《欧姆定律及其应用》教学设计

1 / 36 欧姆定律及其应用教学设计 m 欧姆定律及其应用教学设计 一、教材分析 欧姆定律是电学中的基本定律，它是进一步学习电学知识和分析电路的基础，是本章的重点。欧姆定律的实验定律，教材通过具体的任务，引导学生学习科学探究方法，进一步体验科学探究的全过程。本节内容综合性强，从知识上讲，要用到电路、电流、电压和电阻的概念，从技能上讲，要用到电流表、电压表和滑动变阻器等。 二、教学目标 1、知识与技能 l 理解欧姆定律，并能进行简单的计算 l 会利用欧姆定律求电路（电阻）两端的电压 l 会利用欧姆定律求导体的电阻，理解伏安法测电阻的原理 2、过程与方法 l 通过实验探究知道串联（或并联）总电阻与各电阻的关系，使学生感悟到 “ 等效替代 ” 来研究物理问题的科学方法 3、情感、态度与价值观 2 / 36 l 重视学生对物理规律的客观性、普遍性和科学性的认识，注意学生科学世界观的形成 三、教学重点、难点 重点：欧姆定律的内容及其应用 难点：通过实验探究得到欧姆定律的过程 四、 教学器材 电池、开关、定值电阻（ 5 、 10 、 15 ）、电流表、电压表、滑动变阻器、导线若干、多媒体投影 五、教学过程（第一课时） 教学内容 教师活动 学生活动 教学反思 一、 引 入 课 题 3 / 36 复习提问：如何改变小灯泡的亮度？ 深入：如果无限制地增加电压（比如电池的节数）或无限制地减小电阻，小灯泡会越来越亮吗？ 你仔细观察过小灯泡吗？比如一个标有 “ 、 ” 的灯泡的含义是什么？ 引入：想要科学合理的对小灯泡的亮度进行控制，就要搞清电流、电压、电阻之间的相互关系。 投影：电流、电压、电阻？ 回答： 1、改变电压 2、改变电阻 回答：不会，电压增大到一定程度（或电阻减小到一定程度）灯泡会被烧坏。 回答：观察过（没有） 温故知新，引入课题 二、 进 行 4 / 36 猜 想 让学生通过思考曾经做过的实验和讨论的基础上，对电流、电压、电阻的关系进行大胆的猜想或假设。 充分肯定学生各种各样的猜想的同时，要让学生知道：对于物理问题，不能仅靠猜想，还要进行实验研究，通过实验来检验猜想是否正确。 例如： 1、电流的变化可能跟电压有关，还可能跟电阻有关； 2、电压越大，电流越大； 3、电阻越大，电流越小； 4、 充分发挥学生的想象能力 三、 设 计 实 5 / 36 验 设计探究电流与电压的关系的实验 6 / 36 分析表 1 的结论 设计探究电流与电阻的关系的实验 分析表 2 的结论 7 / 36 用图象对实验数据进行分析 那么怎样进行实验设计呢？ 通过前面的学习，同学们知道在物理学中，当一个物理量可能受到几个因素影响时，为了研究这个量与其中一个因素的关系，应该怎么设计实验？ 这里我们先研究电阻一定，电流与电压的关系。 问：做这个实验我们需要测量哪些量，需要哪些器材？ 思考： 1、如何保证电阻一定？ 2、电阻两端的电压大小可以有哪些改变方法？ 对比一下，哪种更方便？ 投影：滑动变阻器的作用：改变电阻两端电压大小 让学生画出实验设计电路，并进行点评。 8 / 36 投影：实验电路图 对照电路图，连接电路。 投影：连接电路时应注意的问题 同时提醒学生注意： 1、通电时间不能过长，防止电阻发热给测量带来误差； 2、测量数据至少三 组才能得出结论；3、为了计算方便，电压尽量成整数调节。 进行实验，并将实验数据记入表格。 问：分析实验数据，你能得到什么结论？ 下面我们再研究电压一定，电流与电阻的关系。 问：仍然利用刚才的电路，能否做这个实验？ 思考：怎样改变电阻大小，你有几种方法？ 对比哪种更可行、方便？ 先做一组实验，然后更换定值电阻，让学生观察电压的变化。 问：怎样保持每次电阻两端的电压不变？ 投影：滑动变阻器的作用：保 持电阻两端电压不变 完成实验，记录数据 问：分析实验数据，你能得到什么结论？ 问：综合上述两个实验结论，你能总结出什么？ 9 / 36 问：上述实验数据有误差吗？产生误差的原因可能是什么？ 在图的方格纸上画出坐标，纵轴表示电压 U，横轴表示电流 I，将表 1 的数据标注在坐标上，画出 U-I 图线。 问：根据图线，你发现它是数学上的什么函数，表达式怎么写？ 回答：可以固定其他的一些因素，只改变 一个因素，依次进行研究，就是 “ 控制变量法 ” 思考后回答：测量电流和电压，需要电源、开关、导线，定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器 回答：用定值电阻 回答： 1、改变电池节数 2、用滑动变阻器调节 10 / 36 回答：用滑动变阻器 学生设计出实验电路 学生集体回答 学生进行实验 回答：电阻一定，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 （投影） 11 / 36 回答：可以 回答： 1、用滑动变阻器 2、用电阻箱 3、更换定值电阻 回答：更换定值电阻 回答：调节滑动变阻器 回答：电压一定，通过导体的电流与导体的电阻成反比 （投影） 回答：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。 回答：有，可能是电阻发热、读数误差 学生完成图线的绘制 12 / 36 回答：正比例函数， U=RI 培养学生物理研究的方法 培养学生的发散思维 13 / 36 培养 学生实验操作的规范性 培养学生分析归纳能力 培养学生的发散思维 14 / 36 培养学生分析归纳能力 培养学生利用图象进行数据处理的能力 四、 引 出 欧 姆 定 律 的 内 容（投影） 15 / 36 讲解：我们刚才所做的实验，其实早在 1827 年德国著名物理学家欧姆也用实验的方法，研究了电流与电压和电阻的关系，得出了著名的欧姆定律：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。 欧姆定律的公式： 公式使用注意点： 1、 I、 U、 R 统一国际单位后才能进行计算； 2、 I、 U、 R 必须是同一段电路上的； 3、利用变形公式，对于 I、 U、 R 只要知道两个量，就可算出第三个量。 投影：简介欧姆的故事 16 / 36 增进学生热爱科学、追求科学、献身科学的学习热情 六、利用欧姆定律的公式进行简单的计算 教师演示：例题 1：书 P99 主要讲解单位要统一和公式的变形 练习：书 P101，第 2 题 回答：电流表测 I，电压表测 U，根据计算电阻 学生完成计算 学以致用 七、作业 17 / 36 书 P101， 1、 3、 4、 5 题 课后巩固 五、教学反思 欧姆定律是电学的核心知识 ,本节内容是根据上一节探究实验结果，利用 “ 控制变量法 ” 分析归纳得出的 ,它反映了电流、电压、电阻三者之间的定量关系。通过欧姆定律应用的例题，学生学会 对数学公式的变形，求未知物理量的问题。在讲解例题时，要引导学生会画电路图（建立实际电路的模型），这是一种基本技能的训练。 18 / 36 教学设计评选 19 / 36 欧姆定律及其应用教学设计 一、教材分析 欧姆定律是电学中的基本定律，它是进一步学习电学知识和分析电路的基础，是本章的重点。欧姆定律的实验定律，教材通过具体的任务，引导学生学习科学探究方法，进一步体验科学探究的全过程。本节内容综合性强，从知识上讲，要用到电路、电流、电压和电阻的概念，从技能上讲，要用到电流表、电压表和滑动变阻器等。 二、教学目标 1、知识与技能 l 理解欧姆定律，并能进行简单的计算 l 会利用欧姆定律求电路（电阻）两端 的电压 l 会利用欧姆定律求导体的电阻，理解伏安法测电阻的原理 2、过程与方法 l 通过实验探究知道串联（或并联）总电阻与各电阻的关系，使学生感悟到 “ 等效替代 ” 来研究物理问题的科学方法 3、情感、态度与价值观 l 重视学生对物理规律的客观性、普遍性和科学性的认20 / 36 识，注意学生科学世界观的形成 三、教学重点、难点 重点：欧姆定律的内容及其应用 难点：通过实验探究得到欧姆定律的过程 四、教学器材 电池、开关、定值电阻（ 5 、 10 、 15 ）、电流表、电压表、滑动变阻器、导线若干、多媒体投影 五、教学过程（第一课时） 教学内容 教师活动 学生活动 教学反思 一、 引 入 课 题 21 / 36 复习提问：如何改变小灯泡的亮度？ 深入：如果无限制地增加电压（比如电池的节数）或无限制地减小电阻，小灯泡会越来越亮吗？ 你仔细观察过小灯泡吗？比如一个标有 “ 、 ” 的灯泡的含义是什么？ 引入：想要科学合理的对小灯泡的亮度进行控制，就要搞清电流、电压、电阻之间的相互关系。 投影：电流、电压、电阻？ 回答： 1、改变电压 2、改变电阻 回答：不会，电压增大到一定程度（或电阻减小到一定程度）灯泡会被烧坏。 回答：观察过（没有） 温故知新，引入课题 二、 进 行 猜 22 / 36 想 让学生通过思考 曾经做过的实验和讨论的基础上，对电流、电压、电阻的关系进行大胆的猜想或假设。 充分肯定学生各种各样的猜想的同时，要让学生知道：对于物理问题，不能仅靠猜想，还要进行实验研究，通过实验来检验猜想是否正确。 例如： 1、电流的变化可能跟电压有关，还可能跟电阻有关； 2、电压越大，电流越大； 3、电阻越大，电流越小； 4、 充分发挥学生的想象能力 三、 设 计 实 验 23 / 36 设计探究电流与电压的关系的实验 24 / 36 分析表 1 的结论 设计探究电流与电阻的关系的实验 分析表 2 的结论 25 / 36 用图象对实验数据进行分析 那么怎样进行实验设计呢？ 通过前面的学习，同学们知道在物理学中，当一个物理量可能受到几个因素影响时，为了研究这个量与其中一个因素的关系，应该怎么设计实验？ 这里我们先研究电阻一定，电流与电压的关系。 问：做这个实验我们需要测量哪些量，需 要哪些器材？ 思考： 1、如何保证电阻一定？ 2、电阻两端的电压大小可以有哪些改变方法？ 对比一下，哪种更方便？ 投影：滑动变阻器的作用：改变电阻两端电压大小 让学生画出实验设计电路，并进行点评。 投影：实验电路图 26 / 36 对照电路图，连接电路。 投影：连接电路时应注意的问题 同时提醒学生注意： 1、通电时间不能过长，防止电阻发热给测量带来误差； 2、测量数据至少三组才能得出结论；3、为了计算方便，电压尽量成 整数调节。 进行实验，并将实验数据记入表格。 问：分析实验数据，你能得到什么结论？ 下面我们再研究电压一定，电流与电阻的关系。 问：仍然利用刚才的电路，能否做这个实验？ 思考：怎样改变电阻大小，你有几种方法？ 对比哪种更可行、方便？ 先做一组实验，然后更换定值电阻，让学生观察电压的变化。 问：怎样保持每次电阻两端的电压不变？ 投影：滑动变阻器的作用：保持电阻两端电压不变 完成实验，记录 数据 问：分析实验数据，你能得到什么结论？ 问：综合上述两个实验结论，你能总结出什么？ 27 / 36 问：上述实验数据有误差吗？产生误差的原因可能是什么？ 在图的方格纸上画出坐标，纵轴表示电压 U，横轴表示电流 I，将表 1 的数据标注在坐标上，画出 U-I 图线。 问：根据图线，你发现它是数学上的什么函数，表达式怎么写？ 回答：可以固定其他的一些因素，只改变一个因素，依次进行研究，就是 “ 控制变量法 ” 思考后回答：测量电流和电压，需要电源、开关、导线，定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器 回答：用定值电阻 回答： 1、改变电池节数 2、用滑动变阻器调节 回答：用滑动变阻器 28 / 36 学生设计出实验电路 学生集体回答 学生进行实验 回答：电阻一定，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 （投影） 回答：可以 29 / 36 回答： 1、用滑动变阻器 2、用电阻箱 3、更换定值电阻 回答：更换定值电阻 回答：调节滑动变阻器 回答：电压一定，通过导体的电流与导体的电阻成反比 （投影） 回答：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。 回答：有，可能是电阻发热、读数误差 学生完成图线的绘制 30 / 36 回答：正比例函数， U=RI 培养学生物理研究的方法 培养学生的发散思维 31 / 36 培养学生实验操作的规范性 培养学生分析归纳能力 培养学生的发散思维 32 / 36 培养学生分析归纳能力 培养学生利用图象进行数据处理的能力 四、 引 出 欧 姆 定 律 的 内 容（投影） 33 / 36 讲解：我们刚才所做的实验，其实早在 1827 年德国著名物理学家欧姆也用实验的方法，研究了电流与电压和电阻的关系，得出了著名的欧姆定律：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。 欧姆定律的公式： 公式使用注意点： 1、 I、 U、 R 统一国际单位后才能进行计算； 2、 I、 U、 R 必须是同一段电路上的； 3、利用变形公式，对于 I、 U、 R 只要知道两个量，就可算出第三个量。 投影：简介欧姆的故事 34 / 36 增进学生热爱科学、追求科学、献身科学的学习热情 六、利用欧姆定律的公式进行简单的计算 教师演示：例题 1：书