学生实验教案及板书设计

南昌市豫章中学物理组教案

人教版高中物理选修3-1 2.3 欧姆定律

【学情分析】

欧姆定律是电学中的基本定律，是进一步学习电学知识和分析电路的基础，是本章的重点。本次课的逻辑性、理论性很强，重点是学生要通过自己的实验得出欧姆定律，最关键的是两个方面：一个是实验方法，另一个就是欧姆定律。欧姆定律的含义主要是学生在实验的过程中逐渐理解，而且定律的形式很简单，所以是重点而不是难点。学生对实验方法的掌握既是重点也是难点，这个实验难度比较大，主要在实验的设计、数据的记录以及数据的分析方面。由于实验的难度比较大，学生出现错误的可能性也比较大，所以实验的评估和交流也比较重要。这些方面都需要教师的引导和协助，所以这次课采用启发式综合教学法。

【课时安排】1课时

【教学目的】

知识与技能

1．进一步体会用比值定义物理量的方法，知道什么是电阻以及电阻的单位.[来源2．理解并掌握欧姆定律，并能用来解决有关电路的问题。

3．通过测绘小灯泡伏安特性曲线的实验，掌握和用分压电路改变电压的基本技能；知道伏安特性曲线，知道线性原件和非线性原件，学会一般原件伏安特性曲线的测绘方法。

过程与方法[来源:学科网ZXXK]

1．通过演示实验知道电流的大小的决定因素，培养学生的实验观察能力。

2．运用数字图像法处理，培养学生用数字进行逻辑推理能力。

情感、态度和价值观

1．通过介绍欧姆的生平，以及“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．培养学生善于动手、勤于动脑以及规范操作的良好实验素质，培养学生仔细观察认真分析的科学态度。

【教学重点】

1．欧姆定律的内容、表达式及适用条件。

2．会用姆定律分析解决一些实际问题。

3．会用试验方法测绘导体的伏安特性曲线。

【教学难点】

1．根据电路图会实物图的连接，或根据实物图的连接会画路图。

2．理解伏安特性曲线的物理意义。

【教学器材】PPT课件、相应的实验器材

【教学方法】讲述法、实验法

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人教版高中物理选修3-1 【教学设计】

一、

引入新课

同学们在初中已经学习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，进一步深入的学习欧姆定律的有关知识。

二、

讲授新课

新课导语：通过上一节课的学习同学们已经知道导体中产生电流的条件是导体两端有电压，那么导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢？下面我们通过演示实验探究这个问题。

步骤一：

设计实验：通过大屏幕投影出教材图2.3-1。让实验能力较强的同学上讲台按此图进行实物连接。

教师：请介绍一下你的实验设计思路和原理。

学生：先按教材上的电路图进行实物连接。用电流表测出导体A的电流，用电压表测出导体A两端的电压。滑动变阻器采用分压接法。通过改变滑片P的位置，从而改变A两端的电压。这样可以得到几组关于导体A两关的电压、电流数据。用导体B替换A，重复上面的实验。

教师补充：关于滑动变阻器的分压接法和限流式接法以后我们回具体的学习，在此实验中我们只要知道采用分压式接法目的是让导体A两端的电压变化范围大即可。

数据处理：【大屏幕投影】实验数据如下：

U/V 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50

I/A

导体A

I/A

导体B

教师设问1：同学们如何分析处理实验中等到数据才能找到U、I的关系呢？

通过设问引导学生回忆前面讲过的实验中类似实验数据的处理方法。（例如：探究小车加速度的实验，利用v- t图像来找加速度定义式）即图像法。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。

教师：请一位同学上黑板作U-I图线。其他学生在练习本上作。

学生：作图，如图所示。[来源:学科网ZXXK]

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人教版高中物理选修3-1

教师：在误差允许的范围内同一导体的U-I图像是一条过原点的图像。

教师设问2:根据数学知识U-I有哪些特点呢？

学生讨论：对于同一导体图像的斜率即U与I的比值不变。但不同的导体U与I的壁纸一般不同。

教师设问3:U与I的比值反映了导体的一种什么属性呢？

步骤二：

有步骤一的演示实验，同学们在教师的引导下得出对于同一导体加在它两端的电压U与通过它的电流I的比值不变。这个比值反映了导体对电流的阻碍作用，且只与导体本身的性质有关。这个比值可以写成R=U/I. 师生互动得出电阻的定义：电压与电流的比值R=U/I反映了导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻。

①让学生将上式变形得I=U/R ②让学生说明I与U、R的关系：I与U成正比、与R成反比，从而得出欧姆定律。

③让学生根据课前搜集的资料介绍一下欧姆以及欧姆定律的建立，从而对学生进行思想品德教育。

教师设问3：根据欧姆定律I=U/R得R=U/I，能否说导体的电阻R跟导体两端的电压U成正比，跟导体中的电流I成反比呢？为什么？

④引导学生回忆用比值法定义的物理量的特点。例如E=F/q。

[来源:Z|xx|k.Com]

再一次强调比值法定义物理量的重要性。

让学生得出电阻的国际单位欧姆，简称欧姆，符号Ω。

常用的单位哦还有千欧（KΩ）和兆欧（MΩ）：

1 KΩ=103 Ω

1 MΩ=106Ω

教师设问4：1Ω的物理定义是什么？

引导学生回答如果在某段导体两端加上1V的电压，通过导体的电流是1A，这段导体的电阻就是1Ω。所以1Ω=1V/A.

⑤让学生通过预习材料总结出欧姆定律的适用条件：纯电阻电路，如金属导体和电解液。对于含有电动机等的非电阻电路不适用。

在此强调纯电阻电路和非纯电阻电路的特点。

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人教版高中物理选修3-1 教师设问5：除金属导体A、B外，像晶体二极管这种半导体、气体导体的U-I图像是否也是一条直线呢？

步骤三：

⑥再次回到步骤一的演示实验中，引导学生给导体的伏安特性曲线下定义:以纵轴表示电流I，横轴表示电压U，画出I-U图像叫做导体的伏安特性曲线。如教材图2.3-3所示。

教师设问6：在I-U图像中，图像的斜率表示的物理意义是什么？

师生讨论：在I-U图像中，图像的斜率k=I/U=1/R,图像的斜率越大电阻越小。

再引导学生分析出金属导体、电解质溶液的伏安特性曲线是一条过原点的直线，而对于气体导体、半导体的伏安特性曲线不是一条直线。如教材图2.3-5所示。

⑦由学生得出伏安特性曲线是过原点的直线，这样的元件叫线性元件；导体的伏安特性曲线不是直线，这样的元件叫非线性元件。

三、

教学总结

1 欧姆定律是一个实验定律，是在金属导体导电的基础上总结出来的。使用欧姆定律应当注意电压U、电流I和电阻R必须是属于同一导体。

2 使用欧姆定律应当注意它的适用条件。

3 应充分理解电阻的定义以及定义式R=U/I，并明确R与U、I无关。

4本节难于理解的就是导体伏安特性曲线，要掌握几种比较常见的伏安特性曲线。

四、

课后作业：教材课后练习1、3.

五、

教学反思：本节内容主要是通过实验来得出的规律，通过和学生互动起来做实验效果较好。这样能充分的证明实践检验真理的准确性和重要性。而且边做实验边得出比较轻松，易于不同层次的学生接受。但有不足的地方，如果能够采用分组实验的话，本节课的效果会更加。另外，本节在讲解过程中应注意时间上没有必要的浪费，这样节省出一些时间可做些当堂练习，或再测一下二极管的伏安特性曲线。以后在这点上一定要注意。总之，本节课重在调到起来学生对物理实验的兴趣，培养学生动手、动脑的好习惯，就是成功之处.