人教版高中物理选修3-1 第二章 第3节 欧姆定律 教案1 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/22 23:58:13星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

3.欧姆定律

三维目标 知识与技能

1.理解电阻的概念,明确导体的电阻是由导体本身的特性所决定; 2.理解欧姆定律,并能用来解决有关电路的问题;

3.知道导体的伏安特性曲线,知道什么是线性元件和非线性元件。 过程与方法

1.通过演示实验探究电流大小的决定因素,培养学生的实验观察能力。 2.运用数学图象法处理物理问题,培养学生运用数学进行逻辑推理的能力。 情感态度与价值观

1.通过介绍欧姆的研究过程和“欧姆定律”的建立,激发学生的创新意识,培养学生在逆境中战胜困难的坚强性格;

2.本节知识在实际中有广泛的应用,通过本节的学习培养学生联系实际的能力。 教学重点

欧姆定律的内容、表达式、适用条件及利用欧姆定律分析、解决实际问题。 教学难点

对电阻的定义的理解,对I-U图象的理解。 教学方法

探究、讲授、讨论、练习。 教 具

电流表、电压表、滑动变阻器、电键、导体A、B、导线、电池组、小灯泡、晶体二极管等。

[新课导入]

同学们在初中已经学过了欧姆定律的一些基础知识,今天我们要在初中学习的基础上,进一步学习欧姆定律的有关知识。

[新课教学] 一、欧姆定律

1.导体中的电流跟导体两端电压、导体电阻的关系

既然在导体的两端加上电压,导体中才有电流,那么,导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢?在初中我们曾经探究过导体中的电流跟导体两端电压、导体电阻的关系。现在我们通过实验来进一步探究这个问题。

【演示】

如图所示,用电流表测量通过导体A的电流,用电压表测量A两端的电压。图中虚线框内是一个能提供可变电压的电路(其原理将在以后讨论,在此暂不涉及),调节滑动变阻器的滑片,可以得到关于导体A的几组电压、电流数据。随后,换用另一个导体B代替A进行实验,又可以得到关于导体B的多组电压、电流数据。

请你观察和记录实验数据,并在同一坐标系中作出A、B的U-I图象。

请一位同学简述如何利用如图所示的实验电路来研究导体A中的电流跟导体两端的电压的关系?

合上电键S,改变滑动变阻器上滑片P的位置,使导体两端的电压分别为0、0.50V、1.00V、1.50V、2.00V、2.50V,记下不同电压下电流表的读数,然后通过分析实验数据,得出导体中

的电流跟导体两端电压的关系。

选出学生代表,到讲台上读取实验数据。将得到的实验数据填写在表格中。 换用另一导体B,重复实验。 实验数据如下

U/V 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 I/A I/A 导体A 导体B 同学们如何分析在这次实验中得到的数据? 用图象法。在直角坐标系中,用纵轴表示电压U,用横轴表示电流I,根据实验数据在坐标纸上描出相应的点。根据这些点是否在一条直线上,来研究导体中的电流跟它两端的电压的关系。

请一位同学上黑板作U-I图线。其他学生在练习本上作。

U 学生作图,如图所示。 A 这种描点作图的方法,是处理实验数据的一种基本方法,同学

B 们一定要掌握。

I O 分析图象,我们可以得到哪些信息?

对于同一导体,U-I图象是过原点的直线,电压和电流的比值等于一个常数。 同一导体,不管电流、电压怎样变化,电压跟电流的比值是一个常数,此结论可以写为:

R=

U I或导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比,即I∝U。 2.电阻

上面表达式中的R表示什么物理量?

式中R是电压与电流的比值。实验表明,对同一个导体,不管导体的电压和电流怎样变化,比值R都是恒定的。对不同的导体,R的数值一般是不同的。这表明,R是一个跟导体本身有关的量。R的值越大,在同一电压下通过的电流越小。这个比值R反映了导体的属性,反映了导体对电流的阻碍作用。

(1)概念

电压和电流的比值R=(2)定义式 R=

U,反映了导体对电流的阻碍作用,叫做导体的电阻。 IU(量度式) I这个定义式给出了测量电阻的方法──伏安法。 (3)单位

在国际单位制中,电阻的单位是欧姆,简称欧,符号是Ω。

如果在某段导体的两端加上1V的电压,通过的电流是1A,这段导体的电阻就是1Ω。所以,1Ω=1V/A。

常用的电阻单位还有千欧(kΩ)和兆欧(MΩ): 1 kΩ=103Ω 1 MΩ=106Ω (4)物理意义

电阻是导体本身的一种特性,由导体本身决定。

导体的电阻与导体两端的电压U及导体中的电流I没有关系,不能说导体的电阻R跟加

在导体两端的电压U成正比,跟导体中的电流I成反比。

【思考与讨论】

根据R=

U,有人说导体的电阻R跟加在导体两端的电压U成正比,跟导体中的电流II成反比,这种说法对吗?为什么?

这种说法不对,因为电阻是导体本身的一种特性,所以导体的电阻与导体两端的电压及导体中的电流没有关系。

3.欧姆定律 (1)内容

介绍德国物理学家欧姆和欧姆定律的建立,从而对学生进行思想品德教育。

将R=

UU变形,得I=,该式可以表述为: IR导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比,跟导体的电阻R成反比。这就是我们在初

中学过的欧姆定律。

(2)公式

I=

U(决定式) R(3)适用条件

欧姆定律是在金属导体的基础上总结出来的,对其它导体是否适用,需要经过实验的检验。

实验表明,除金属外,欧姆定律对电解质溶液也适用。但对气体(如日光灯管、霓虹灯管中的气体)和半导体元件并不适用。

一是部分电路,二是金属导体、电解质溶液。 (4)注意

使用欧姆定律计算时,要注意I、U、R的同体同时对应关系(同一性)。当导体的电阻随温度明显变化时,R应是测量时的实际电阻。

二、导体的伏安特性曲线 1.研究内容

用图象研究导体中的电流I和电压U的关系。 2.导体的伏安特性曲线 (1)导体的伏安特性曲线 I B 用纵轴表示电流I,用横轴表示电压U,画出的I—U图线叫做

导体的伏安特性曲线。

A 如右图所示,是金属导体的伏安特性曲线。

(2)图线斜率的物理意义

O U 在I—U图中,图线的斜率表示导体电阻的倒数。

I1= UR图线的斜率越大,电阻越小。右图中RB<RA。 (3)线性元件和非线性元件 ①线性元件

伏安特性曲线是过坐标原点的直线,这样的元件叫线性元件。 ②非线性元件 【演示】

即k=