2019-2020年高二物理一輪復習 3-1 2.3《歐姆定律》教學案.doc

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2019-2020年高二物理一輪復習 3-1 2.3《歐姆定律》教學案 一　教材分析 　　歐姆定律是電學中的基本定律，是進一步學習電學知識和分析電路的基礎(chǔ)，是本章的重點。本次課的邏輯性、理論性很強，重點是學生要通過自己的實驗得出歐姆定律，最關(guān)鍵的是兩個方面：一個是實驗方法，另一個就是歐姆定律。歐姆定律的含義主要是學生在實驗的過程中逐漸理解，而且定律的形式很簡單，所以是重點而不是難點。學生對實驗方法的掌握既是重點也是難點，這個實驗難度比較大，主要在實驗的設計、數(shù)據(jù)的記錄以及數(shù)據(jù)的分析方面。由于實驗的難度比較大，學生出現(xiàn)錯誤的可能性也比較大，所以實驗的評估和交流也比較重要。這些方面都需要教師的引導和協(xié)助，所以這次課采用啟發(fā)式綜合教學法。 二教學目標 　知識與技能 　?、偈箤W生會同時使用電壓表和電流表測量一段導體兩端的電壓和其中的電流。 　　②通過實驗認識電流、電壓和電阻的關(guān)系。 　?、蹠^察、收集實驗中的數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進行分析。 　　過程與方法 　?、俑鶕?jù)已有的知識猜測未知的知識。 　?、诮?jīng)歷歐姆定律的發(fā)現(xiàn)過程并掌握實驗的思路、方法。 　?、勰軐ψ约旱膶嶒灲Y(jié)果進行評估，找到成功和失敗的原因。 　　情感、態(tài)度與價值觀 　　①讓學生用聯(lián)系的觀點看待周圍的事物并能設計實驗方案證實自己的猜測。 　　②培養(yǎng)學生大膽猜想，小心求證，形成嚴謹?shù)目茖W精神。 三教學重點與難點 　　重點：掌握實驗方法；理解歐姆定律。 難點：設計實驗過程；實驗數(shù)據(jù)的分析；實驗結(jié)果的評估。 四學情分析 在技能方面是練習用電壓表測電壓，在知識方面是研究串、并聯(lián)電路中的電壓關(guān)系。這是一節(jié)探索性實驗課，讓學生自主實驗、觀察記錄，自行分析，歸納總結(jié)得出結(jié)論。學生對探索性實驗有濃厚的興趣，這種方式能激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維活動有利于提高認知能力和實驗能力，但由于學生的探究能力尚不夠成熟，引導培養(yǎng)學生探究能力是本節(jié)課的難點 五教學方法 　　啟發(fā)式綜合教學法。 六課前準備 　　教具：投影儀、投影片。 　　學具：電源、開關(guān)、導線、定值電阻（5Ω、10Ω）、滑動變阻器、電壓表和電流表。 七課時安排　一課時 八教學過程 　 教師活動 學生活動 說明 （（一）預習檢查、總結(jié)疑惑 ①我們學過的電學部分的物理量有哪些？ ②他們之間有聯(lián)系嗎？ ③一段導體兩端的電壓越高，通過它的電流如何變化？當導體的電阻越大，通過它的電流如何變化？ 學生以舉手的形式回答問題，并將自己的想法寫在學案上。 這部分問題學生以前已經(jīng)有了感性的認識，大部分學生回答得很正確，即使有少數(shù)同學回答錯誤也沒有關(guān)系，學生之間會進行糾正。 （二）情景引入、展示目標 提問：電壓增大，電流也隨著增大，但是你知道電流增大了多少嗎？ 讓學生猜測電流I、電壓U、電阻R之間的關(guān)系式。 學生大膽猜想。 不論對錯，教師都應認真對待，但應該注意：猜想不是瞎猜、亂猜，不是公式越多越好，應該引導學生在原有知識的基礎(chǔ)上有根據(jù)，符合邏輯進行猜想。同時可將所有學生的猜想寫在黑板上，這對其他的同學有啟發(fā)作用。 （三）合作探究、精講點播 一、設計實驗 讓學生闡述自己進行實驗的初步構(gòu)想。 ①器材。 ②電路。 ③操作。 對學生的實驗方法提出異議，促使學生思索實驗的改進。 鎖定實驗方案，板書合理的器材選擇、電路圖、數(shù)據(jù)記錄方法、操作過程。 學生按照學案的過程，補充實驗器材，畫電路圖，并且簡單陳述自己的實驗操作過程。 學生根據(jù)老師提出的異議，討論實驗的改進方案，并修正器材、電路圖、操作方法。 設計實驗部分是一個難點，教師要進行引導，不要輕易否定學生的想法，在設計過程中教師可以提出啟發(fā)性的問題，讓學生自我發(fā)現(xiàn)問題。 二、進行實驗 教師巡視指導，幫助困難學生。 學生以小組為單位進行實驗。 實驗數(shù)據(jù)之間的關(guān)系非常明顯，要讓學生從分析數(shù)據(jù)的過程中感受歐姆定律發(fā)現(xiàn)的邏輯過程，傳授學生控制變量法。 三、分析論證 傳授學生觀察數(shù)據(jù)的方法，投影問題，讓學生通過觀察數(shù)據(jù)找到問題的答案，最終得到結(jié)論。 學生根據(jù)教師投影出的問題觀察數(shù)據(jù)，在回答問題的過程中發(fā)現(xiàn)規(guī)律。 四、評估交流 讓學生討論在實驗中遇到的問題以及自己對問題的看法和解決辦法，教師引領(lǐng)回答幾個大家普遍遇到的問題。 學生小組內(nèi)討論。 使學生意識到共同討論可以發(fā)現(xiàn)自己的不足，借鑒別人的經(jīng)驗。 （四）反思總結(jié)、當堂檢測 擴展記錄表格，讓學生補充。 投影一道與生活有關(guān)的題目。 學生補充表格。 學生在作業(yè)本上完成。 這個練習很簡單，但能使學生沿著前面的思維慣性走下去，強化學生對歐姆定律的認識。 這一道練習主要是讓學生了解歐姆定律在生活中的應用。 課堂小結(jié) 讓學生歸納這節(jié)課學到的知識，回顧實驗的設計和操作過程，既強化了知識又鍛煉了學生歸納整理知識的能力。 學生歸納。 讓學生意識到課堂回顧的重要性，并培養(yǎng)學生歸納整理的能力，對提高學生的自學能力有重要的作用。 九板書設計 　　已學的電學物理量：電流I、電壓U、電阻R。 　　猜測三者之間的關(guān)系：I＝UR、I＝U／R、I＝U－R、…… 　　實驗所需器材：電源、開關(guān)、導線、電阻、電流表、電壓表、滑動變阻器。 　　實驗電路圖：見圖－10 　　記錄表格： 結(jié)論：（歐姆定律） 十教學反思 學生對實驗方法的掌握既是重點也是難點，這個實驗難度比較大，主要在實驗的設計、數(shù)據(jù)的記錄以及數(shù)據(jù)的分析方面。由于實驗的難度比較大，學生出現(xiàn)錯誤的可能性也比較大，所以實驗的評估和交流也比較重要。這些方面都需要教師的引導和協(xié)助，所以這次課采用啟發(fā)式綜合的教學方法。 學校：臨清三中 學科：物理 編寫人：馬立振 審稿人：盛淑貞3-1 第二章第3節(jié)歐姆定律學案 課前預習學案 一預習目標 （一）知識與技能 1、理解電阻的概念，明確導體的電阻是由導體本身的特性所決定 2、要求學生理解歐姆定律，并能用來解決有關(guān)電路的問題 3、知道導體的伏安特性曲線，知道什么是線性元件和非線性元件 （二）過程與方法 教學中應適當?shù)叵驅(qū)W生滲透一些研究物理的科學方法和分析的正確思路如通過探索性實驗去認識物理量之問的制約關(guān)系，用圖象和圖表的方法來處理數(shù)據(jù)、總結(jié)規(guī)律，以及利用比值來定義物理量的方法等。 （三）情感態(tài)度與價值觀 本節(jié)知識在實際中有廣泛的應用，通過本節(jié)的學習培養(yǎng)學生聯(lián)系實際的能力 二預習內(nèi)容 1．電阻：表征導體對電流阻礙作用的物理量。符號常用R表示，電阻的單位：歐姆，簡稱歐，符號是Ω，1Ω＝1V/A，常用單位還有千歐（kΩ）和兆歐（MΩ），1MΩ=103kΩ=106Ω。 2．歐姆定律的內(nèi)容：導體中的電流I 跟導體________________，跟導體中的_____________。公式表示：I=______。歐姆定律的適用范圍：金屬導電和電解液導電，對氣體導電不適用。 3．導體的伏安特性曲線：導體中的電流I隨導體兩端的電壓U變化的圖線，叫做導體的伏安特性曲線，如圖12－3－1所示。圖線斜率的物理意義：斜率的倒數(shù)表示電阻，即tanα=I/U=1/R 4．測量小燈泡伏安特性曲線的電路選擇： 由于小燈泡的電阻較小，為減小誤差，可采用安培表外接法，教師要引導學生討論，選安培表外接法還是內(nèi)接法？為什么選外接法？讓學生學到的知識、方法在新情景中運用，提高學生運用知識解決問題的能力。 本實驗教材中滑動變阻器采用限流接法，電阻R串聯(lián)在電路中，即使把R的值調(diào)到最大，電路中還有一定的電流，因此實驗繪出的伏安特性曲線缺少坐標原點附近的數(shù)據(jù)。 若要求小燈泡的電壓變化范圍較大（從零開始逐漸增大到接近額定電壓），則滑動變阻器可采用分壓接法。教師要引導學生進行分析，讓學生知道電壓如何變化，并知道接通電路前，滑動觸點應放在何 處。 滑動變阻器采用分壓接法的實驗電路圖如圖12—3—2所示。 5．實驗電路的連接： 這是學生進入高中第一次做恒定電流實驗，在連接電路上要給予學生適當?shù)膸椭? 接線順序為“先串后并”。 電表量程選擇的原則是：使測量值不超過量程的情況下，指針盡量偏轉(zhuǎn)至3/4量程處。 電路接好后合上電鍵前要檢查滑動變阻器滑動觸點的位置，使開始實驗時，小燈泡兩端的電壓為最小。 6．數(shù)據(jù)的收集與處理 合上電鍵后，移動滑動變阻器的滑動觸點，改變小燈泡兩端的電壓，每改變一次，讀出電壓值和相應的電流值?？梢砸龑W生設計記錄數(shù)據(jù)的表格。 U/V I/A 在坐標紙上，將表格中的數(shù)據(jù)，用描點法畫出U-I圖線。 三提出疑惑 課內(nèi)探究學案 一學習目標 （一）知識與技能 1、理解電阻的概念，明確導體的電阻是由導體本身的特性所決定 2、要求學生理解歐姆定律，并能用來解決有關(guān)電路的問題 3、知道導體的伏安特性曲線，知道什么是線性元件和非線性元件 （二）過程與方法 教學中應適當?shù)叵驅(qū)W生滲透一些研究物理的科學方法和分析的正確思路如通過探索性實驗去認識物理量之問的制約關(guān)系，用圖象和圖表的方法來處理數(shù)據(jù)、總結(jié)規(guī)律，以及利用比值來定義物理量的方法等。 （三）情感態(tài)度與價值觀 本節(jié)知識在實際中有廣泛的應用，通過本節(jié)的學習培養(yǎng)學生聯(lián)系實際的能力 二學習過程 1．電阻：表征導體對電流阻礙作用的物理量。符號常用R表示，電阻的單位：歐姆，簡稱歐，符號是Ω，1Ω＝1V/A，常用單位還有千歐（kΩ）和兆歐（MΩ），1MΩ=103kΩ=106Ω。 2．歐姆定律的內(nèi)容：導體中的電流I 跟導體________________，跟導體中的_____________。公式表示：I=______。歐姆定律的適用范圍：金屬導電和電解液導電，對氣體導電不適用。 3．導體的伏安特性曲線：導體中的電流I隨導體兩端的電壓U變化的圖線，叫做導體的伏安特性曲線，如圖12－3－1所示。圖線斜率的物理意義：斜率的倒數(shù)表示電阻，即tanα=I/U=1/R 4．測量小燈泡伏安特性曲線的電路選擇： 由于小燈泡的電阻較小，為減小誤差，可采用安培表外接法，教師要引導學生討論，選安培表外接法還是內(nèi)接法？為什么選外接法？讓學生學到的知識、方法在新情景中運用，提高學生運用知識解決問題的能力。 本實驗教材中滑動變阻器采用限流接法，電阻R串聯(lián)在電路中，即使把R的值調(diào)到最大，電路中還有一定的電流，因此實驗繪出的伏安特性曲線缺少坐標原點附近的數(shù)據(jù)。 若要求小燈泡的電壓變化范圍較大（從零開始逐漸增大到接近額定電壓），則滑動變阻器可采用分壓接法。教師要引導學生進行分析，讓學生知道電壓如何變化，并知道接通電路前，滑動觸點應放在何 處。 滑動變阻器采用分壓接法的實驗電路圖如圖12—3—2所示。 5．實驗電路的連接： 這是學生進入高中第一次做恒定電流實驗，在連接電路上要給予學生適當?shù)膸椭? 接線順序為“先串后并”。 電表量程選擇的原則是：使測量值不超過量程的情況下，指針盡量偏轉(zhuǎn)至3/4量程處。 電路接好后合上電鍵前要檢查滑動變阻器滑動觸點的位置，使開始實驗時，小燈泡兩端的電壓為最小。 6．數(shù)據(jù)的收集與處理 合上電鍵后，移動滑動變阻器的滑動觸點，改變小燈泡兩端的電壓，每改變一次，讀出電壓值和相應的電流值?？梢砸龑W生設計記錄數(shù)據(jù)的表格。 U/V I/A 在坐標紙上，將表格中的數(shù)據(jù)，用描點法畫出U-I圖線。 三反思總結(jié) 學生對實驗方法的掌握既是重點也是難點，這個實驗難度比較大，主要在實驗的設計、數(shù)據(jù)的記錄以及數(shù)據(jù)的分析方面。由于實驗的難度比較大，學生出現(xiàn)錯誤的可能性也比較大，所以實驗的評估和交流也比較重要。這些方面都需要教師的引導和協(xié)助，所以這次課采用啟發(fā)式綜合的教學方法。 四當堂檢測 1.電路中有一段導體，給它加上3V的電壓時，通過它的電流為2mA，可知這段導體的電阻為______Ω；如果給它加上2V的電壓，則通過它的電流為______ mA；如果在它兩端不加電壓，它的電阻為______Ω。 拓展：對于歐姆定律I=U/R我們可以說:電流與電壓成正比，與電阻成反比；但根據(jù)歐姆定律的公式變形R=U/I,我們就不能說:電阻與電壓成正比，與電流成反比。因為電阻是描述導體阻礙電流本領(lǐng)大小的物理量，與導體中有無電流無關(guān)。至于電阻的大小與哪些因素有關(guān)，通過今后的學習，我們可以知道是由導體的本身以及溫度來決定。另外，在掌握物理學公式時，不能僅僅從數(shù)學角度去理解，還要注意理解一些物理量本身的、物理學的內(nèi)在含義。 2：關(guān)于電流和電阻，下列說法中正確的是（ ） A．電流的方向與導體中電荷的定向移動方向相同 B．金屬導體溫度升高時，由于自由電子的熱運動加劇，所以電流增大 C．由R=U/I可知，I一定時，導體的電阻R與U成正比，U與I成反比 D．對給定的電阻，比值U/I是一個定值，反映導體本身的一種性質(zhì) 3.兩電阻R1、R2 的I-U圖線如圖12－3－3所示，由圖可知兩電阻的大小之比R1：R2＝______。當通過兩個電阻的電流相等時，兩個電阻兩端的電壓之比U1:U2＝______。當加在兩個電阻上的電壓相等時，通過它們的電流之比I1:I2＝______。 拓展：用圖象反映物理規(guī)律，是物理學中常用的方法，也是考察的重點之一。本題要求學生理解I-U圖象的物理含義，知道I-U圖象不僅能反映電流隨電壓變化的關(guān)系，還要能知道，其斜率的倒數(shù)即為該導體的電阻。在觀察物理函數(shù)圖象時一定要注意坐標，不能憑記憶來回答。如果圖象是U-I圖象，其圖線的斜率就等于導體的電阻。如圖12－3－4所示是表示兩個導體的伏安特性曲線，導體1和導體2的電阻那個大？ [答案]：R1>R2 課后練習與提高 1.歐姆定律適用于 ( ) A.電動機電路 B.金屬導體導電 C.電解液導電 D.所有電器元件 2．如圖12—3—5所示，a、b兩直線分別是用電器A和B的伏安特性曲線，則下列說法正確的是（ ） A．通過用電器的電流與用電器兩端的電壓成正比 B．用電器中的電流、兩端的電壓和用電器的電阻不符合歐姆定律 C．用電器A的電阻值比B大 D．用電器A的電阻值比B小 3.用電器A的電阻是用電器B的電阻的2倍,加在A上的電壓是加在B上的電壓的一半,那么通過A、B的電流IA和IB的關(guān)系是 （ ） A．IA=2IB B.IA=IB C.IA=IB/2 D. IA=IB/4 4．小燈泡的伏安特性曲線如圖12—3—6中的AB段（曲線）所示，由圖可知，燈絲的電阻因溫度的影響改變了________Ω. 5.如果人體的最小電阻是800Ω，已知通過人體的電流為50mA時，就會引起呼吸器官麻痹，不能自主擺脫電源，試求安全電壓。 6.標有“6.3V 0.3A”的小燈泡，其電阻為多少？若將此燈泡接到4.2V的電源上時，通過燈泡的電流強度為多少？ 7.普通電話用的是炭精話筒，里面碳粒的電阻能在45Ω～55Ω的范圍里變化，當加上6V的電壓時，電路中的電流變化范圍是多少？ 8.一個電阻器，當它兩端的電壓增加0.2V時，通過電阻器的電流增加2mA，則該電阻器的阻值是多少？ 9．為研究小燈泡的伏安曲線的特性，選用小燈泡額定值為“3.0 V，0.4 A”，實驗中有儀器：安培表、伏特表、電鍵、導線若干外；還需要 ________、__________。 (1)根據(jù)所學的知識，通過查資料、與同學討論思考后回答下列問題： 實驗中用兩電表測量小燈泡兩端的電壓和流過小燈泡的電流時，電路怎樣連接才能使測得燈泡的電阻誤差較小?為什么? (2)為使加在小燈泡的電壓從零開始，能在較大的范圍調(diào)節(jié)，滑動變阻器應采用怎樣連接?在方框內(nèi)畫出相關(guān)的電路圖。 (3)請根據(jù)你畫的電路圖，把圖12—3—7中的實驗器材連成符合 要求的實驗電路。 (4)為使讀數(shù)誤差盡可能小，電壓表的量程應選用________檔，電流表的量程應選用_______檔，為保證實驗安全，測量范圍不能超過_______V和_____A，開始做實驗閉合S前，應把P移到________端。 (5)若實驗中測得某一小燈泡的電流強度和電壓之值如下表，請在圖12—3—8中畫出U-I圖線，該小燈泡的電阻有何特征?并從中分析其主要原因。 I/A 0.10 0.20 0.26 0.30 0.36 0.40 0.44 0.48 0.52 0.56 U/V 0.05 0.14 0.21 0.30 0.48 0.70 1.02 1.48 1.96 2.50 電源，滑動變阻器 （1）安培表量程選擇0∽0.6A，伏特表量程選0∽3V,安培表采用外接法。 （2）采用分壓電路，電路圖如圖所示。 （3）實物圖如下圖所示。 （4）0∽3V，0∽0.6A,3V 0.4A D （5）圖略，燈絲電阻隨兩端電壓的增大而增大。 當堂檢測答案：1解析：導體中的電流隨電壓的變化而變化，但對于一確定的電阻而言，其電阻不隨電壓的變化而變化，也與導體中有無電流無關(guān)。由歐姆定律I=U/R得：R=U/I=3/(210-3)=1500(Ω)。導體的電阻不隨所加的電壓變化而變化，并與是否通電無關(guān)，所以當U=2V時，I=U/R=3/1500=1.3310-3(A)=1.33A。在不加電壓時，電阻仍為1500Ω。 2D 3解析：由于電阻R=U/I=1/tanθ,所以在I-U圖線中，兩個電阻的比值即等于圖線與水平軸夾角正切值的倒數(shù)之比，知道了電阻之比，再根據(jù)歐姆定律即可求出電流相同時的電壓之比和電壓相同時的電流之比。 在I-U圖線中，兩個電阻的比值等于圖線與水平軸夾角的正切值的倒數(shù)之比，所以有 R1:R2=tan300:tan600=1:3 根據(jù)歐姆定律可知，當通過兩個電阻的電流相等時，兩個電阻兩端的電壓與它們的電阻成正比，所以有 U1:U2=R1:R2=1:3 同樣根據(jù)歐姆定律可知，當加在兩個電阻上的電壓相等時，通過它們的電流與電阻成反比，所以有 I1:I2=R2:R1=3:1 課后練習與提高答案：1 BC 2AC 3D 4 10 5小于40V 6 21Ω 0.2A 7 0.11A～0.133A 8 100Ω