物理第2节 欧姆定律课堂教学ppt课件

第2节  欧姆定律

【教学目标】

一、知识与技能

1.能根据实验探究得到的电流、电压、电阻三者的关系推导出欧姆定律.

2.理解欧姆定律，记住欧姆定律的公式，并能利用欧姆定律进行简单的计算.

二、过程与方法

1.通过分析与论证过程提高学生根据实验数据归纳物理规律的能力.

2.通过计算，学会解答电学计算题的一般方法，培养学生逻辑思维能力，培养学生应用知识解决问题的能力.

三、情感态度与价值观

通过了解科学家发明和发现的过程，学习科学家坚韧不拔，探求真理的伟大精神和科学态度，激发学生努力学习的积极性和勇于为科学献身的热情.

【教学重点】

欧姆定律的推导和理解.

【教学难点】

欧姆定律的计算

【教具准备】

电池组、电阻（5Ω、10Ω、15Ω）多个、开关、导线若干、电流表、电压表、多媒体课件等.

【教学课时】1.5课时

【巩固复习】

教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.

【新课引入】

师 同学们一定还记得我们在上节课中的探究实验，各组的探究结论，可以再讲讲吗？

生1：电压越大，电流越大；电阻越大，电流越小；

生2：在电阻一定时，电流与电压成正比；

生3：在电压一定时，电流与电阻成反比.

师电流、电压和电阻这三个物理量之间的关系首先是被德国的科学家欧姆发现的，所以我们把这个规律叫做欧姆定律，下面我们就一起来学习吧！

【进行新课】

知识点1  欧姆定律

师 由上节课的结论可知：在电阻一定时，电流与电压成正比；在电压一定时，电流与电阻成反比.我们把它综合起来，用一句话表示就是：

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，这个结论就是欧姆定律.

板书：欧姆定律：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.

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表示通过这段导体中的电流，那么欧姆定律可以写成如下公式：

I=

式中的I表示电流，单位是安培（A）；U表示电压，单位是伏特（V）；R表示电阻，单位是欧姆（Ω）.

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.这反映电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比例的关系(I∝1/R).公式I=U/R完整地表达了欧姆定律的内容.

欧姆定律表达式I=及其变形式U=IR、R=是电学计算的基本公式，应注意以下四点:

（1）适用范围：欧姆定律只适用于纯电阻电路的导电情况，对非纯电阻电路，如含电动机的电路，欧姆定律不再适用.

（2）同一性：I=中的电流、电压、电阻是指同一个导体或同一段电路中的各量，三者要一一对应，在解题中，习惯上把同一个导体的各个物理量符号的角标用同一数字表示，如图所示的电路，通过电阻R1的电流，通过电阻R2的电流，电路的总电流I=UR，当电路发生变化时，电路中的总电流可以表示为.

（3）同时性:欧姆定律中三个物理量间具有同时性，即在同一部分电路上，由于开关的闭合或断开以及滑动变阻器滑片位置的移动，都将引起电路的变化，从而导致电路中的电流、电压、电阻的变化，因而公式I=U/R中的三个物理量是同一时间的值.不可将前后过程中的I、U、R随意混用.

（4）公式中的三个物理量，必须使用国际单位制中的主单位，即I的单位是安培，U的单位是伏特，R的单位是欧姆.

例题1（多媒体展示）一辆汽车的车灯接在12V电源两端，灯丝电阻为30Ω，求通过灯丝的电流.

学生读题，根据题意老师板演，画好电路图.说明某导体两端所加电压的图示法.在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号.

解：由题可知U＝12V，RL＝30Ω，

根据欧姆定律I＝U/R=12V/30Ω=0.4A.

教师归纳：（用多媒体展示）

（1）解物理题的一般步骤：

①题中找已知条件；

②注意写出原始公式；

③公式中物理单位要统一，对物理符号尽量写出必要的文字说明；

④代入的数值要带单位；

⑤最后说明所求的物理量，不必写答.

（2）解电学题审题的一般思路：

①根据题意画出电路图；

②在电路图上标明已知量的符号、数值、未知量的符号；

③利用相应公式进行求解.

例题2（多媒体展示）如图所示.

闭合开关后，电压表的示数为6V，电流表的示数为0.3A，求电阻R的阻值.

教师要求学生在练习本上按例题1的要求解答，并请一位同学到黑板上板书演算过程.

学生板演解题过程.

解：电阻R两端的电压U＝6V，通过电阻R的电流I＝0.3A.

所以R＝＝=20Ω

学生板演完毕，教师组织全体学生讨论、分析正误.

例题3教师用多媒体展示练习册中对应题目，并针对性地讲解.

教师总结：（多媒体展示）

①电路图及解题过程要符合规范要求.

②答题叙述要完整.

③解释U=IR的意义：公式U=IR，表示导体两端的电压在数值上等于通过导体的电流和该导体电阻的乘积.但要注意，电压是电路中产生电流的原因.导体两端不加电压时，电流为零，但导体电阻依然存在.因此不能认为电压跟电流成正比，跟电阻也成正比.

④解释R=U/I的物理意义：对同一段导体来说，由于导体的电流跟这段导体两端的电压成正比，所以比值是一定的.对于不同的导体，其比值一般不同.U和I的比值反映了导体电阻的大小.导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于材料、长度和横截面积，还跟温度有关.不能认为R=U/I表示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.由于电阻是导体本身的一种性质，所以某导体两端的电压为零时，导体中的电流也等于零，而这个导体的电阻值是不变的.

课堂演练

完成本课时对应课堂练习.

知识点2  运用欧姆定律分析图象中电阻的大小

师 在理解欧姆定律的基础上，我们还要学会运用欧姆定律分析图象中电阻大小的题目，下面我们就试着分析一个电学I-U图象的例题.

例题4  （多媒体展示）在某一温度下，两个电路元件甲和乙中的电流与电压的关系如图所示，由图可知，元件甲的电阻是      Ω，将元件甲接在电压为2V的电源两端，则流过元件甲的电流是       A，将乙接在电压为2.5V的电源两端，则流过元件乙的电流是       A，此时元件乙的电阻是      Ω.

解析：如图所示为导体两端电压与电流的关系图象,我们知道电阻是导体本身的一种性质，与导体两端的电压和通过导体的电流无关，但我们可以利用欧姆定律来求得电阻，观察元件甲的I－U图象可知，电阻甲的电阻是固定不变的（不受温度或电压大小的影响），可从甲上任找一对应点，然后利用其电压、电流值计算出电阻，如当加在元件甲两端的电压为1V时，通过甲的电流为0.2A，由欧姆定律可得=5Ω.当元件甲接在电压为2V的电源两端，I-U图象上对应的电流为0.4A，则通过元件甲的电流为0.4A（也可利用欧姆定律求得=0.4A).观察乙的I-U的图象可知，元件乙的电阻随着电压的增大逐渐增大，猜想可能是受温度的影响，当将乙接在电压为2.5V的电源两端，此时对应的电流值为0.5A，则此时，元件乙的电阻为=5Ω

答案：5    0.4    0.5    5

注意：教师在讲解该题时，速度尽量放慢，在分析乙的I－U图象的变化情况时，教师要详细讲解，特别是要让学生理解乙元件电阻变化的原因可能是因为电压增加时，使得乙电阻的温度变化了，从而导致电阻增加.同时要提醒学生在解答有关I-U图象的题目时，一定要搞清横纵坐标所表示的物理意义，从图象中找出相关的有用信息，然后利用相应的规律进行求解.

课堂演练

完成本课时对应课堂练习.

【教师结束语】

通过本节课的学习，我们知道了欧姆定律的公式，并尝试利用欧姆定律进行了简单的电学计算，这节课我们就学到这，谢谢！

课后作业

完成本课时对应课后练习.

1.在讲授欧姆定律时，教师要让学生明白欧姆定律并不是两个实验结论简单地综合而成的，同时要强调欧姆定律应用时必须符合“同一性”和“同时性”.在讲解欧姆定律的公式I＝U/R和变形公式R＝U/I、U＝IR时，要将它们的含义区别开来，从物理意义上划清界限，这样可让学生从中加深对欧姆定律的认识和理解.在解题训练过程中，应注意培养学生良好的解题习惯.

2.根据学生的接受程度不同，本课的内容可自行调节，讲得适中才好，对于成绩好的学生，我认为还是多放手，让他们自己去解决这些问题，对于成绩不怎么好的学生步子还是放慢一些，多举例多让他们上黑板板书演算过程，在众多学生面前暴露自己的失误，以引起大家的注意.

欧姆和欧姆定律的建立

欧姆（Georg Simon Ohm 1787-1854）1787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岁时他进入埃尔兰根大学研究数学、物理与哲学，由于经济困难，中途辍学，到1813年才完成博士学业.欧姆是一个很有天分和科学抱负的人，他长期担任中学教师，由于缺少资料和仪器，给他的研究工作带来不少困难，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进行研究.开始他用伏打电堆作电源，但是因为电流不稳定，效果不好.后来他接受别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，巧秒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，得出了如下的等式：

欧姆定律发现初期，许多物理学家不能正确理解和评价这一发现，并遭到怀疑和尖锐的批评.研究成果被忽视，经济极其困难，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利金牌，才引起德国科学界的重视.

欧姆在自己的许多著作里还证明了：电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积和传导性成反比；在稳定电流的情况下，电荷不仅在导体的表面上，而且在导体的整个截面上运动.