2020-2021学年2 电阻定律教学设计及反思

电流、欧姆定律、电阻定律

一、教学目标

1.了解电流形成的条件。

2.掌握电流的概念，并能处理简单问题。

3.巩固掌握欧姆定律，理解电阻概念。

4.理解电阻伏安特性曲线，并能运用。

5.掌握电阻定律，认识电阻率的物理意义。

二、重点、难点分析

1.电流的概念、电阻定律、欧姆定律是教学重点。

2.电流概念、电阻的伏安特性曲线、电阻率对学生来说比较抽象，是教学中的难点。

三、教具

1.欧姆定律（伏安特性曲线）

直流电源（稳压），电压表，电流表，滑动变阻器，导线若干，开关，待测电阻。

2.电阻定律：电压表，电流表，直流电源，滑动变阻器，酒精灯，电阻丝（一根），自制电阻丝示教板。

说明：电阻丝示教板上，有电阻丝A，电阻丝B，其中B对折，其长度是A的两倍，电阻丝C是与A相同且等长的两根电阻丝并联而成。

四、主要教学过程

（一）引入新课

前面学习场。电场对其中的电荷有力的作用，若是自由电荷在电场力作用下将发生定向移动。如：静电场中的导体在达到静电平衡状态之前，其中自由电荷在电场力作用下定向移动。电容器充放电过程中也有电荷定向移动。电荷的定向移动就形成了电流。

（二）教学过程设计

1.电流

（1）什么是电流？大量电荷定向移动形成电流。

（2）电流形成的条件：

静电场中导体达到静电平衡之前有电荷定向移动；

电容器充放电，用导体与电源两极相接。

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。

导体中电流有强有弱，用一个物理量描述电荷定向移动的快慢，从而描述电流的强弱。

（3）电流（I）

①量度：通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用时间的比值。这样可以通过电荷定向移动的快慢来描述电流强弱，这个比值称为电流。

③单位：安培（A）

1A=1C/s

④性质：标量。初中学过并联电路干路电流等于各支路电流之和。但电流是有方向的。（有方向的量不一定是矢量，是否矢量关键看满不满足平行四边形法则。）

⑤电流方向的规定：正电荷定向移动的方向为电流方向，负电荷定向移动方向与电流方向相反。

（4）电流分类：

直流电里，若电流不变，就称为恒定电流，这是高中阶段电流知识的重点。

前面讨论了电流，尤其是持续电流的形成，要求导体两端有电势差，即电压。电流与电压究竟有什么关系？这可利用实验来研究。

实验1

按电路图连接实验电路，R0为待测电阻（定值电阻）。

闭合S后，移动滑动变阻器触头，记下触头在不同位置时电压表和电流表读数。电压表测得的是导体R0两端电压，电流表测得的是通过导体R0的电流，记录在下面表格中。

把所得数据描绘在I－U直角坐标系中，确定U和I之间的函数关系。

分析：这些点所在的曲线包不包括原点？包括，因为当U=0时，I=0。这些点所在曲线是一条什么曲线？过原点的斜直线。

把R0换成与之不同的R'0，重复前面步骤，可得另一条不同的但过原点的斜直线。

结论：给定导体，导体中电流与导体两端电压成正比，I∝U

I=kU

对不同导体图象斜率k不同。相同电压U0下，两导体电流分别为I1、I2，I1＞I2，导体2对电流阻碍作用比导体1大，I1=k1U。I2=k2U。

2.欧姆定律：导体中电流跟它两端电压成正比，跟它的电阻成反比。大量实验表明，欧姆定律适用于纯电阻电路（金属、电解液等）。

3.电阻

（1）定义：导体两端电压与通过导体电流的比值，叫做这段导体的电阻。

（2）量度式：

R=U/I

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这个式子（定义）给出了测量电阻的方法——伏安法。

（3）单位：电压单位用伏特（V），电流单位用安培（A），电阻单位用欧姆，符号Ω，且1Ω=1V/A

常用单位： 1kΩ=1000Ω

1MΩ=106Ω

电阻是导体的特性，电阻与导体的哪些因素有关？

（4）影响电阻的因素：

电阻反映了导体对电流的阻碍作用，导体越长，阻碍作用会不会越大？

导体横截面积越大，电压不变，单位时间里通过电荷将增加，从而电阻变小。

实验2

按如图所示电路，依次将 A、  B、 C三段电阻丝分别接入电路中，利用 R=U/I测出三段电阻丝电阻，并加以比较。

应指出：B电阻丝长度是A的2倍，测出电阻也约为A的2倍。

说明：①R∝L C电阻丝与A等长，为了改变横截面积，C的两根电阻丝并排连入电路中，相当于横截面积增加1倍，测出电阻比A电阻小，约为A电阻的一半。

体k不同。 k反映了材料导电性质，称作电阻率，用ρ表示。

时，ρ在数值上等于R。

强调：ρ的大小由导体材料决定。

      ρ的大小与温度有关，一般ρ随温度升高而增大。

实验3：把单独一根电阻丝接入前图所示电路中，测出电阻来，用酒精灯加热。再看电压表、电流表读数，可以计算出电阻，从而判断电阻增大了。

④总结：电阻定律

导体电阻跟它长度成正比，跟它的横截面积成反比。

（三）复习巩固

导体两端电压U不变，导体电阻率ρ，长L，横截面积S，问经过△t秒后，通过导体任一截面的电量。

若U、△t不变，导体材料也不变，要让通过导体横截面的电量加倍，可采用什么办法？

若U、△t及导体体积都不变，导体材料给定，要让通过导体截面的电量加倍，可采用什么办法？

（北京二中  范京）