最新人教版高中物理选修3-1第二章《欧姆定律》示范教案

3 欧姆定律

教学设计(一)

整体设计

教学分析

本节涉及两个问题，一个是欧姆定律，一个是导体的伏安特性曲线。关于欧姆定律，先用演示实验探究导体中电流与电压的关系，通过UI图象处理的方法得到电流与电压的正比关系，由斜率反映了导体对电流的阻碍作用，从而定义电阻。在此基础上，通过对因果关系、适用条件的分析等，得到欧姆定律的公式及表达。这样，在实验电路、数据处理、研究思路方面，都较初中有了很大提高，也更加科学。对导体伏安特性曲线的研究，以及对线性元件和非线性元件的认识和了解，使学生对欧姆定律的认识更加深化。

教学目标

1．经历探究导体电压和电流关系的过程，体会用UI图象来处理、分析实验数据、总结实验规律的方法；

2．进一步体会用比值定义物理量的方法，理解电阻的定义，明确导体的电阻是由导体本身的特性所决定的，掌握电阻的单位；

3．理解欧姆定律，知道欧姆定律的适用范围，并能用来解决有关部分电路的问题；

4．知道伏安特性曲线，知道线性元件和非线性元件；通过测绘小灯泡伏安特性曲线的实验，初步掌握利用分压电路改变电压的基本技能，学会一般元件伏安特性曲线的测绘方法。

教学重点难点

欧姆定律的内容、表达式、适用条件，以及利用欧姆定律分析、解决实际问题是本节的教学重点。

对于导体的伏安特性曲线及其物理意义的掌握是本节的难点，应结合数学知识进行，并尽可能地多举实例以加强对知识的深化。

实验测绘小灯泡的伏安特性曲线，电路的选择及实物连接既是重点又是一大难点，教师除了要使学生掌握原理和方法，还要给予学生必要的帮助。

教学方法与手段

以演示实验为探究突破口，引导学生对得到的数据根据图象进行有效分析，从而引出电阻的定义以及欧姆定律，借用图象研究方法介绍导体的伏安特性曲线，讨论得出曲线斜率的意义，在此基础上介绍线性元件和非线性元件，并借此总结欧姆定律的适用范围。当然，为了巩固学生对欧姆定律的掌握，课堂上精选练习是很有必要的。最后根据学生掌握情况，时间允许的话，紧密结合演示实验，学生自己动手完成描绘小灯泡伏安特性曲线的实验。

课前准备

教学媒体

学生电源，电压表，电流表，滑动变阻器，电键，电阻不同的导体A、B，小灯泡，导线若干，多媒体设备。

知识准备

复习电源的重要参数，电动势概念，回顾产生恒定电流的条件。

教学过程

导入新课

[事件1]

教学任务：回顾相关知识，提出问题，引出需要解决的问题。

师生活动：

回顾电源、电流的知识，提问学生电流的实质，恒定电流产生的条件，学生回答说明。

引入新课：提出新问题，在已经产生恒定电流的情况下，思考导体中的电流大小与哪些因素有关，特别是跟导体两端的电压有什么关系，本节课就来研究这个问题。

推进新课

[事件2]

教学任务：利用演示实验获取导体电流和电压的数据。

师生活动：

提出问题，学生思考并讨论如何研究导体的电流和电压的关系，在教师的指导下，设计确定实验电路并画出电路图。因为学生此阶段的电路知识还比较欠缺，所以这个过程教师起主导作用，给学生介绍并解释实验电路图，鉴于本探究实验使用的电阻较小，所以在这里使用电流表外接法。为了使实验获得更多数据，更加准确地反应规律，本实验滑动变阻器采用分压方式的接法。因为这一节内容是在学习“伏安法测电阻”之前，所以电流表外接法和滑动变阻器的分压式电路建议作简单介绍，原理分析放在后续课程解决，这里主要让学生知道如何调节导体的电压，如何测量通过导体的电流和导体两端的电压，并知道在接通电路之前，滑动变阻器的滑动触点应放在何处。

【演示】

教师按照电路图连接实验电路，并请学生观察连接过程，要求学生关注正负接线柱是否正确连接，初步了解分压电路的连接方法和注意事项。连接好电路以后，选出学生代表进行操作，闭合S后，移动滑动变阻器触头，观察电表的变化，记下触头在不同位置时电压表和电流表读数，学生设计表格，并将测量得到的多组数据记录在表格中，换另一名学生，用另一导体B，重复以上实验。

行操作之外还要及时对学生的正确操作给予鼓励和表扬，以此增加他们对设计和操控电路的信心，为后续的电路学习打下基础。

[事件3]

教学任务：分析实验数据，确定导体中电流跟导体两端电压的关系。

师生活动：

实验得到多组导体中的电流和导体两端的电压数据后，教师引导学生寻找数据中的规律，并提出新问题，如何分析数据更直观？教师在这里可以让学生分组讨论确定分析方法，也可以通过帮助学生回忆高一学习的位移—时间关系以及匀变速直线运动速度—时间关系时所采用的研究方法，引导学生确定图象研究法。建立UI坐标系，利用描点作图法，作出图象，这里可请一位同学上黑板作，其他同学在练习本上作，并鼓励学生作比较和评价，作

出图象如下：

问题引导：分析图象，总结可以得到的信息。 结论：

同一导体，U －I 图象是过原点的直线，电压跟电流的比值是一个常数，即为直线的斜率，可以写为：R ＝U

I

。

[事件4]

教学任务：定义电阻，掌握电阻的物理意义和单位。 师生活动：

教师提醒学生观察图象，对斜率R 的意义提出猜想。提出问题，同样电压下斜率R 大的导体，电流如何？学生阐述自己对R 含义的理解，教师加以提示，当电压U 、电流I 发生变化时，他们的比值U

I 是一定的，对不同的导体，这个比值的数值一般是不同的，总结出R

的意义：反映了导体对电流的阻碍作用。引出电阻的定义和意义。

电阻定义：导体两端电压与通过导体电流的比值。

公式：R ＝U

I

(定义式)

单位：欧姆，符号Ω，且1 Ω＝1 V/A 。 教师补充提问1 Ω的物理意义，启发学生根据电阻的定义式得出：如果在某段导体的两端加上1 V 的电压，通过导体的电流是1 A ，这段导体的电阻就是1 Ω。

常用单位：Ω、kΩ、MΩ。

换算关系：1 kΩ＝103 Ω，1 MΩ＝106 Ω。 物理意义：反映导体对电流的阻碍作用。 讨论与归纳：

学生根据图象讨论并归纳：R 是否与U 成正比，与I 成反比？ 结论：R 与U 、I 无关，只跟导体本身的性质有关。 学情预设：

在处理R 和U 、I 的关系时，有些学生初学可能容易产生错误认识，认为R 与U 、I 有正比或反比关系，这里可以类比前面曾经用比值定义法定义过的电场强度和电容，帮助学生正确理解R 的定义式，并且加强对比值定义这种常用物理定义方法的掌握。

同时可以根据学生理解情况，顺便简单介绍测量电阻的常用方法——伏安法。 [事件5]

教学任务：掌握欧姆定律的内容和公式。 师生活动：

学生在电阻定义式基础上，自然而然推导出I ＝U

R ，教师介绍德国物理学家欧姆和欧姆

定律的建立，对学生进行科学精神教育。

欧姆定律内容：导体中电流跟它两端电压成正比，跟它的电阻成反比。