2019-2020年高中物理 恒定電流2.3歐姆定律教案 魯科版選修3-1

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1、 2019-2020年高中物理恒定電流2.3歐姆定律教案魯科版選修3-1 課題 §2.3歐姆定律課型新授課（1課時(shí)） 教學(xué)目標(biāo) （一）知識(shí)與技能 1、知道什么是電阻及電阻的單位。 2、.理解歐姆定律，并能用來解決有關(guān)電路的問題。 3、知道導(dǎo)體的伏安特性，知道什么是線性元件和非線性元件。 （二）過程與方法 1、通過演示實(shí)驗(yàn)探究電流大小的決定因素，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察能力。 2、運(yùn)用數(shù)學(xué)圖象法處理物理問題，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)進(jìn)行邏輯推理的能力。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 通過介紹歐姆的研究過程和“歐姆定律”的建立，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生在逆境中戰(zhàn)勝困難的堅(jiān)強(qiáng)性格。 教

2、學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 重點(diǎn) 歐姆定律的內(nèi)容、表達(dá)式、適用條件及利用歐姆定律分析、解決實(shí)際問題。 難點(diǎn) 伏安特性曲線的物理意義。 教學(xué)方法 探究、講授、討論、練習(xí) 教 學(xué)手段 電源、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、電鍵、導(dǎo)體A、B（參考教材圖2.3-1）、晶體二極管、投影片、多媒體輔助教學(xué)設(shè)備 教學(xué)活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) （一）引入新課 同學(xué)們?cè)诔踔幸呀?jīng)學(xué)過了歐姆定律的一些基礎(chǔ)知識(shí)，今天我們要在初中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)歐姆定律的有關(guān)知識(shí)。 （二）進(jìn)行新課 1、歐姆定律 教師：既然在導(dǎo)體的兩端加上電壓，導(dǎo)體中才有電流，那么，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓有什么關(guān)系呢？下面

3、我們通過實(shí)驗(yàn)來探究這個(gè)問題。 演示實(shí)驗(yàn)：投影教材圖2.3-1（如圖所示） 池和咀壓 教師:請(qǐng)一位同學(xué)簡(jiǎn)述如何利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路來研究導(dǎo)體A中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓的關(guān)系？ 學(xué)生：合上電鍵S,改變滑動(dòng)變阻器上滑片P的位置，使導(dǎo)體兩端的電壓分別為0、2.0V、4.0V、6.0V、8.0V，記下不同電壓下電流表的讀數(shù)，然后通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系。 教師：選出學(xué)生代表，到講臺(tái)上讀取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。將得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填寫在表格中。換用另一導(dǎo)體B重復(fù)實(shí)驗(yàn)。 ［投影］實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下 U/V 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 I

4、/A 導(dǎo)體A I/A 導(dǎo)體B 教師：同學(xué)們?nèi)绾畏治鲈谶@次實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)？ 學(xué)生：用圖象法。在直角坐標(biāo)系中，用縱軸表示電壓U用橫軸表示電流I,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描出相應(yīng)的點(diǎn)。根據(jù)這些點(diǎn)是否在一條直線上，來研究導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓的關(guān)系。 教師：請(qǐng)一位同學(xué)上黑板作U-I圖線。其他學(xué)生在練習(xí)本上作。 學(xué)生：作圖，如圖所示。 教師：這種描點(diǎn)作圖的方法，是處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的一種基本方法，同學(xué)們一定要掌握。 分析圖象，我們可以得到哪些信息？ 學(xué)生：對(duì)于同一導(dǎo)體，U-I圖象是過原點(diǎn)的直線，電壓和電流的比值等于一個(gè)常數(shù)。這

5、個(gè)比值可以寫成： R= 對(duì)于不同的導(dǎo)體，這個(gè)比值不同，說明這個(gè)比值只與導(dǎo)體自身的性質(zhì)有關(guān)。這個(gè)比值反映了導(dǎo)體的屬性。 師生互動(dòng)，得出電阻的概念：電壓和電流的比值R=，反映了導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用，叫做導(dǎo)體的電阻。 教師：將上式變形得 1= 上式表明：I是U和R的函數(shù)，即導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比，這就是我們初中學(xué)過的歐姆定律。 教師：介紹德國(guó)物理學(xué)家歐姆和歐姆定律的建立，從而對(duì)學(xué)生進(jìn)行思想品德教育。 討論：根據(jù)歐姆定律/=得R=，有人說導(dǎo)體的電阻R跟加在導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體中的電流I成反比，這種說法對(duì)嗎？為什么？ 學(xué)生：這種說法不對(duì)，因?yàn)殡?/p>

6、阻是導(dǎo)體本身的一種特性，所以導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓及導(dǎo)體中的電流沒有關(guān)系。 教師：電阻的單位有哪些？ 學(xué)生：在國(guó)際單位制中，電阻的單位是歐姆，簡(jiǎn)稱歐，符號(hào)是Q。 常用的電阻單位還有千歐（kQ）和兆歐（MQ）： 1kQ=103Q 1MQ=106Q 教師：1Q的物理意義是什么？ 學(xué)生：如果在某段導(dǎo)體的兩端加上1V的電壓，通過導(dǎo)體的電流是1A,這段導(dǎo)體的電阻就是1Q。所以1Q=1V/A 教師：要注意歐姆定律的適用條件：純電阻電路，如金屬導(dǎo)體和電解液。對(duì)于含有電動(dòng)機(jī)等的非純電阻電路不適用。 ［投影］例題 例：某電阻兩端電壓為16V，在30s內(nèi)通過電阻橫截面的電量為48C,此電阻

7、為多大？30s內(nèi)有多少個(gè)電子通過它的橫截面？ 解析：由題意知U=16V，t=30s，q=48C， 電阻中的電流I==1.6A 據(jù)歐姆定律I=得，R==10Q n==3.0X102O個(gè) 故此電阻為10Q，30s內(nèi)有3.0X1020個(gè)電子通過它的橫截面。 ［說明］使用歐姆定律計(jì)算時(shí)，要注意I、U、R的同一性（對(duì)同一個(gè)導(dǎo)體）。 2、導(dǎo)體的伏安特性 教師：用縱軸表示電流I，用橫軸表示電壓U畫出的I—U圖線叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。如圖所示，是金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線。 的優(yōu)安持性世戲 學(xué)生討論：在I—U曲線中，圖線的斜率表示的物理意義是什么？ 總結(jié)：在I—U圖中，圖線的斜率表

8、示導(dǎo)體電阻的倒數(shù)。即k=。圖線的斜率越大，電阻越小。 教師：伏安特性曲線是過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，這樣的元件叫線性元件。 師生活動(dòng)：用晶體二極管、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、電鍵連成如左下圖所示的電路，改變電壓和電流，畫出晶體二極管的伏安特性曲線，右下圖所示，可以看出圖線不是直線。 教師：伏安特性曲線不是直線，這樣的元件叫非線性元件。 （三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng) 教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在 筆記本上總結(jié)，然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。 學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好

9、在什么地方。 點(diǎn)評(píng)：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。 教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。 (四) 實(shí)例探究 ☆歐姆定律的應(yīng)用 【例1】?jī)呻娮鑂]、R2的伏安特性曲線如右圖所示，由圖可 知： (1) 這兩電阻的大小之比R]:R2為 A.1:3B.3:1C.1:D.:1 (2) 當(dāng)這兩個(gè)電阻上分別加上相同電壓時(shí)，通過的電流之 比為 A.1:3B.3:1C.1:D.:1 解析：(1)由歐姆定律1=可知，在I—U圖線中，圖線的斜率k==，即電阻的大小等于伏安特性曲線斜率的倒數(shù)。 R1:R2=tan30°：tan6°°=】：

10、3 所以A選項(xiàng)正確。 (2)由歐姆定律1=可知，給R]、R2分別加上相同的電壓時(shí)，通過的電流與電阻成反比 I]:I2=R2:R1=3：1,故B選項(xiàng)正確 【例2】若加在某導(dǎo)體兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼?/5時(shí)，導(dǎo)體中的電流減小了0.4A.如果所加電壓變?yōu)樵瓉淼?倍，則導(dǎo)體中的電流多大？ 解析：對(duì)歐姆定律理解的角度不同，求解的方法也不相同本題可以有三種解法：解答一：依題意和歐姆定律得:，所以I0=1.0A 又因?yàn)?，所以A 解答二： AU 2U/5 解答三：畫出導(dǎo)體的I—U圖像，如圖所示, 0.4 又，所以A 體中的電流強(qiáng)度為I0. 當(dāng)時(shí)，I=I0—0.4A

11、當(dāng)U=2U0時(shí)，電流為I2. I-0.4I0.4I由圖知-0=卜==— 3口U2口2U U0U0 5050 作 業(yè) 書面完成P48“問題與練習(xí)”第2、34、題；思考并回答第1、5題。 板 書設(shè)計(jì) 教學(xué)后記 2019-2020年高中物理恒定電流2.4串聯(lián)電路和并聯(lián)電路教案魯科版選 課題 §2.4串聯(lián)電路和并聯(lián)電路課型新授課 教學(xué)目標(biāo) （一）知識(shí)與技能 1、了解串聯(lián)和并聯(lián)電路的連接方式，掌握串并聯(lián)電路的電流和電壓特點(diǎn)。 2、掌握電組的串并聯(lián)的計(jì)算。 3、知道常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表G（表頭）改裝而成的。 4、了解電流表（表頭

12、）的原理，知道什么是滿偏電流和滿偏電壓。 5、理解表頭改裝成常用電壓表和電流表的原理，會(huì)求分壓電阻和分流電阻的阻值。 （二）過程與方法 知道常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表改裝而成的。通過分壓電阻和分流電阻阻值的計(jì)算，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 通過本節(jié)課的教學(xué)活動(dòng)，要培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心實(shí)際問題，有志于把所學(xué)物理知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中去。 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn) 熟練掌握串并聯(lián)電路的特點(diǎn)；電組的串并聯(lián)的計(jì)算。 教學(xué)難點(diǎn) 表頭G改裝成大量程電壓表V和電流表A的原理，并會(huì)計(jì)算分壓電阻和分流電阻。 教學(xué)方法 講授、

13、討論、練習(xí) 教 學(xué)手段 投影片、多媒體輔助教學(xué)設(shè)備 教學(xué)活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) （一）引入新課 教師：在初中我們已經(jīng)學(xué)過有關(guān)串聯(lián)和并聯(lián)的知識(shí)，這節(jié)課我們要深入研究串并聯(lián)電路中各部分的電流、電壓及電阻的關(guān)系。 （二）進(jìn)行新課 1、串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電流 教師：（投影）教材圖2.4-1和圖2.4-2（如圖所示） 圖丼聯(lián)電路 引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電流規(guī)律。 學(xué)生閱讀教材，進(jìn)行推導(dǎo)： （1）在恒定電流的電路中各出電荷的分布是穩(wěn)定的，因此，在相等時(shí)間內(nèi)，通過串聯(lián)電路各部分的電荷量必須相等，故有串聯(lián)電路各處的電流相等。即 （2）在并聯(lián)電路中，要

14、保持電路各處電荷量分布穩(wěn)定不變，相同時(shí)間內(nèi)流過干路0點(diǎn)的電荷量必須等于各支路1、2、3各點(diǎn)的電荷量之和。因此，串聯(lián)電路的總電流等于各支路電流之和。即 2、串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電壓 教師：在圖2.4-1中，用、、、分別表示電路中1、2、3各點(diǎn)的電勢(shì)，用、、、分別表示0與1、1與2、2與3、0與3的電勢(shì)差。引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電壓規(guī)律。 學(xué)生閱讀教材，進(jìn)行推導(dǎo)： （1）串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路電壓之和。即 ++= （2）并聯(lián)電路的總電壓與各支路電壓相等。用U］、U2、U3代表圖2.4-2中三個(gè)電阻兩端的電壓，即有 3、電阻的串聯(lián)和并聯(lián) 教師活動(dòng)：（投影）教材

15、圖2.4-3和圖2.4-4（如圖所示） 用24電肌申聯(lián)石片L瞬2.44ill叩限V7什:力 牛呦札它擁當(dāng)于仆11乩価乩蝕冷『■-個(gè)電亂 引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電阻規(guī)律。 學(xué)生閱讀教材，進(jìn)行推導(dǎo)： （1）串聯(lián)電路的總電阻等于各部分電路電阻之和。即 對(duì)于多個(gè)電阻的串聯(lián) （2）并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)之和。即 對(duì)于多個(gè)電阻的串聯(lián) 思考與討論：（1）n個(gè)相同的電阻R0并聯(lián)，總電阻等于多少？ （2）若干不同的電阻并聯(lián)，總電阻與其中最小的電阻的大小關(guān)系如何？ 4、電壓表和電流表 學(xué)生：請(qǐng)問：利用表頭能夠測(cè)量的最大電流和最大電壓分別是多大？ 教

16、師：常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表G（表頭）改裝而成的。（投影）利用多媒體介紹表頭的滿偏電流Ig、內(nèi)阻R和滿偏電壓U。 gg （1）滿偏電流I g 表頭的線圈準(zhǔn)許通過的最大電流很小，一般不超過幾十微安到幾毫安，這個(gè)電流值叫表頭的滿偏電流，用I表示。 g 滿偏電流I:表頭指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時(shí)的電流。 g ［說明］如果通過表頭的電流超過滿偏電流I,不但指針指不出示數(shù)，表頭還可 g 能被燒壞。 （2）表頭的內(nèi)阻R g 表頭的線圈電阻一般為幾歐到幾百歐，這個(gè)電阻值叫做表頭的內(nèi)阻，用R表示。 g 內(nèi)阻R:表頭線圈的電阻叫做表頭的內(nèi)阻。 g ［說明］每個(gè)表頭都有

17、它的滿偏電流I和內(nèi)阻R，R和I是表頭的兩個(gè)重要參 gggg 數(shù)。 教師: 學(xué)生: 同學(xué)們能不能根據(jù)I、R概括出什么叫做滿偏電壓? g~ 表頭通過滿偏電流時(shí)， g 加在它兩端的電壓，這個(gè)電壓值叫滿偏電壓，用 U表示。 g 教師: 學(xué)生: 小結(jié): 滿偏電壓U三者之間有什么關(guān)系？ g 據(jù)部分電路歐姆定律可知：U=IR ggg 表頭G的滿偏電壓U和滿偏電流I一般都比較小，測(cè)量較大的電壓和較 gg 滿偏電流I、內(nèi)阻R、 gg 大的電流時(shí)，需要把小量程的表頭G加以改裝。 （投影）例1電流表改裝成電壓表 【恥-w杷収就我 |邂血冇…個(gè)電流表G?內(nèi)-10Q,

18、滿偏電4=3mA,嗨把它改裝為M程駆一3￥的電壓表,要串聯(lián)多太遛阻？改裝后電壓表的肉附是多大？ 懈電壓表￥由表頭G和電融尺申聯(lián)組成，如圏2.4-五的線框所示。電壓表的融程足H.是猶電壓表V兩端的電対3V時(shí)*表頭的指針指在慣天刻度，即通過電流農(nóng)G的電流 此時(shí)表頭￡兩端得到的是滿偏電壓嘰二隅=0.03譏磯尺分擔(dān)的電壓為UK=U-US=2.97J 由飲姆定律可以求出分斥電阻 U.2.97 電壓表V的內(nèi)阻等丁扯和尺串聯(lián)時(shí)的總電阻.叩 （投影）例2電流表改裝成大量程電流表 IB^B有一個(gè)電流表內(nèi)限瓦=25Q.滿偏咆流 3mAn契把它改裝溝制:程為0~XA的電流要并聯(lián)一

19、 內(nèi)阻R=200Q，用它 IIIIJ 公共IDA1A （三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng) E=~h=K 可以解出很,然后杞人數(shù)據(jù).得 憶/? 筆記本上總結(jié)，然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。 的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。 點(diǎn)評(píng)：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。 ☆表頭（G）改裝成雙量程電流表 ，多大們電帕？改裝后尅流農(nóng)的內(nèi)琳是名大？ 解電就鍛A由表％

20、G和電肌陽并聯(lián)組必如|壯甘的虛粧所血電流表哦即NTMA*是指通過電就衷陽溝電就為張時(shí).表頭的指針指在最大剣度.即通過電流表G的電流等于「 此時(shí)通垃電肌斤的電洗人=0.597A,由歐姆缸律可以求出甘流電磯 3X0JX25r =n=0.126Q 0597 電流喪內(nèi)阻抵等J附與R的并聯(lián)值■由 教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在 學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來、比較黑板上 教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。 （四）實(shí)例探究 【例1】如圖所示，有一個(gè)表頭G，滿偏電流1=5

21、00mA， g 改裝為有1A和10A兩種量程的電流表，求R］、R2的阻值各 為多大? 解析：當(dāng)公共端與1A端接入電路時(shí)，量程為1=1A,當(dāng) 公共端與10A端接入電路時(shí)，量程為12=10Ao 當(dāng)公共端與1A端接入被測(cè)電路時(shí)，電阻R1和R2串聯(lián),再與表頭內(nèi)阻R并聯(lián)。由并聯(lián)電路中的電流分配關(guān)系可得:g R+R=R 12 代入1、1、R的數(shù)值得R,+R2=200Q 12 當(dāng)公共端與10A端接入被測(cè)電路時(shí)，電阻R,與表頭支路的電阻R+R2并聯(lián)。由:1g—2 并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知: I（R+R）=（/-I）R, gg22g1 代入I、I2、R的數(shù)值，可得 2 R+200Q=

22、19R, 21 由①②解得R1=20Q，R2=180Q ［說明］對(duì)于I1=1A的量程，G是它的表頭，對(duì)于I2=10A的量程，G與R2串聯(lián)后相當(dāng)于它的表頭. ☆表頭（G）改裝成雙量程電壓表 【例2】如圖所示，有一個(gè)表頭G,滿偏電流為I=1mA,內(nèi)阻R=100Q，用 g~ 它改裝為有5V和50V兩種量程的電壓表，求R］、R2的阻 值各為多大? 答案：R］=4.9kQ，R2=49.9kQ 解析：當(dāng)公共端與5V端接入被測(cè)電路時(shí)，量程為q=5V,當(dāng)公共端與50V端接入被測(cè)電路時(shí)，量程為U2=50V. 11 f￥ -■C 1I 公共 5V50V 由串聯(lián)電路的電壓分配關(guān)系可知: U廠 R=1-R 1Ig g 二（扁-100）Q=4900Q=4?9kQ U廠r=T-R 2I g 二（需-1OO）=49900Q=49?9kQ 作 業(yè) 書面完成P22“問題與練習(xí)”第4、5題；思考并回答其他小題。 板 書設(shè)計(jì) 教學(xué)后記