年高中物理2.3欧姆定律教案新人教版选修3_1

解法二：
由 得 又
U 0 U 1 2U 0 / 5 R I0 I 1 0.4
I 0 1.0 A
U 0 U 2 R I0 I 2
所以 I 2 I 0 , I 2 2 I 0 2.0 A
解法三：画出导体的I—U图像，如图15—1—3所示， 设原来导体两端的电压为U0时,导体中的电流强度为I0. 当 U 3U 0 时，I=I0－0.4 Ａ 5
如何在导体中建立电场呢？
. . . .. .
电子
. .E .. .
在导体的两端接上电源。 金属导体 .. . . .. . . . ..
自由电子
金属导体
电源正极的电势高，负极的电势低。
导体两端有了电压，导体中有了电场。 导体中的自由电荷在电场力的作用下 发生定向移动，形成电流。
导体中产生电流的条件：

三、情感与价值观 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 电流、欧姆定律及应用和伏安特性曲线。 教学难点 运用数学方法处理实验数据，建立和理解欧姆定律。 教学方法 探究、讲授、讨论、练习 教学用具 多媒体课件
的比值。
U 3、定义式： R I
(R只与导体本身性质有关)
4、单位：国际单位制中 欧姆（Ω） 千欧（kΩ） 兆欧（MΩ）
1k 10
3
1M 10
6
问题： 导体中电流的大小与什么有关？
（1）与导体的两端电压有关？
（2）与导体的本身有关？
（3）其他因素？
方法：
（1）导体不变，改变导体两端的电压，测量电流。

[高二物理复习教案(共2课时)]第十四章 恒定电流知 识 结 构重点和难点一、部分电路欧姆定律1．部分电路欧姆定律的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．公式表示为：RU I =2．欧姆定律是实验定律本定律通过探索性实验得到电流I 和电压U 之间的关系，其关系也可以用I -U 图像表示出来〔如图1〕．对于给定的金属导体，比值I U /为一恒定值，对于不同的导体，比值I U /反映对电流的阻碍作用，所以把比值I U /定义为导体的电阻R ．3．几个公式的含义 公式RU I =是欧姆定律，公式IR U =习惯上也称为欧姆定律．而公式I U R =是电阻的定义式，它说明了一种量度电阻的方法，绝不可以错误地认为“电阻跟电压成正比，跟电流成反比〞，或认为“既然电阻是表示导体对电流的阻碍作用的物理量，所以导体中没有电流时导体就不存在电阻〞．一定要明确公式的物理意义，不能不讲条件地说量与量之间的关系．4．会应用欧姆定律分析和解决问题欧姆定律是解决电路问题的基础．用部分电路欧姆定律解决问题无非牵涉U 、I 、R 三个量之间的关系，解决问题时，第一要注意三个量之间的对应关系，这三个量一定属于同一段纯电阻电路，且这段电路中一定不含有电动势；第二要注意研究问题的过程中哪个量不变，另外两个量谁随谁变，怎么变，找不到不变量，就无法确定电路中各量如何变化．5．知道欧姆定律的适用X 围欧姆定律是在金属导电的实验基础上总结出来的，对于电解液导电也适用，但对于气体导电和半导体导电就不适用了．二、电阻定律导体的电阻是由它本身的性质决定的．金属导体的电阻由它本身的长度l 、横截面积S 、所用材料和温度决定．在温度一定时，金属导体的电阻跟它的长度l 成正比，跟它的横截面积S 成反比，用公式表示为：这就是电阻定律，式中ρ叫做导体的电阻率，由导体的材料决定．注意：1．物质的电阻率与温度有关，实验说明，温度越高，金属的电阻率就越大，因此，金属导体的电阻随温度的升高而增大．例如，白炽灯泡点亮时的灯丝电阻比不通电时要大很多倍，因为灯泡点亮后，灯丝温度升高，电阻率增大，电阻也随之增大．2．导体的电阻由式IU R 定义，也可以利用其测量，但并不是由U 和I 决定的，而是由电阻定律决定的，即导体本身的性质决定的．三、电功、电热、电功率1．为了更清楚地看出各概念之间区别与联系，列表如下：2．电功和电热不相等的原因由前面的表格，我们看到，只有在纯电阻电路中才有电功等于电热，而一般情况电路中电功和电热不相等．这是因为，我们使用用电器，相当多的情况是需要其提供其它形式的能量．如电动机，消耗电能是需要让其提供机械能，如果电功等于电热，即消耗的电能全部转化为电动机线圈电阻的内能，电动机就不可能转起来，就无从提供机械能了．因而一般的电路中电功一定大于电热，从而为电路提供除内能之外的其它能量．但无论什么电路，原那么上一定要有一部分电能转化为内能，因为任何电路原那么上都存在电阻． 所以电路中的能量关系为：其它E Q W +=，只有在纯电阻电路中W = Q ．3．额定电压与实际电压、额定功率与实际功率额定电压指用电器正常工作时的电压，这时用电器消耗的功率为额定功率．但有时加在用电器上的电压不等于额定电压，这时用电器不能正常工作，这时加在用电器上的电压就称之为实际电压，这时用电器消耗的功率为实际功率．要注意，在一些问题中“额定〞和“实际〞往往不相等．四、闭合电路欧姆定律1．意义：描述了包括电源在内的全电路中，电流强度I 与电动势E 、全电路中内电阻r 与外电阻R 之间的关系．公式为：rR E I +=常用的表达式还有：E=IR+Ir=U+U ＇U=E-Ir2．电动势与路端电压的比较：3．路端电压U 随外电阻R 变化的讨论电源的电动势和内电阻是由电源本身的性质决定的，不随外电路电阻的变化而变化，而电流、路端电压是随着外电路电阻的变化而变化的．rR E I +=① U=E-Ir ②当外电路断路时，E U I R =⇒→⇒∞→0当外电路短路时，00=⇒=⇒=U rE I R 路端电压随电流变化的图线〔U -I 图线〕如图2所示．由U=E-Ir 可知，图线纵轴截距等于电源电动势E ，假设坐标原点为〔0，0〕，那么横轴截距为短路电流，图线斜率的绝对值等于电源的内电阻，即r IU =∆∆． 在解决路端电压随外电阻的变化问题时，由于E 、r 不变，先由①式判断外电阻R 变化时电流I 如何变化，再由②式判断I 变化时路端电压U 如何变化，因为在①、②式中除E 和r 都还分别有两个变量，①式中是外电阻R 和电流I ，②式中是电流I 和路端电压U ，这样可以讨论一个量随另外一个量的变化．有的同学试图用公式IR U =来讨论路端电压随外电阻的变化问题，但由于当外电阻R 发生变化时电流I 也发生变化，因此无法讨论路端电压U 的变化情况．如外电阻R 增大时，电流I 减小，其乘积的变化无从判断．4． 闭合电路中的几种电功率由于在闭合电路中内、外电路中的电流都相等，因此由E=U+U ＇可以得到IE=IU+IU ＇ 或t U I IUt IEt '+=式中IEt 是电源将其它形式的能转化成的电能，IUt 是电源输出的电能，即外电路消耗的电能，t U I '是电源内电阻上消耗的电能，等于rt I 2，即内电阻上产生的热．与之相对应，IE 是电源的总功率，IU 是电源输出的电功率， U I '是内电阻上的焦耳热功率．一定要从能量转化和守恒的观点理解这几个功率的意义．五、伏安法测电阻伏安法测电阻的原理是部分电路的欧姆定律〔IU R =〕，测量电路可以有电流表外接和电流表内接两种方法，如图3甲、乙两图．由于电压表和电流表内阻的存在，两种测量电路都存在着系统误差．甲图中电流I 甲的测量值大于通过电阻R x 上的电流，因此计算出的电阻值R 甲小于电阻R x 的值．乙图中电压U 乙的测量值大于加在电阻R x 上的电压，因此计算出的电阻值R 乙大于电阻R x 的值．为了减小测量误差，可先将待测电阻R x 的粗略值与电压表和电流表的内阻值加以比较，当R x << R V 时，0≈V x R R x Vx x x V x V R R R R R R R R R ≈+=+=1甲，宜采用电流表外接法测量．当R x >> R A 时，x x A R R R R ≈+=乙，宜采用电流表内接法测量．例 题 精 选[例1]实验室用的小灯泡灯丝的I-U 特性曲线可用以下哪个图象来表示〔考虑灯丝的电阻随温度的变化而变化〕：分析：随着电压的升高，电流增大，灯丝的电功率将会增大，于是温度升高，电阻率也将随之增大，所以电阻增大，I-U 曲线的斜率减小，选A 。

第三节、欧姆定律教学设计一、内容与解析：本节课要学的内容是欧姆定律，指的是两个问题。

一是欧姆定律，二是导体的伏安特性曲线。

关于欧姆定律，教材先用演示实验探究导体中电流与电压的关系，通过U—I图像处理的方法得到电流与电压的正比关系，由斜率反映了导体对电流的阻碍作用，然后定义电阻。

在此基础上，通过对因果关系、适用条件的分析等，得到欧姆定律的公式及表述。

学生在初中已有电学这方面的一些基础，而本堂课在试验电路，数据处理、研究思路等方面都较初中有很大的提高，也更加科学。

教学的的重点是欧姆定律，解决重点的关键是对导体的伏安特性曲线的研究，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。

二、目标及其解析1、目标解析：理解电阻的定义，理解欧姆定律2、目标定位：理解电阻的定义，欧姆定律就是指通过探究导体电压和电流关系的过程，体会利用U—I图像来处理、分析实验数据、总结实验规律的方法。

三、问题诊断分析在本节课的教学中，学生可能会遇到的问题是认为导体的电阻与导体两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比，产生这一问题的原因是从单纯的数学公式上看得出的结论。

要解决这一问题就要从电阻的物理意义去理解电阻的含义。

四、教学支持条件分析在本节课的演示实验探究导体中电流与电压的关系的教学中准备使用多媒体，因为使用多媒体，有利于学生更荣誉总结实验规律。

五，教学过程问题一：导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢？设计意图：让学生通过实验数据探究电流与电压的变化关系。

引出电阻的概念。

1、演示实验：实验目的：研究导体中的电流跟导体两端之间的定量关系实验原理：用电压表浊导体两端的电压，用电流表测导体中的电流，观察和记录数据，在坐标系中作出U—I图象进行探究分析，找出规律，电路图所图所示2、实验过程及数据处理：1）把导体A接入电路中的M、N两点间，闭合S调节滑动变阻器的滑片，可以得到关于导体A的几组电压和电流数据，如下图电压0 2．0 4．0 6．0 8．0 1．0电流强度0 0．20 0．42 0．60 0．78 0．98用描点法在直角坐标系中作用U —I 图象结论：2）换用另一导体B 代替A 进行实验又可得到导体B 的几组电压、电流数据 电压 0 2．0 4．0 6．0 8．0 1．0电流强度 0 0．13 0．28 0．40 0．54 0．66结论： 实验结论：1）同一导体，不管电流怎样变化，电压跟电流的比值U/I 是一个常数2）在同样的电压下，比值U/I 大的电流小，比值小的电流大电阻：1）导体两端的确电压与通过导体的电流大小之比2）物理意义：反映导体对电流的阻碍作用的大小3）定义式：R=U/I4）单位：欧姆（Ω）常用的电阻单位还有千欧（k Ω）和兆欧(M Ω)1k Ω=103Ω 1M Ω=10问题二：通过上面的实验探究，我们总结一下电流、电压与电阻之间有什么关系呢？设计意图：让学生从前面的实验自己总结出欧姆定律的内容欧姆定律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2）表达式：I=U/R3）适用条件：金属导体和电解液导体，而对气态导体和半导体不适用 例题：对于欧姆定律，理解正确的是（ ） A. 从 可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比B.从可知，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. 从可知，导体两端的电压随电阻的增大而增大 D. 从 可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零问题三：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 ，用横坐标表示电压U ，画出的导体的I —U 图线称为伏安特性曲线2、线性元件：伏安特性曲线是通过坐标原点的直线，电流与电压成正比，其斜率等于电阻的倒数3、非线性元件伏安特性不是直线，即电流与电压不成正比的电学元件，如图是二极管的伏安特性曲线，二级管具有单向导电性，加正向电压，二极管的电阻较小，通过二极管的电流较大，加反电压时，二极管的电阻较大，通过二极管的电流很小 I U R /=I U R /=I U R /=I U R /=学生实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线实验目的：1、描绘小灯泡的伏安特性曲线2 、分析曲线的变化规律实验原理：在纯电阻电路中,电阻两端的电压和通过电阻的电流呈现线性关系,即U—I曲线是一条过原点的直线。

欧姆定律〞教学设计一教材分析欧姆定律是电学中的根本定律，是进一步学习电学知识和分析电路的根底，是本章的重点。

本次课的逻辑性、理论性很强，重点是学生要通过自己的实验得出欧姆定律，最关键的是两个方面：一个是实验方法，另一个就是欧姆定律。

欧姆定律的含义主要是学生在实验的过程中逐渐理解，而且定律的形式很简单，所以是重点而不是难点。

学生对实验方法的掌握既是重点也是难点，这个实验难度比拟大，主要在实验的设计、数据的记录以及数据的分析方面。

由于实验的难度比拟大，学生出现错误的可能性也比拟大，所以实验的评估和交流也比拟重要。

这些方面都需要老师的引导和协助，所以这次课采用启发式综合教学法。

二教学目的知识与技能①使学生会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和其中的电流。

②通过实验认识电流、电压和电阻的关系。

③会观察、搜集实验中的数据并对数据进展分析。

过程与方法①根据已有的知识猜测未知的知识。

②经历欧姆定律的发现过程并掌握实验的思路、方法。

③能对自己的实验结果进展评估，找到成功和失败的原因。

情感、态度与价值观①让学生用联络的观点对待周围的事物并能设计实验方案证实自己的猜测。

②培养学生大胆猜测，小心求证，形成严谨的科学精神。

三教学重点与难点重点：掌握实验方法；理解欧姆定律。

难点：设计实验过程；实验数据的分析；实验结果的评估。

四学情分析在技能方面是练惯用电压表测电压，在知识方面是研究串、并联电路中的电压关系。

这是一节探究性实验课，让学生自主实验、观察记录，自行分析，归纳总结得出结论。

学生对探究性实验有浓重的兴趣，这种方式能激发学生的创造性思维活动有利于进步认知才能和实验才能，但由于学生的探究才能尚不够成熟，引导培养学生探究才能是本节课的难点五教学方法启发式综合教学法。

六课前准备教具：投影仪、投影片。

学具：电源、开关、导线、定值电阻〔5Ω、10Ω〕、滑动变阻器、电压表和电流表。

七课时安排一课时八教学过程九板书设计已学的电学物理量：电流I、电压U、电阻R。