歐姆定律教案設計
一、教學目標
(一)知識目標
1、知道電流的產生原因和條件。
2、理解電流的概念和定義式,並能進行有關的計算。
3、理解電阻的定義式,掌握歐姆定律並能熟練地用來解決有關的電路問題。知道導體的伏安特性。
(二)能力目標
1、通過電流與水流的類比,培養學生知識自我更新的能力。
2、掌握科學研究中的常用方法——控制變量方法,培養學生依據實驗,分析、歸納物理規律的能力。
(三)情感目標
通過電流產生的歷史材料的介紹,使學生了解知識規律的形成要經過漫長曲折的過程,培養他們學習上持之以恆的思想品質。
二、重點、難點分析
1、電流強度的概念、歐姆定律是教學重點。
2、電流強度概念、電阻的伏安特性曲線學生來説比較抽象,是教學中的難點。
三、教具
學生直流電源(穩壓),電壓表,電流表,滑動變阻器,導線若干,開關,待測電阻。
四、主要教學過程
(一)引入新課
上一節課我們學習了電場,電場對放入其中的電荷有力的作用,促使電荷移動,知道電荷的定向移動形成電流。如:靜電場中的導體在達到靜電平衡狀態之前,其中自由電荷在電場力作用下定向移動。電容器充放電過程中也有電荷定向移動。由於電流與我們生活很密切,所以我們有必要去認識它,這節課我們將在國中的基礎上對電流作進一步瞭解。
(二)教學過程
眾所周知,人們對電路知識和規律的`認識與研究,也如對其他科技知識的認識與研究一樣,都經歷了漫長的、曲折的過程。18世紀末,意大利著名醫生伽伐尼受偶然發現的啟迪,經進一步研究後,已能利用兩種不同的金屬與青蛙腿相接觸而引起肌肉痙攣,於是伽伐尼電池誕生了。但他對此並不理解,認為這是青蛙體內產生了“動物電”。伽伐尼的發現引起了意大利著名物理學家伏打的極大興趣。經過一番研究,伏打於1792年將不同的金屬板浸入一種電解液中,組成了第一個直流電源——伏打電池。後來,他利用幾個容器盛了鹽水,把插在鹽水裏的銅板、鋅板連接起來,電流就產生了。
1、電流
(1)什麼是電流?
大量電荷定向移 動形成電流。
(2)電流形成的條件:例如:
靜電場中導體達到靜電平衡之前有電荷定向移動;
電容器充放電,用導體與電源兩極相接。
①導體,有自由移動電荷,可以定向移動。同時導體也提供自由電荷定向移動的“路”。導體包括金屬、電解液等,自由電荷有電子、離子等。
②導體內有電場強度不為零的電場,或者説導體兩端有電勢差,從而自由電荷在電場力作用下定向移動。
③持續電流形成條件:要形成持續電流,導體中場強不能為零,要保持下去,導體兩端保持電勢差(電壓)。電源的作用就是保持導體兩端電壓,使導體中有持續電流。
導體中電流有強有弱,用一個物理量描述電荷定向移動的快慢,從而描述電流的強弱。
(3)電流強度(I)
①定義:通過導體橫截面的電量跟通過這些電量所用時間的比值。這樣可以通過電荷定向移動的快慢來描述電流強弱,這個比值稱為電流強度。簡稱電流,用 表示
②表達式:I=q/t
③單位:安培(A)毫安(mA),微安(μA)
④性質:電流強度是標量。國中學過並聯電路幹路電流等於各支路電流之和。但電流是有方向的。(有方向的量不一定是矢量,是否矢量關鍵看滿不滿足平行四邊形法則)
⑤電流方向的規定:正電荷定向移動的方向為電流方向,負電荷定向移動方向與電流方向相反。
正電荷在電場力的作用下,從高電勢向低電勢運動,所以電流是有高電勢向低電勢流動,在電源外部,是由電源正極流向負極。
(4)電流分類:
按方向分成兩大類:直流電和交流電
直流電:方向不變,如果直流電大小不變,就稱為恆定電流,這是高中階段電流知識的重點。
交流電:方向隨時間變化
前面討論了電流,尤其是持續電流的形成,要求導體兩端有電勢差,即電壓。電流強度與電壓究竟有什麼關係?這可利用實驗來研究。
演示
先給學生介紹實驗電路圖,教師按電路圖連接實驗電路,並請學生觀察電錶的正負接線柱,要求學生注意,正負接線柱的接法, 為待測電阻(定值電阻)。
演示
閉合S後,移動滑動變阻器觸頭,觀察電錶的變化,説明導體兩端的電壓和電流都隨導體的電阻有關。
啟發學生思考:如何由實驗得到電壓和電流與電阻的關係呢?
分析:用控制變量法,先保證其中的一個量保持不變,讓其餘兩個量之間相關,然後結合起來分析。
保證電阻不變,調節電壓,記下觸頭在不同位置時電壓表和電流表讀數。電壓表測得的是導體R兩端電壓,電流表測得的是通過導體 的電流,記錄在下面表格中。
注意:這一方法可以類比數學中函數圖像,用描點法來研究,啟發學生思考物理與數學的聯繫。
把所得數據描繪在I-U直角座標系中,確定I和U之間的函數關係。
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