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歐姆定律教案設(shè)計(jì)
一、教學(xué)目標(biāo)
。ㄒ唬┲R(shí)目標(biāo)
1、知道電流的產(chǎn)生原因和條件。
2、理解電流的概念和定義式,并能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。
3、理解電阻的定義式,掌握歐姆定律并能熟練地用來解決有關(guān)的電路問題。知道導(dǎo)體的伏安特性。
(二)能力目標(biāo)
1、通過電流與水流的類比,培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)自我更新的能力。
2、掌握科學(xué)研究中的常用方法——控制變量方法,培養(yǎng)學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn),分析、歸納物理規(guī)律的能力。
(三)情感目標(biāo)
通過電流產(chǎn)生的歷史材料的介紹,使學(xué)生了解知識(shí)規(guī)律的形成要經(jīng)過漫長(zhǎng)曲折的過程,培養(yǎng)他們學(xué)習(xí)上持之以恒的思想品質(zhì)。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1、電流強(qiáng)度的概念、歐姆定律是教學(xué)重點(diǎn)。
2、電流強(qiáng)度概念、電阻的伏安特性曲線學(xué)生來說比較抽象,是教學(xué)中的難點(diǎn)。
三、教具
學(xué)生直流電源(穩(wěn)壓),電壓表,電流表,滑動(dòng)變阻器,導(dǎo)線若干,開關(guān),待測(cè)電阻。
四、主要教學(xué)過程
。ㄒ唬┮胄抡n
上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了電場(chǎng),電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有力的作用,促使電荷移動(dòng),知道電荷的定向移動(dòng)形成電流。如:靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體在達(dá)到靜電平衡狀態(tài)之前,其中自由電荷在電場(chǎng)力作用下定向移動(dòng)。電容器充放電過程中也有電荷定向移動(dòng)。由于電流與我們生活很密切,所以我們有必要去認(rèn)識(shí)它,這節(jié)課我們將在初中的基礎(chǔ)上對(duì)電流作進(jìn)一步了解。
(二)教學(xué)過程
眾所周知,人們對(duì)電路知識(shí)和規(guī)律的認(rèn)識(shí)與研究,也如對(duì)其他科技知識(shí)的認(rèn)識(shí)與研究一樣,都經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的、曲折的過程。18世紀(jì)末,意大利著名醫(yī)生伽伐尼受偶然發(fā)現(xiàn)的啟迪,經(jīng)進(jìn)一步研究后,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,于是伽伐尼電池誕生了。但他對(duì)此并不理解,認(rèn)為這是青蛙體內(nèi)產(chǎn)生了“動(dòng)物電”。伽伐尼的發(fā)現(xiàn)引起了意大利著名物理學(xué)家伏打的極大興趣。經(jīng)過一番研究,伏打于1792年將不同的金屬板浸入一種電解液中,組成了第一個(gè)直流電源——伏打電池。后來,他利用幾個(gè)容器盛了鹽水,把插在鹽水里的銅板、鋅板連接起來,電流就產(chǎn)生了。
1、電流
。1)什么是電流?
大量電荷定向移 動(dòng)形成電流。
。2)電流形成的條件:例如:
靜電場(chǎng)中導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡之前有電荷定向移動(dòng);
電容器充放電,用導(dǎo)體與電源兩極相接。
①導(dǎo)體,有自由移動(dòng)電荷,可以定向移動(dòng)。同時(shí)導(dǎo)體也提供自由電荷定向移動(dòng)的“路”。導(dǎo)體包括金屬、電解液等,自由電荷有電子、離子等。
②導(dǎo)體內(nèi)有電場(chǎng)強(qiáng)度不為零的電場(chǎng),或者說導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差,從而自由電荷在電場(chǎng)力作用下定向移動(dòng)。
、鄢掷m(xù)電流形成條件:要形成持續(xù)電流,導(dǎo)體中場(chǎng)強(qiáng)不能為零,要保持下去,導(dǎo)體兩端保持電勢(shì)差(電壓)。電源的作用就是保持導(dǎo)體兩端電壓,使導(dǎo)體中有持續(xù)電流。
導(dǎo)體中電流有強(qiáng)有弱,用一個(gè)物理量描述電荷定向移動(dòng)的快慢,從而描述電流的強(qiáng)弱。
。3)電流強(qiáng)度(I)
、俣x:通過導(dǎo)體橫截面的電量跟通過這些電量所用時(shí)間的比值。這樣可以通過電荷定向移動(dòng)的快慢來描述電流強(qiáng)弱,這個(gè)比值稱為電流強(qiáng)度。簡(jiǎn)稱電流,用 表示
②表達(dá)式:I=q/t
、蹎挝唬喊才啵ˋ)毫安(mA),微安(μA)
④性質(zhì):電流強(qiáng)度是標(biāo)量。初中學(xué)過并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和。但電流是有方向的。(有方向的量不一定是矢量,是否矢量關(guān)鍵看滿不滿足平行四邊形法則)
、蓦娏鞣较虻囊(guī)定:正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较颍?fù)電荷定向移動(dòng)方向與電流方向相反。
正電荷在電場(chǎng)力的作用下,從高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng),所以電流是有高電勢(shì)向低電勢(shì)流動(dòng),在電源外部,是由電源正極流向負(fù)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,就稱為恒定電流,這是高中階段電流知識(shí)的重點(diǎn)。
交流電:方向隨時(shí)間變化
前面討論了電流,尤其是持續(xù)電流的形成,要求導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差,即電壓。電流強(qiáng)度與電壓究竟有什么關(guān)系?這可利用實(shí)驗(yàn)來研究。
演示
先給學(xué)生介紹實(shí)驗(yàn)電路圖,教師按電路圖連接實(shí)驗(yàn)電路,并請(qǐng)學(xué)生觀察電表的正負(fù)接線柱,要求學(xué)生注意,正負(fù)接線柱的接法, 為待測(cè)電阻(定值電阻)。
演示
閉合S后,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭,觀察電表的變化,說明導(dǎo)體兩端的電壓和電流都隨導(dǎo)體的電阻有關(guān)。
啟發(fā)學(xué)生思考:如何由實(shí)驗(yàn)得到電壓和電流與電阻的關(guān)系呢?
分析:用控制變量法,先保證其中的一個(gè)量保持不變,讓其余兩個(gè)量之間相關(guān),然后結(jié)合起來分析。
保證電阻不變,調(diào)節(jié)電壓,記下觸頭在不同位置時(shí)電壓表和電流表讀數(shù)。電壓表測(cè)得的是導(dǎo)體R兩端電壓,電流表測(cè)得的是通過導(dǎo)體 的電流,記錄在下面表格中。
注意:這一方法可以類比數(shù)學(xué)中函數(shù)圖像,用描點(diǎn)法來研究,啟發(fā)學(xué)生思考物理與數(shù)學(xué)的聯(lián)系。
把所得數(shù)據(jù)描繪在I-U直角坐標(biāo)系中,確定I和U之間的函數(shù)關(guān)系。
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