路可以看作是由内电路和外电路两部分组成的。
①内电路电源内部的电路,叫内电路。
如发电机的线圈、电池内的溶液等。
②外电路电源外部的电路,叫外电路。
外电路包括用电器、导线等。
(3)内电阻和外电阻①内电阻内电路的电阻为内电阻,通常称为电源的内阻r。
②外电阻外电路的总电阻R称外电阻。
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●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.●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,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为新课的教学做好伏笔,同时培养学生学生归纳:导体的电阻)定义:导体两端电压与通过导体的电流的比值,叫做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3U 05时,I =I 0-0.4 A=2U 0时,电流为I 2 由图知I 0-0.435U 0=I 0U 0=0.425U 0=I 22U 0=1.0 A I =2I =2.0 A板书设计 3 欧姆定律一、电阻1.定义:导体两端的电压与通过导体的电流的比值 2.定义式:R =UI3.单位:欧姆(Ω)4.物理意义:反映导体对电流的阻碍作用 二、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 =UR3.适用条件:金属导体和电解液导体,而对气体导体和半导体元件不适用 三、导体的伏安特性曲线1.定义:用纵轴表示电流I,用横轴表示电压U,画出的I-U图线叫做导体的伏安特性曲线2.线性元件和非线性元件教学反思本教学设计明确了本节的主题,围绕教材中提出的几个问题,逐一在学生中展示实验与讨论,在充分交流的基础上,激发学生探究问题的兴趣,让学生带着问题进行学习并总结归纳出定义与规律.较好之处为:1.引入能够充分调动学生学习的积极性、主动性,激发学生的探究欲望,为本节的顺利教学做好了准备.2.通过比较完整的实验探究过程,让学生体会科学的探究方法,培养科学探究的能力,为学生的终身发展打基础.3.本节的实验数据是总结欧姆定律的基础,通过分组探究活动,使学生能够积极地投入到课堂的学习中去,热情很高.实验取得的数据多数较好,为欧姆定律的得出奠定了很好的条件.4.充分利用多媒体实物展台,为学生搭建了一个展示自己的平台,增强了学生的自信心,体会到学习的乐趣,这也是本节教学的最大亮点.整堂课融基础性、灵活性、实践性、开放性于一体.这样既注重知识的发生、发展、形成的过程,又通过探索过程,不断提高解决问题的能力,渗透物理的思想方法,发展物理思维.不足之处:由于本节课容量大,内容多,课堂的例题相对比较简单,导致学生对欧姆定律和伏安特性曲线理解不够到位,习题课应加强.本节内容主要是通过实验来得出的规律,如果条件许可采用分组实验的话,本节的效果会更佳.这样能充分证明实践检验真理的准确性和重要性.而且边做实验边得出结论,易于不同层次的学生接受.另外,本节在讲解过程中应注意控制好时间,这样可节省出一些时间将例题理解透彻,或再测一下二极管的伏安特性曲线.总之,本节如果能调动起学生对物理实验的兴趣,能起到培养学生动手、动脑的好习惯,就是最大的成功.备课资料●欧姆和欧姆定律的建立欧姆(1789~1854年),1789年3月16日生于德国埃尔兰根城,父亲是锁匠.父亲自学了数学和物理方面的知识,并教给少年时期的欧姆,唤起了欧姆对科学的兴趣.16岁他进入埃尔兰根大学学习数学、物理和哲学,中途辍学,1811年欧姆以论文《光线和色彩》获得博士学位.欧姆是一个很有天才和科学抱负的人,他长期担任中学教师,由于缺少资料和仪器,他的研究工作有很多困难,但他在孤独与困难的环境中始终坚持不懈地进行科学研究,自己动手制作仪器.欧姆对导线中的电流进行了研究.他从傅立叶发现的热传导规律中受到启发,导热杆中两点间的热流正比于这两点间的温度差.因而欧姆认为电流现象与此相似,猜想导线中两点之间的电流也许正比于它们之间的某种驱动力,即现在所称的电动势.欧姆花了很大的精力在这方面.开始他用伏打电堆作电源,但是因为电流不稳定,效果不好.后来他接受他人的建议改用温差电池作电源,从而保证了电流的稳定性.但是如何测量电流的大小,这在当时还是一个没有解决的难题.开始,欧姆利用电流的热效应,用热胀冷缩的方法来测量电流,但这种方法难以得到精确的结果.后来他把奥斯特关于电流磁效应的发现和库仑扭秤结合起来,巧妙地设计了一个电流扭秤,用一根扭丝悬挂一磁针,让通电导线和磁针都沿子午线方向平行放置;再用铋和铜温差电池,一端浸在沸水中,另一端浸在碎冰中,并用两个水银槽作电极,与铜线相连,当导线中通过电流时,磁针的偏转角与导线中的电流成正比.实验中他用粗细相同、长度不同的八根铜导线进行了测量,得出了等式:X=ab+x.式中X是磁效应强度,即电流的大小,a是与激发力有关的常数,即电动势,x表示导线的长度,b是与电路其余部分的电阻有关的常数,b+x实际上表示电路的总电阻.这个结果于1826年发表.1827年欧姆又在《动电电路的数学研究》一书中,把他的实验规律总结成如下公式:S=γE.式中S表示电流,E表示电动力,即导线两端的电势差,γ表示导线对电流的传导率,其倒数即为电阻.欧姆定律发现初期,许多物理学家不能正常理解和评价这一发现,并提出怀疑和尖锐的批评.研究成果被忽视以及经济的困难使欧姆精神抑郁.直到1841年英国皇家学会授予他最高荣誉的科普金奖,才引起德国科学界的重视.1849年欧姆成为了慕尼黑大学教授,后人为了纪念他,就用他的名字作为电阻的单位.。
3 欧姆定律-人教版选修3-1教案一、教学目标1.了解欧姆定律的概念和公式,并能够运用欧姆定律计算电路中的电流、电压和电阻。
2.掌握欧姆定律的应用,能够分析简单的电路。
3.培养学生实验探究的能力和创新思维,激发学生对电学的兴趣。
二、教学重点和难点教学重点1.欧姆定律的概念、公式及其应用。
2.电路中的电流、电压和电阻的关系。
教学难点1.电路中电流、电压、电阻的概念及其应用。
2.欧姆定律在简单电路中的应用。
三、教学过程1. 欧姆定律的概念和公式1.讲解欧姆定律的概念:当一段金属导体两端加上电压差时,在导体内部将产生电场,电子被电场加速运动,发生电流。
2.讲解欧姆定律的公式:U=IR3.通过实验让学生探究欧姆定律,让学生理解电流、电压和电阻的关系。
2. 欧姆定律的应用1.通过例子,讲解欧姆定律的应用。
如:通过测量电流和电压计算电阻;通过测量电流和电阻计算电压等。
2.通过探究电路中的串联和并联,让学生理解欧姆定律在串联和并联电路中的应用。
3.通过练习让学生掌握欧姆定律的应用。
3. 欧姆定律在简单电路中的应用1.通过课堂讲解和实验,让学生掌握欧姆定律在简单电路中的应用。
2.通过教学导图,让学生理解分压原理以及如何应用欧姆定律计算电流、电压和电阻。
3.通过练习让学生掌握欧姆定律在简单电路中的应用。
4. 综合实验:测量红外线发射管的电阻1.通过实验,让学生运用欧姆定律测量红外线发射管的电阻。
2.强调实验方法的规范和实验数据的精确性。
四、教学评估1.认真听讲,积极参与课堂互动2.精确计算欧姆定律题目,掌握欧姆定律在简单电路中的应用3.完成综合实验,能够实现测量红外线发射管的电阻五、板书设计1.欧姆定律的公式:U=IR2.电流、电压和电阻的关系3.欧姆定律在简单电路中的应用六、教学反思1.通过实验让学生探究欧姆定律,帮助学生理解电学知识。
2.通过例子让学生掌握欧姆定律的应用,帮助学生学以致用。
3.综合实验引导学生依据已学知识解决实际问题,提高学生的实践能力。
2.3欧姆定律2(一)教学目的1.探究电流、电压、电阻的关系,理解欧姆定律及其变换式的物理意义。
2.掌握欧姆定律,能熟练地运用欧姆定律计算有关电压、电流和电阻的简单问题。
3.培养学生解答电学问题的良好习惯。
教学重点:欧姆定律教学难点:运用欧姆定律计算有关问题(二)教学过程1.复习(1)滑动变阻器原理(2)滑动变阻器的使用方法引入:影响电流的因素是电压和电阻,那么电流与电压、电阻之间究竟是什么关系呢?板书:三、欧姆定律1。
探究通过导体的电流与电压、电阻的关系实验器材:学生电源、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻、开关,灯泡各一个,导线若干.实验电路图:(1).表1 电阻不变,研究电流和两端电压的关系(2).表2 电压不变,研究电流和电阻的关系结论:在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
总结论: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。
电压/A结论:定值电阻的U---I曲线是过原点的一条直线。
讲解:由实验我们已知道了在电阻一定时,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比,在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
把以上实验结果综合起来得出结论,即欧姆定律。
板书:欧姆定律1.内容:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
〉讲解:欧姆定律是德国物理学家欧姆在19世纪初期(1827年)经过大量实验得出的一条关于电路的重要定律。
讲解:欧姆定律的公式:如果用U表示加在导体两端的电压,R表示这段导体的电阻,I表示这段导体中的电流,那么,欧姆定律可以写成如下公式:I = U/R。
公式中I、U、R的单位分别是安、伏和欧。
讲解:公式的物理意义:当导体的电阻R一定时,导体两端的电压增加几倍,通过这段导体的电流就增加几倍。
这反映导体的电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比例关系(I∝U)。
当电压一定时,导体的电阻增加到原来的几倍,则导体中的电流就减小为原来的几分之一。
第7节闭合电路的欧姆定律1.闭合电路欧姆定律的表达式为I=ER+r,此式仅适用于纯电阻电路,其中R和r分别指外电阻和内电阻。
2.闭合电路内、外电压的关系为E=U内+U外=Ir+U外,由此式可知,当电流发生变化时,路端电压随着变化。
3.当外电路断开时,路端电压等于电动势,当外电路短路时,路端电压为零。
一、闭合电路欧姆定律1.闭合电路的组成及电流流向2.闭合电路中的能量转化如图所示,电路中电流为I,在时间t内,非静电力做功等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和,即EIt=I2Rt+I2rt。
3.闭合电路欧姆定律二、路端电压与负载(外电阻)的关系 1.路端电压与电流的关系 (1)公式:U =E -Ir 。
(2)U -I 图像:如图所示,该直线与纵轴交点的纵坐标表示电动势,斜率的绝对值表示电源的内阻。
2.路端电压随外电阻的变化规律(1)外电阻R 增大时,电流I 减小,外电压U 增大,当R 增大到无限大(断路)时,I =0,U =E ,即断路时的路端电压等于电源电动势。
(2)外电阻R 减小时,电流I 增大,路端电压U 减小,当R 减小到零时,I =E r,U =0。
1.自主思考——判一判(1)如图甲所示,电压表测量的是外电压,电压表的示数小于电动势。
(√)(2)如图乙所示,电压表测量的是内电压,电压表的示数小于电动势。
(×) (3)外电阻变化可以引起内电压的变化,从而引起内电阻的变化。
(×) (4)外电路的电阻越大,路端电压就越大。
(√) (5)路端电压增大时,电源的输出功率一定变大。
(×) (6)电源断路时,电流为零,所以路端电压也为零。
(×) 2.合作探究——议一议(1)假如用发电机直接给教室内的电灯供电,电灯两端的电压等于发电机的电动势吗? 提示:不等于。
因为发电机内部有电阻,有电势降落。
发电机内部电压与电灯两端电压之和才等于电动势。
(2)在实验课上,小红同学用电压表去测量1节新干电池的电动势约为1.5 V,1节旧电池的电动势约为1.45 V ,现在她把这样的两节旧电池串联后接在一个标有“3 V 2 W ”的小灯泡两端,结果发现小灯泡不发光,检查电路的连接,各处均无故障。
山东省新泰市汶城中学高二物理《欧姆定律》学案 人教版选修3-1自主体验1.电阻: (1)定义:加在导体两端的________跟通过该导体的________的比值叫做该导体的电阻. (2)定义式:R =UI. (3)单位:在国际单位制中是:________,简称欧,符号是Ω,常用的电阻单位还有千欧(k Ω)和兆欧(M Ω). 1 M Ω=________ Ω,1 k Ω=________ Ω.(4)标量:电阻只有大小,没有方向.(5)物理意义:反映导体对电流________作用的物理量,是导体本身的属性. 2.欧姆定律: (1)内容:导体中的电流跟导体两端的________成正比,跟导体的________成反比. (2)表达式: (3)适用条件:实验表明,除金属外,欧姆定律对____________也适用,对气态导体和半导体元件不适用. 二、导体的伏安特性曲线1.伏安特性曲线: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.线性元件:金属导体在温度没有显著变化时,电阻几乎是不变的,它的伏安特性曲线是通过坐标________,具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件.3.非线性元件:伏安特性曲线不是过原点的直线,也就是说,电流与电压________正比,(气态导体和半导体元件). 知识探究欧姆定律的理解1.公式R =U 和I =U 的对比R =U II =U R电阻的定义式,适用于所有导体 欧姆定律表达式,适用于金属、电解质溶液导电不能说R ∝U ,R ∝I /1,R 由导体本身性质(材料、长短、粗细)决定,与U 、I 大小无关 可以说I ∝U 、I ∝R /1,I 的大小由U 、R 共同决定 测量了U ,测量了I ,便可确定R ,为我们提供了测量电阻的一种方法 知道了U 、R ,便可确定I ,为我们提供了除I =qt之外的一种计算电流的方法 在应用公式I =UR解题时,要注意欧姆定律的“同体性”和“同时性”.所谓“同体性”是指I 、.1.U 、R 三个物理量必须对应于同一段电路,不能将不同段电路的I 、U 、R 值代入公式计算.所谓“同时性”指U 和I 必须是导体上同时刻的电压和电流值,否则不能代入公式计算.要点二: 伏安特性曲线1.伏安特性曲线中直线的物理意义伏安特性曲线是通过坐标原点的直线,能直观地反映出导体中电流与电压成正比,如图所示,其斜率等于电阻的倒数,即tan α=I U =1R.所以直线的斜率越大,表示电阻越小.2.二极管的伏安特性曲线伏安特性曲线不是直线,即电流与电压不成正比(如图2-3-4)是二极管的伏安特性曲线,二极管具有单向导电性.加正向电压时,二极管的电阻较小,通过二极管的电流较大;加反向电压时,二极管的电阻较大,通过二极管的电流很小.二极管由半导体材料制成,其电阻率随温度的升高而减小,故其伏安特性曲线不是直线.(1)由图看出随着电压的增大,图线的斜率在增大,表示其电阻随电压的升高而减小,即二极管的伏安特性曲线不是直线,这种元件称为非线性元件.(2)气体导电的伏安特性曲线是非线性的.气体导电和二极管导电,欧姆定律都不适用. 要点三:伏安法测电阻的两种方法怎样对比? 1.内接法和外接法的电路图分别如图右所示.两种电路对比分析:接法特点、误差情况、选择条件等2.如何从两种接法中选择电路? 伏安法测电阻时两种接法的选择方法为减小伏安法测电阻的系统误差,应对电流表外接法和内接法作出选择,其方法是:(1)阻值比较法:先将待测电阻的粗略值和电压表、电流表的内阻进行比较,若R x ≪R V ,宜采用电流表外接法;若R x ≫R A ,宜采用电流表内接法.(2)临界值计算法:当内外接法相对误差相等时,有R A R x =R x R V,所以R x =R A R V 为临界值.当R x >R A R V (即R x 为大电阻)时用内接法;当R x <R A R V (即R x 为小电阻)时用外接法; R x =R A R V ,内、外接法均可.(3)实验试触法:按图2-3-6接好电路,让电压表一根接线P 先后与a 、b 处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化(电流表的分压作用明显),而电流表的示数变化不大(电压表分流作用不大),则可采用电流表外接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用电典例剖析题型一、公式R =U I 和I =U R的对比 【例1】 下列判断正确的是( )A .由R =U I 知,导体两端的电压越大,电阻就越大B .由R =UI 知,导体中的电流越大,电阻就越小C .由I =UR知,电流跟导体两端电压成正比,跟导体的电阻成反比总结反思D .由I =U R可知,通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比.2. 题型二、导体的伏安特性曲线【例2】 如图所示的图象所对应的两个导体的伏安特性曲线.由图回答: (1)电阻之比R 1∶R 2为______.(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时,电压之比U 1∶U 2为________.(3)若两个导体的电压相等(不为零)时,电流之比为______. 题型三、欧姆定律的应用【例3】电阻R 与两个完全相同的晶体二极管D 1和D 2连接成如图所示的电路,a 、b 端的电势差U ab =10 V 时,流经a 点的电流为0.01 A ;当电势差U ab =-0.2 V 时,流经a 点的电流仍为0.01 A .二极管具有单向导电性,单向导通时有电阻,当通过反向电流时,电阻可以认为是无穷大,则电阻R 的阻值为__________,二极管导通时的电阻为________.题型四、伏安特性曲线的测量 【例4】用下列器材组成描绘电阻R 0伏安特性曲线的电路,请将实物图2连线成为实验电路.微安表μA(量程200 μA ,内阻约200 Ω); 电压表V(量程3 V ,内阻约10 k Ω) 电阻R 0(阻值约20 k Ω);滑动变阻器R (最大阻值50 Ω,额定电流1 A); 电池组E (电动势3 V ,内阻不计);开关S 及导线若干. 图2拓展探究:小灯泡的伏安特性曲线如图3所示(只画出了AB 段),由图可知,当灯泡电压由3 V 变为6 V 时,其灯丝电阻改变了________ 课堂达标R 1、R 2的电流I 和电压U 的关系如图4所示,可知两电阻的大小之比R 1∶R 2等于( )A .1∶3B .3∶1C .1∶ 3 D.3∶1 2.用伏安法测未知电阻R x 时,若不知道R x 的大概值,为了选择正确的电路接法以减小 图4 图3 误差,可将电路如图2-3-9所示连接,只空出电压表的一个接头S ,然后将S 分别与a 、b 接触一下,观察电压表和电流表示数变化情况,那么( )A .若电流表示数有显著变化,S 应接aB .若电流表示数有显著变化,S 应接bC .若电压表示数有显著变化,S 应接aD .若电压表示数有显著变化,S 应接b 3.下列判断正确的是( )A .导体两端的电压越大,导体的电阻越大B .若不计温度影响,在导体两端的电压与通过的电流之比是一个常数C .电流经过电阻时,沿电流方向电势要降低D .电解液短时间内导电的U —I 线是一条直线4.若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时,导体中的电流减小了0.4 A .如果所加电压2倍,则导体中的电流多大? 课后达标阅读以下材料.回答1~3题.在研究长度为l、横截面积为S的均匀导体中电流的流动时,在导体两端加上电压U,于是导体中有匀强电场产生,在导体中移动的自由电子受匀强电场作用而加速,和做热运动的阳离子碰撞而减速,这样边反复碰撞边向前移动.可以认为阻碍电子向前运动的阻力大小与电子移动的平均速率v成正比,其大小可以表示成kv(k是恒量).1.静电力和碰撞的阻力相平衡时,导体中的电子的速率v成为一定值.这一定值是( ).3.A.l B.klC.kD.elkU2.设单位体积的自由电子数为n,自由电子在导体中以一定速率v运动时,该导体中所流过的电流是( )A.envlB.enlvSC.envS D.enlv3.该导体的电阻是( ) A.kle2nS B.kSe2nlC.kSenlD.kenlS4.如图4所示是某导体的伏安特性曲线,由图可知错误的是( )A.导体的电阻是25 Ω B.导体的电阻是0.04 ΩC.当导体两端的电压是10 V时,通过导体的电流是0.4 AD.当通过导体的电流是0.1 A时,导体两端的电压是2.5 V5.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置,其工作原理如图5甲所示,将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上,中间放置一个绝缘重球.小车向右做直线运动过程中,电流表示数如图乙所示,下列判断正确的是( )A.从t1到t2时间内,小车做匀速直线运动B.从t1到t2时间内,小车做匀加速直线运动C.从t2到t3时间内,小车做匀速直线运动D.从t2到t3时间内,小车做匀加速直线运动6.某导体中的电流随其两端的电压变化,如图6实线所示,则下列说法中正确的是( )A.加5 V电压时,导体的电阻是5 ΩB.加12 V电压时,导体的电阻是8 ΩC.由图可知,随着电压增大,导体的电阻不断减小D.由图可知,随着电压减小,导体的电阻不断减小7.某同学学习了线性元件和非线性元件的知识之后,他突然想到一个问题,若把一个线性元件和非线性元件串联起来作为一个“大”元件使用,这个“大”元件是线性还是非线性,为此,他把这个“大”元件接入电路中,测得其电流和电压值如下表所示,请猜想“大”元件是哪类元件?编号123456789U/V0.200.400.600.80 1.00 1.20 1.40 1.60 2.00I/A0.120.210.290.340.380.420.450.470.50 8.一金属导体,两端加上U1=10 V的电压时电流I1=0.5 A,两端加上U2=30 V的电压时导体中电流I2多大?若导体两端不加电压,则导体的电阻多大?9.贝贝同学在做测量小灯泡功率的实验中,得到如下一组U和I的数据,数据如下表:编号12345678总结反思U/V0.200.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.60 3.00 I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205 发光情不亮微亮逐渐变亮正常发光况。