内容正文:
14.2 探究欧姆定律
◇教学目标◇
知识目标
理解掌握欧姆定律,并能运用欧姆定律进行简单计算。
能力目标
探究电流与电压、电阻的关系,归纳得出欧姆定律。
素养目标
通过探究电流与电压、电阻的关系,激发学生的好奇心,增强学习的兴趣和克服困难的信心。
◇教学重难点◇
教学重点
欧姆定律的内容、表达式、应用及探究过程。
教学难点
通过实验知道导体中的电流与电压、电阻的定量的关系。
◇教学过程◇
一、新课导入
探究活动
方案1:减少一节电池
方案2:串联一个电阻
猜一猜
二、教学步骤
探究点1 探究电流与电压、电阻的关系
[阅读课本]P78~80“探究电流与电压、电阻的关系”
[思考]电流与电压、电阻存在着什么关系?
[提示]1.电流与电压的关系:电阻一定时,电流与电压成正比。
2.电流与电阻的关系:电压一定时,电流与电阻成反比。
[小组讨论]探究电流与电压、电阻的关系实验,有哪些注意事项?
[归纳提升]探究电流与电压的关系时,(1)实验条件:电阻一定;(2)U和I的含义:U是R两端的电压,I是通过R的电流。
探究电流与电阻的关系时,(1)实验条件:电压一定;(2)I和R的含义:I是通过R的电流,R是导体本身的电阻。
[思考]在研究电流与电阻的关系时,小刚先用5 Ω的定值电阻进行实验,使电压表的示数为3 V,记下电流表的示数,接着换用10 Ω的定值电阻后,闭合开关,他下一步的操作是( )
A.记录电流表和电压表的示数
B.将滑动变阻器的滑片向左移动直至电压表示数恢复3 V
C.将滑动变阻器的滑片向右移动直至电压表示数恢复3 V
D.增加电阻的数量直至电压表示数恢复3 V
[分析]要研究导体中的电流与电阻的关系,由控制变量法可知,需要保证导体两端的电压不变,当电路中的电阻由5 Ω换成10 Ω时,分析A、B两点之间的电压怎样变化是此题的解题思路。
[答案]C
探究点2 欧姆定律
[阅读课本]P80~81“欧姆定律”
[思考]请说出欧姆定律的内容。
[提示]一段导体中的电流,跟这段导体两端的电压成正比例关系,跟这段导体的电阻成反比例关系。如果用U表示导体两端的电压,R表示导体的电阻,I表示导体中的电流,那么欧姆定律的表达式为I=。
[思考]根据欧姆定律可以得到公式R=,下列关于该公式的说法中,正确的是( )
A.导体的电阻与电压、电流无关
B.导体的电阻与通过它的电流成反比
C.导体的电阻与加在它两端的电压成正比
D.导体两端电压为零时,导体的电阻也为零
[分析]导体电阻由导体材料、长度和横截面积决定,与导体两端电压、通过导体的电流无关,A项正确。
[答案]A
[归纳提升]1.欧姆定律的适用范围:
(1)只适用于金属导电和液体导电,对于气体、半导体导电一般不适用。
(2)只适用于纯电阻电路,如电路中只接有电阻器、电热器、白炽灯等用电器的电路。
(3)对于非纯电阻电路,如电动机电路、日光灯电路等,则不能直接应用。
2.应用欧姆定律时应注意的问题:
(1)物理量的同一性。叙述欧姆定律时,在两个“跟”字后面都强调了“这段导体”四个字,它是指对电路中同一导体或同一电路而言。所以在运用欧姆定律I=进行计算时,必须注意同一性,即I、R、U必须是同一导体或同一段电路中的物理量。在表示I、U、R时,注意脚标的一一对应。
(2)物理量的同时性。由于电路的连接方式发生改变,开关的断开或闭合,滑动变阻器滑片的左右移动都可能使电路中的总电阻发生变化,从而可能引起电路中电流和各部分电阻两端的电压发生变化。因此,必须注意在同一时刻、同一过程中的电压、电阻与电流的相互对应,不可将前后过程的I、R、U随意混用。
[小组讨论]如何理解欧姆定律?
[归纳提升](1)欧姆定律揭示了通过导体的电流与导体两端的电压、导体电阻的关系,通过导体的电流取决于导体两端的电压和导体的电阻。在导体的电阻不变时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;在导体两端的电压不变时,导体中的电流与导体的电阻成反比;在导体的电阻、导体两端的电压都不变时,导体中的电流也不变。
(2)公式R=表明:导体两端的电压与通过它的电流的比值等于导体电阻的大小,但决定导体电阻大小的因素是导体的材料、长度、横截面积及温度,与其两端的电压及通过它的电流大小无关。
三、板书设计
探究欧
姆定律
◇教学反思◇
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