教科版物理选修3-1 第二章 第1节 欧姆定律 精品课件+教学设计+资源库 （6份打包）

第二章 直流电路 一、欧姆定律 教学目标 1.知道电荷的定向移动形成电流和产生电流的条件是导体内有自由电荷，导体内存在电场。 2.知道电流强度是描述电流强弱的物理量，理解电流的定义式 ，知道其单位为安培，并能进行有关的计算。知道公式 ，了解电流的定向移动速率，但不要求用此公式进行计算。 3.知道电阻是描述导体导电性能的物理量，其单位为欧姆。 4.理解欧姆定律，并能用它解决有关问题。 5.能够看懂材料和器件的伏安特性曲线，了解线性元件和非线性元件的区别。能通过实验描绘小灯泡的伏安特性曲线。 重点难点 重点：描述导体导电性能的相关物理量 难点：欧姆定律及其应用 设计思想 本节是对初中已学内容的复习与提高，初中已对电流的产生有所了解：导体、电源、导线构成闭合回路。应将上一章电场的知识迁移到本章来，从电场力做功的观点说明电流形成的条件；欧姆定律的叙述与初中相同，高中应着重研究比值定义法，使学生掌握用比值定义法建立物理概念；关于电流的微观表达式在“讨论交流”中希望学生能够在老师的引导下创设情景自己推导并加以理解。 教学资源 《欧姆定律》多媒体课件 教学设计 【课堂引入】 （初中学过关于电路的一些基础知识，请同学们回忆以下问题） 问题1：电路是由哪几部分构成的？ 问题2：电路中的电流是如何形成的？ 　　（学生根据初中所学知识回答） 为了在原有的基础上进一步学习，深入探讨电路问题，今天我们一起来研学习第二章直流电路第一节――欧姆定律。 【课堂学习】 学习活动一：理解形成电流的条件 问题1：电荷的定向移动形成电流，首先要有自由电荷，在导体中有几种电荷可自由移动？ 　　金属中的自由电荷是自由电子，电解质溶液（酸、碱、盐的水溶液）中自由电荷是可自由移动的正负离子，在某些半导体材料中的自由电荷是空穴（相当于正电荷）。 问题2：自由电荷在什么条件下才会定向移动？ （回忆上一章电场知识，告诉学生可加上电场使自由电荷受电场力而定向移动。） 问题3：如何使导体内有沿电荷定向移动方向的电场？什么装置可实现这一目的？ （有关电源的具体内容留到第4节介绍） （过渡：导体内的自由电荷移动形成了电流，如何衡量电流的大小，物理学中用哪个物理量来研究？） 问题4：电流强度这个物理量是如何定义的？这种定义方法有什么特点？ 通过导体横截面的电量q跟通过这些电荷所用时间t的比值，叫做电流强度（简称电流），即 。 这种定义方法叫比值定义法，被定义的物理量与比值中的物理量无关（例如密度、电场强度等的定义方法都是这样的）。 问题5：电流的国际单位是什么？它是基本单位还是导出单位？还有哪有常用单位？ 　　电流的国际单位是安培，简称安，它是七个基本单位之一；还有毫安和微安等。 （物理学中的七个基本单位：千克[kg]、米[m]、秒[s]、安培[A]、温度[K]、物质的量[mol]、光强度[cd]） 例题：如图所示，在NaCl电解液中，有两块极板a和b。设在时间t内通过溶液内部截面S的正、负离子数分别为n1和n2，求溶液中的电流方向和电流强度的大小。 〖解析〗食盐溶液中的正、负离子(Na+和Cl-)在溶液内部的电场作用下，向相反的方向作定向移动，溶液中的电流方向就是正离子定向移动方向，即a→b。 根据题意在时间t内有n​1个正离子从a→b通过截面S，同时有n2个负离子从b→a通过截面S。负离子从b→a的移动等效地看成是正离子从a→b的移动。由于Na+和Cl-均为一价离子，所带电荷量均为e，则t时间内共有 的电荷量通过截面S，所以溶液中的电流强度大小为： 问题6：电流在微观上与哪些因素有关？ 例题：设一段粗细均匀的导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷所带的电荷量为q，导体内部存在电场，自由电荷在电场作用下定向移动形成电流，设自由电荷沿着导体定向移动的平均速率为υ，试从微观角度推导导体中电流的表达式。 〖解析〗t时间内A、B截面间的自由电荷将全部通过B截面 学习活动二：建立电阻概念，掌握欧姆定律 问题：电阻这个物理量是如何定义的？电阻、电压和电流之间有什么关系？ 在一段导体的两端加上电压，导体内部就存在电场，导体内部的自由电荷就会在电场的作用下发生定向运动形成电流，通过导体的电流I跟导体两端的电压U成正比；电压U和电流I的比值是一个跟导体本身性质有关的量，称之为电阻（因导体对自由电荷的定向移动有阻碍），用R表示，所以有 这一规律是德国物理学家欧姆发现的，后人将它称为欧姆定律。在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧，常用单位还有千欧（kΩ）和兆欧（MΩ）。 注意点： (1) 欧姆定律的应用范围：欧姆定律是在金属导体的基础上总结出来的，实验表明，除金属外，欧姆定律对电解质溶液也适用，但对气态导体(如日光灯管