高中物理人教版 (新课标)选修33 欧姆定律教案

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修33 欧姆定律教案，共7页。教案主要包含了教学要求，教学重点 难点，教学过程等内容，欢迎下载使用。
§17.1欧姆定律
一、教学要求
掌握欧姆定律的实验基础，内容，数学表达式及其单位；
知道通过实验总结物理规律的研究方法；
知道研究物理规律的一般方法——控制变量法；
知道欧姆定律的两个变形公式；
培养学生良好的实验习惯和进行科学实验的方法。
二、教学重点 难点
本节的重点是欧姆定律所提示的物理意义及其数学表达式；
欧姆定律的实验是探索性实验，其设计是本节的难点。
三、教学过程
1．引入课题
师：我们已知道，导体两端的电压和导体的电阻都会影响导体中电流的强弱，那么导体中的电流跟电压、电阻窨有怎样的定量关系呢？这节课我们就用实验来研究这个关系？（板书课题）
2．控制变量的研究方法
引导学生阅读课文P35页第1~3段的内容，了解研究三个物理量之间的变化关系的一般方法——控制变量法。即可以先保持电阻不变，然后让电压发生变化，看电流怎样变化，得到电流与电压之间的关系；再可以让电压保持不变，然后让电阻发生变化，看电流怎样变化，得到电流与电阻之间的关系，最后综合这两个关系，得出电流跟电压、电阻三个量之间的变化关系。
3．电流与电压、电阻的关系
师：让我们一起按上述考虑的思路通过实验来研究电流跟电压、电阻之间的关系。观察P36页的电路图，图中的A表和V表分析测量的是哪个物理量？这两个电表应该怎样使用？
启发学生作出正确回答。
特别强调：A表是测通过电阻R的电流、V表是测电阻R两端的电压。
师：电路中为什么要串联一个滑动变阻器？
启发学生认识到：是为了调节定值电阻R两端的电压。
师：我们先保持电阻不变，研究电流和电压的关系。
［实验１］：
将５欧的定值电阻Ｒ接入电路，调节滑动变阻器的滑片，使Ｒ两端的电压成整数倍变化，如２伏、４伏、６伏，刘学生观察并记录Ｖ表和Ａ表的各组示数，并填入课本上的相应的表格内。
师：根据以上数据，同学们可以得到什么结论？
启发学生回答，并板书结论１：〈在电阻一定的情况下，导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比，即Ｉ与Ｕ成正比。〉
师：获得这个结论的前提是什么？
生：在电阻不变的条件下。
师：下面再保持电压不变，研究电流跟电阻的关系。
［实验２］：
教师指导学生上台操作：先后将５欧、１０欧、１５欧的定值电阻接入电路，调节变阻器的滑片，使每次Ｖ表示数保持不变，如３伏；让学生记录Ａ表各次的示数及电阻值。
师：根据实验数据，同学们又能得到什么结论？
启发学生回答，并板书结论：〈在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比，即Ｉ与Ｒ成反比。〉
师；获得这个结论的前提又是什么？
生：在电压不变的条件下。
师：综合这两个关系可以得到，当Ｒ不变时Ｉ与Ｕ成正比，当Ｕ不变时Ｉ与Ｒ成反比。其实早在几百年前的德国的一位物理学家欧姆就做了我们相同的实验，并得到了与我们完成相同的结论。我们现在得到这个结论看似很轻轮，其实在当时十分简陋的实验条件下能得到如此精确的结论已经是一个了不起的发现了。所以我们把这个结论称之为欧姆定律。
４．欧姆定律
学生阅读课本Ｐ３７页“读读议议”的内容。
板书：〈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。〉
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。
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。反映了电压一定时，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。
板书：
有关欧姆定律的几点说明：
① 欧姆定律中的电流、电压和电阻这三个量是对同一段导体而言的。
② 对于一段电路，只要知道I、U和R三个物理量中的两个，就可以应用欧姆定律求出另一个。
③ 使用公式进行计算时，各物理量要用所要求的单位。
5．小结：
总结本课所学内容。
6．作业：
P37页作业1，《学习指导用书》相应内容。
第二教时
§17.2欧姆定律的应用
一、教学要求
继续巩固欧姆定律的公式及其物理意义；
理解欧姆定律及其变换的物理意义，掌握欧姆定律及其变换式的有关计算；
知道欧姆定律及其两个变换式在实际中的应用；
培养学生解答电学计算题的良好习惯。
二、教学重点 难点
对于运用欧姆定律及其变形进行运算是本节重点；
对于运用公式解题时必要的步骤及固定的格式的教学是难点。
三、教学过程
1．复习提问
什么叫欧姆定律，其公式如何表示？它有哪几个变形？各有什么物理意义？
前一课运用什么研究方法得出电流与电压、电阻的关系最终得出欧姆定律的？
从R=U/I有同学得出了以下几个结论，正确的是：
加在导体两端的电压越大，则导体的电阻越大；
通过导体的电流越大，则导体的电阻越小；
导体的电阻等于导体两端的电压跟导体的电流的比值；
当导体两端的电压为零时，导体的电阻为零；
当导体中没有电流时，导体的电阻为零；
当导体两端的电压增加几倍时，通过导体的电流也增加几倍，但它们的比值不变，等导体的电阻。
2．新课讲解
师：欧姆定律是电学的一个重要定律，在生产和实际生活中有很广泛的应用，下面通过几个实例来研究它的应用。首先欧姆定律涉及到三个物理量，即：U、I、R。而欧姆定律的应用都属于同一问题，即：已知三个量中的两个物理量如何求另一个量的问题。如：
已知U、R求I，应用公式 I = U/R
已知I、R求U，应用公式U = IR
已知U、I求R，应用公式R = U/I
师：那么我们在应用公式时，千万不能不加分析，乱代公式，一定要先分析出属于哪一类型的，再根据需要使用公式。有时一条题目可以多次使用同一类型的公式，有时一条题目中又会使用好几个不同的公式，这就需要我们一定要注意公式的正确使用。
教师引导学生一起看课本P37页的例题1，特别注意解计算题的一般步骤。
然后由学生完成课本上的第二和第三个例题。
练习完成后再练习P39页作业2的第2题。
师：在应用欧姆定律来进行实际运算中，应注意I、U、R的同一性，所谓同一性指同一导体，同一时刻的I、U、R之间的数量关系。如在例2中，I、U、R的所有值均系定值电阻的，而非滑动变阻器的。U的值也不是电源电压的值，也不是滑动变阻器两端的电压。所谓同一时刻是指实验中牺牲品次的I、U、R的值不能混淆，有独立的关系。如命例2中，后来的I则不能用前一个I来代，同样前一个U不等同后一个U，对于前次有U=IR，对于后来移动P以后也有U=IR。
3．小结：总结本课所学内容。
4．作业：P39页，作业2
《学习指导用书》相应内容。
第三教时
§17.3用伏安法测电阻
一、教学要求
会用电压表、电流表测电阻；
知道伏安法测电阻的原理；
通过学生实验培养学生动手实验的能力和对实验数据进行分析处理的能力；
通过实验过程中让学生自己根据实验要求选择实验器材，培养学生的思维和创造能力。
二、教学重点 难点
本节的教学重点是伏安法测电阻的原理和测量方法；
难点是如何根据实验的需要选择适当的器材。
三、器材
伏安法测电阻全套装置12组
四、教学过程
1．引入课题 ［抢答游戏］
教师在黑板上画出两端接有导线的电阻Ｒ，其两端电压为Ｕ。
师：上课前，我们先做一个抢答游戏，看谁答得快、答案得正确。当Ｕ＝1.5V，I=0.3A时，R=？（学生回答）如果U=3V，I=0.6A呢？（学生回答）。你们是怎样算出来的？
学生回答：用R=U/I求出R的。
师：现在有一只电阻器，它上央的电阻值看不清了，谁能想办法测出它的阻值？
引导学生回答：只要测出它两端的电压U和通过它的电流I，应用公式R=U/I，就可以求出它的电阻值了。
师：那么怎样测出它的电压和电流呢？
生：把电压表并联在电阻器的两端测出它两端的电压，把电流表和电阻器串联测出通过它的电流。
师：这种用电压表测出电阻两端电压，用电流表测出电阻中的电流，再根据欧姆定律算出电阻值的方法，叫伏安法测电阻，简称伏安法。我们今天就通过实验来研究这个问题。（板书课题）
2．伏安法测电阻的实验原理
学生阅读课本P40页第一部分的内容，了解伏安法测电阻的原理。
师：实验中电压表和电流表应分别与RX怎样连接？
生：略。
师：课本上的电路图并不完整，请问，要构成一个完整的电路，还至少需要哪些器材？
生：电池组、开关、导线。（学生动手画出电路图）
师：用这些器材只能测出一组电压、电流的值，算出的电阻值也只有一组，不够准确，还必须多次测量，应该怎么办？
生：（议论）还要用滑动变阻器。
师：为什么要用滑动变阻器？
生：（讨论后回答）这样可以利用滑动变阻器改变待测电阻两端的电压和通过它的电流，多测几组数据，用多次测量取平均值的方法可以减小测量误差。
师：很好，请同学们把电路图补完整。再想一下这个实验根据什么原理测电阻的？
生：根据欧姆定律的变形公式R=U/I。
3．实验电路的连接和电表量程的选择
师：伏安法测电阻的实验电路中有很多器件，这些器件既有串联连接的，又有并联连接的。按怎样的顺序连接比较方便，不容易出现错误呢？
学生议论，教师归纳：一般先连“主电路”，（即按电路图先将电池组、电流表、待测电阻、开关、变阻器连成串联电路），检查无误后再把电压表并联在待测电阻两端，这种方法也叫“先串后并”。（让一位学生利用投影仪画出胶片上的实物连接图，其它同学在下面练习画）。
师：怎样检查电路的连接是否正确呢？
学生讨论，教师归纳：在接入电压表前，先闭合开关，观察电流表是否有示娄。若有，则电路通；若无，则检查何处开路。再移动滑片，观察电流表示数是否有变化。若有，则电路连接正确；若无变化，测滑动变阻器的接线有误码。
师：在连接电路时，开关应在什么位置上？闭合开关前，变阻器的滑片应在哪一端？为什么？
学生讨论，教师归纳：连接电路时，开关应断开，闭合前滑片应在变阻器电阻值勤最大的一端，这样保证电路刚接通时电路中电流最小，以保证电路的安全。
师：如果用两节干电池做电源，待测电阻值约为10欧，电流表、电压表应选用什么量程？
（学生讨论并上台演示，教师归纳）。
在讨论的基础上，组织学生分组实验，用伏安法测电阻，教师巡视指导。
4．课堂思考：
在学生完成分组实验的基础上，教师组织学生讨论思考下列问题，如时间允许可让学生实际操作一下，验证自己的结论。
怎样用伏安法测出小灯泡正常发光时电阻值？画出电路图并实际测一下。
如果电压表和电流表的位置颠倒了，会出现什么现象？说明理由，或实际操作一下。
如果只有电压表而没有电流表，再给一只已知电阻，你能测出未知电阻的值吗？怎样测？
如果只有电流表而没有电压表，再给一只已知电阻，你能测出未知电阻值吗？怎样测？
5．小结本课所学内容。
6．作业布置：
P42页作业3 ，及《学习指导用书》相应内容。
第四教时
§17.4串联电路的电阻
一、教学要求
进一步理解欧姆定律及其应用；
通过实验和理论推导，研究串联电路中总电阻同各个串联电阻之间的关系；
理解串联电路的等效电阻和计算公式；
培养学生应用已学知识探索研究新问题，以及分析实验数据，归纳实验结论的能力。
二、教学重点 难点
本节课教学的重点是串联电路电阻规律的理论推导和应用；
做好测量串联电路电阻的实验是本节教学的难点和关键。
三、器具
教师用：投影仪 、电流表、电压表、电池组、开关各一个，定值电阻两个、导线若干。
四、教学过程
1．引入课题
师问：电阻的大小与哪些因素有关？
生：导体的长度、横截面积、材料、和温度。
师问：已知有什么方法可以测出一个未知电阻的值？
生：伏安法测电阻的方法。
师问：有两个电阻R1=5欧，R2=15欧，如果将它们串联起来，（板画两个电阻串联）它们能等效成一个多大的电阻？即它们的总电阻是多大？这个总电阻与R1或R2相比是变大了还是小了？同学们可以先猜想一下。
学生讨论。（教师用两支粉笔做演示，暗示用影响导体电阻的四个因素来猜测，电阻变大）。
师：这一堂课我们将先用实验来研究这个问题。板书课题
2．实验法测两电阻串联的总电阻
师：如果要用实验来测量两个电阻串联后的总电阻，可以利用我们刚学过的什么方法？
生：伏安法。
师：这个实验用到哪些器材？请同学们设计实验电路图和记录数据的表格。
教师引导学生讨论、并设计实验方案。
组织学生进行交流，并投影出典型的电路图和表格，如下图。
师：我们把阻值已知的电阻R1和R2串联在电路里，用电压表、电流表分别测出这部分电路两端的电压U和通过的电流I，然后用欧姆定律算出它们串联后的总电阻R=U/I。
学生演示：在示教板上连接电路，采用“先串后并”的方法。然后出示已经连接好的实物电路，闭合开关并让学生读出电压表、电流表的示数。调节滑动变阻器，测得三组U、I的值，并填入设计好的表格中。（说明为了计算的方便，我们的电压值均调为整数，注意演示电表的量程为1A和10V）
引导学生观察、读数、计算R的值并与R1、R2的值作比较。
师：通过这个实验，我们发现了什么？
生：R1、R2串联后的总电阻R等于R1、R2的阻值之和。
师：这个结论是我们通过实验获得的，实际上我们也可以用我们前面学过的相关知识进行理论推导。
3．理论推导串联电路的电阻规律
师：请同学们阅读课本关于串联电路总电阻的理论推导部分，完成上面的填空，并考虑课本上是怎样进行理论推导的？用到了哪些学过的知识？
生：阅读推导。
师：（引导学生交流，并归纳出推导的思路）利用欧姆定律、串联电路和电压规律和串联电路的电流规律，推导出串联电路的电阻规律。
师：通过实验和理论推导得出了一个同样的结论，即串联电路的总电阻等于各串联电阻之后，公式：R总=R1+R2。（板书）
师：这个公式是可以进行推广的，如果有三个电阻R1、R2、R3串联，那么串联后的总电阻R总=R1+R2+R3（请学生课后证明，作业今天的作业）。
反馈练习：（口答）
两个阻值分别为10欧、20欧的定值电阻串联后总电阻是_______欧？如果它们再与一个50欧的电阻串联，那么总电阻又将变为多少？
两个完成相同的电阻串联后的总电阻是20欧，则每个电阻的阻值是_____欧？
4．例题
教师引导学生阅读课本上的例题。（P43页）
要求学生在解此类题目时要注意公式的使用，及欧姆定律的同一性。
师：最后一步求总电压还可以用什么方法？
学生讨论后得出：用U总=U1+U2求。
5．电阻箱
师：串联电路电阻的规律在实际中应用很广泛，如下面两个实验室中常用的器材中就用到了这方面的知识。
教师组织学生阅读课本P44页“读读议议”，教师出示实物。一起讨论并完成课本上的两个“想一想”
6．小结：组织学生整理串联电路的电流、电压、电阻的特点，教师归纳（投影）
7．作业：（1）作业4
（2）推导三个电阻串联的总电阻的公式。并思考N个阻值均为R0的电阻串联后的总电阻为多少？