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歐姆定律難點范文1
本節內容前承電路、電壓、電阻及電流表、電壓表的使用,是前面電學知識的聚焦;后啟電功、電功率,并為高中階段學習閉合電路的歐姆定律、電磁感應定律、交流電等內容做了鋪墊。甚至于對學生將來參加生產勞動也有指導作用,即使在電工技術電子專業等學習中,歐姆定律同樣是必不可少的基礎知識,其研究方法──控制變量法是學習關于電阻大小影響因素的研究方法的延續,是物理問題研究思想的再次體現。
二、學習任務分析
本節重點是歐姆定律的內容和公式。通過實驗探究,歸納總結出歐姆定律,讓學生領悟科學探究的方法,體驗科學探究的樂趣,形成尊重事實、探究真理的科學態度,培養學生分析解決問題的能力;理解歐姆定律中電流I、電壓U、電阻R的同一性是本節難點,在探究過程中通過適時引導、恰當點撥,利用實物電路使學生達到理解歐姆定律的目的。
三、學習者分析
學習了電路基礎知識,學生產生了濃厚的興趣,多數學生能正確連接電路元件,正確使用電流表、電壓表和滑動變阻器,對于控制變量的研究方法也有所了解。學生有較強的好奇心和求知欲,他們渴望自己動手進行科學探究,體驗成功的樂趣,但對于U、I、R三者關系知之甚少,規律性知識的概括往往以偏概全。他們的思維方式逐步由形象思維向抽象思維過渡,教學中讓學生自主設計研究問題的方案,是發展學生思維的有效途徑。
四、教學目標
⑴知識與技能
會用實驗的方法探究電流與電壓、電阻的關系;
理解歐姆定律的內容、公式;
培養學生的觀察、實驗能力和分析概括能力。
⑵過程與方法
通過實驗探究學習研究物理問題常用的方法──控制變量法。
⑶情感、態度與價值觀
通過探究過程,激發學生的學習興趣。培養學生實事求是的科學態度;認真謹慎的學習習慣。
重點:歐姆定律的內容和公式;
通過實驗使學生知道導體中電流與電壓、電阻的關系。
難點:理解歐姆定律的內容;
弄清變形公式的含義。
五、教法設計
依據本節課的知識特點、教學目標和學生實際,確定本節主要采用實驗探究法。把學生視為學習的主人,教師當好學習的組織者和引導者。探究式學習可以激活學生已有的知識,在探究新問題時使知識活化、重組,形成知識結構并向能力轉化;讓學生體會科學發現的全過程,從中感悟科學思想和科學方法。
六、教學準備
歐姆定律難點范文2
知識目標
1.理解歐姆定律及其表達式.
2.能初步運用歐姆定律計算有關問題.
能力目標
培養學生應用物理知識分析和解決問題的能力.
情感目標
介紹歐姆的故事,對學生進行熱愛科學、獻身科學的品格教育.
教學建議
教材分析
本節教學的課型屬于習題課,以計算為主.習題訓練是歐姆定律的延續和具體化.它有助于學生進一步理解歐姆定律的物理意義,并使學生初步明確理論和實際相結合的重要性.
教法建議
教學過程中要引導學生明確題設條件,正確地選擇物理公式,按照要求規范地解題,注意突破從算術法向公式法的過渡這個教學中的難點.特別需強調歐姆定律公式中各物理量的同一性,即同一導體,同一時刻的I、U、R之間的數量關系.得出歐姆定律的公式后,要變形出另外兩個變換式,學生應該是運用自如的,需要注意的是,對另外兩個公式的物理含義要特別注意向學生解釋清楚,尤其是歐姆定律公式.
教學設計方案
引入新課
1.找學生回答第一節實驗得到的兩個結論.在導體電阻一定的情況下,導體中的電流
跟加在這段導體兩端的電壓成正比;在加在導體兩端電壓保持不變的情況下,導體中的電
流跟導體的電阻成反比.
2.有一個電阻,在它兩端加上4V電壓時,通過電阻的電流為2A,如果將電壓變為10V,通過電阻的電流變為多少?為什么?
要求學生答出,通過電阻的電流為5A,因為電阻一定時通過電阻的電流與加在電阻兩
端的電壓成正比.
3.在一個10的電阻兩端加上某一電壓U時,通過它的電流為2A,如果把這個電壓加在20的電阻兩端,電流應為多大?為什么?
要求學生答出,通過20電阻的電流為1A,因為在電壓一定時,通過電阻的電流與
電阻大小成反比,我們已經知道了導體中電流跟這段導體兩端的電壓關系,導體中電流跟這段導體電阻的關系,這兩個關系能否用一句話來概括呢?
啟發學生討論回答,教師復述,指出這個結論就叫歐姆定律.
(-)歐姆定律導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比.
1.此定律正是第一節兩個實驗結果的綜合,電流、電壓、電阻的這種關系首先由德國
物理學家歐姆得出,所以叫做歐姆定,全國公務員共同天地律,它是電學中的一個基本定律.
2.介紹《歐姆堅持不懈的精神》一文.
3.歐姆定律中的電流是通過導體的電流,電壓是指加在這段導體兩端的電壓,電
阻是指這段導體所具有的電阻值.
如果用字母U表示導體兩端的電壓,用字母R表示導體的電阻,字母I表示導體中的電流,那么歐姆定律能否用一個式子表示呢?
(二)歐姆定律公式
教師強調
(l)公式中的I、U、R必須針對同一段電路.
(2)單位要統一I的單位是安(A)U的單位是伏(V)R的單位是歐()
教師明確本節教學目標
1.理解歐姆定律內容及其表達式
2.能初步運用歐姆定律計算有關電學問題.
3.培養學生應用物理知識分析和解決問題的能力.
4.學習歐姆為科學獻身的精神
(三)運用歐姆定律計算有關問題
【例1】一盞白熾電燈,其電阻為807,接在220V的電源上,求通過這盞電燈的電流.
教師啟發指導
(1)要求學生讀題.
(2)讓學生根據題意畫出簡明電路圖,并在圖上標明已知量的符號及數值和未知量的
符號.
(3)找學生在黑板上板書電路圖.
(4)大家討論補充,最后的簡明電路圖如下圖
(5)找學生回答根據的公式.
已知V,求I
解根據得
(板書)
鞏固練習
練習1有一種指示燈,其電阻為6.3,通過的電流為0.45A時才能正常發光,要使這種指示燈正常發光,應加多大的電壓?
練習2用電壓表測導體兩端的電壓是7.2V,用電流表測通過導體的電流為0.4A,求這段導體的電阻,
通過練習2引導學生總結出測電阻的方法.由于用電流表測電流,用電壓表測電壓,
利用歐姆定律就可以求出電阻大?。詺W姆定律為我們提供了一種則定電阻的方法這種
方法,叫伏安法.
【例2】并聯在電源上的紅、綠兩盞電燈,它們兩端的電壓都是220V,電阻分別為
1210、484.
求通過各燈的電流.
教師啟發引導
(1)學生讀題后根據題意畫出電路圖.
(2)I、U、R必須對應同一段電路,電路中有兩個電阻時,要給“同一段電路”的I、U、R加上“同一腳標”,如本題中的紅燈用來表示,綠燈用來表示.
(3)找一位學生在黑板上畫出簡明電路圖.
(4)大家討論補充,最后的簡明電路圖如下
學生答出根據的公式引導學生答出
通過紅燈的電流為
通過綠燈的電流為
解題步驟
已知求.
解根據得
通過紅燈的電流為
通過綠燈的電流為
答通過紅燈和綠燈的電流分別為0.18A和0.45A.
板書設計
2.歐姆定律
一、歐姆定律
導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比.
二、歐姆定律表達式
三、歐姆定律計算
1.已知V,求I
解根據得
答通過這盞電燈的電流是0.27A
2.已知求.
解根據得
通過的電流為
通過的電流為
答通過紅燈的電流是0.18A,通過綠燈的電流是0.45A
探究活動
【課題】歐姆定律的發現過程
【組織形式】個人和學習小組
【活動方式】
1.制定子課題.
歐姆定律難點范文3
關鍵詞:數學推理;科學探究;問題情境;科學方法;理論聯系實際
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2017)1-0019-3
人教版高中物理選修3-1第二章第七節《閉合電路的歐姆定律》是電學知識的核心內容,其中包含了許多科學思想方法,是學生學習和體會科學思想方法的好素材。作為一節典型的規律探究課,本節內容較抽象,學生在學習時,對電源內電路認識模糊,難以理解電源有內阻;對內外電路的電壓與電源電動勢的關系及路端電壓與負載關系感到疑惑,對其中蘊含的科學方法未能深刻領會?!叭绾斡行黄七@些教學難點?”“如何設計好閉合電路歐姆定律的探究過程,有效實施三維目標教學?”一直是廣大物理教師研究的重要課題,本文試圖通過對本節課的教材、教法的分析,探究形成學生認知困難的主要原因以及在本節課中如何有效實施探究教學,培養學生的核心素養。
1 教材、教法分析
人教版教材是把《閉合電路的歐姆定簟釩才旁詰繚礎⒌綞勢、歐姆定律、串并聯電路、焦耳定律和導體的電阻之后來學習的。很顯然,這種安排的意圖是在承接“從做功角度認識電動勢”的基礎上,引導學生從功能關系角度來建立閉合電路的歐姆定律,體現了循序漸進的教學原則。順應這種構想,教材對本節內容以如下方式呈現:先直接給出閉合電路的概念,然后從功能關系出發, 根據能量守恒,理論推導出閉合電路的歐姆定律和U+U=E,再根據閉合電路的歐姆定律,理論分析路端電壓與負載的關系。這種呈現方式的好處是:既充分體現了功和能的概念在物理學中的重要性,又有利于學生從理論角度理解閉合電路的歐姆定律。從教材體系來看這種呈現方式具有一定的合理性和科學性。
筆者曾多次參與“閉合電路的歐姆定律”的觀摩教學,領略了執教老師們的各種處理方法,比較有代表性的是以下兩種教法:
第一種教法是沿用原教材的思路,采用比較傳統的方式,注重理論探究,先從理論上推導得出閉合電路歐姆定律的數學表達式,再應用定律討論了路端電壓隨外電路電阻的變化規律,最后引導學生運用規律解題,把立足點放在訓練學生的解題能力上。
第二種教法注重突出實驗的地位,發揮實驗在探究教學中的作用。利用實驗創設懸念,引入課題,設計探究實驗,讓學生在實驗中總結歸納出內外電壓之間的關系,再利用教材中的圖2.7-3實驗探究路端電壓與負載的關系。
根據課后反饋發現,沿用原教材思路設計的教學,效果并沒有達到設計者想象的結果,究其原因,主要有以下幾個方面:
1.教材中的閉合電路的歐姆定律是從理論角度得出的,注重于數學推理,比較抽象,缺乏令人信服的探究實驗,學生無直接經驗感知和相應的認知過程,難以形成深刻的理解。
2.教材對閉合電路,特別是內電路的建構過于直接,無感知過程,學生對教材中為了突出閉合電路而提供的閉合電路中電勢高低變化的模型圖難以理解,加之學生對部分電路的歐姆定律印象深刻,對電源內部的電路無直觀印象,對電源也有內阻心存疑慮,難以突破初中形成的“路端電壓不隨外電路變化”的思維定勢。
3.教材是利用純電阻電路中的能量守恒關系推導得到IR+Ir=E和U+U=E,這種處理方式,會讓學生對U+U=E的普適性產生懷疑:非純電阻電路還適用嗎?
4.作為一節規律探究課,本節課包含了許多科學思想方法,教材過于注重理論推導,忽視了實驗探究,淡化了猜想、類比、比較、分析等多種科學思想方法教育,這對培養學生的探究能力和體驗研究物理問題的方法是不利的,也不利于提高課堂教學的有效性。
第二種“通過設計多個實驗來進行實驗探究”的處理方法,調動學生學習的主動性和積極性,學生能獲得更直觀的認識,有效地突破一些教學難點,但由于本節知識點多,思維量大,設計過多的實驗(特別是設計繁雜的分組實驗)勢必會分散學生的注意力,干擾學生的正常思考,擠壓學生思考和實踐應用的時間,影響了學生主體作用的發揮,效果同樣不盡如人意。
2 教學建議
2.1 尊重學生的認知規律,科學設計探究過程
從物理學史來看,歐姆定律是基于實驗而發現的,并非演繹推理的結果,教材通過功能關系分析來建立閉合電路的歐姆定律。這種處理方法帶來的負面影響是學生缺乏感性認識,沒有參與知識發現過程中的情感體驗,難以形成深刻的理解,課堂上學生學習的積極性也不高。規避這種負面影響的方法就是在教學設計時,應當尊重學生的心理特點和認知規律,科學地設計探究過程,讓學生在親身探究中理解定律,體驗方法。基于這種指導思想,筆者在教學設計時,先用兩節新電池和內阻較大的9 V電池組分別給燈泡供電,產生了與學生日常生活經驗相矛盾的現象來設置“懸念”――引入新課。然后,引導學生針對“引入實驗”中的現象展開探究,讓學生在實驗探究中分析、思考、歸納,得出電源內電壓和外電壓之間的關系。接著再引導學生利用功能關系,從理論角度來推導、探究,讓實驗得出結論在理論上獲得支撐。最后,引а生利用所學規律解決引入實驗和實際生活中的問題。這種在引入實驗為基礎的“實驗和理論推導相互結合的探究過程”的設計,既避免了設計過多的實驗,又讓學生親身體驗了探究的過程,加深了對知識的理解,深刻領會到物理學科的嚴謹性和流暢性,感受到物理的探究之美和應用之美。同時,又能激發學生的學習熱情,使物理課堂教學產生無窮的樂趣,進而實現高效的物理課堂教學。
2.2 合理創設問題情境,引導學生質疑探究
作為一節規律探究課,本節課的重點是如何落實探究教學,讓學生在探究中理解閉合電路的歐姆定律,感知科學探究的過程和方法。在探究教學中,問題是探究的起點,沒有問題就不可能有探究,正是在問題的驅動下,學生才能積極思考,從而產生探究欲望。這就需要教師在深入挖掘規律形成過程的基礎上,精心創設問題情境,以問誘思,引導學生融入到探究學習的情境中去。例如:在構建“閉合電路”概念時,用兩節新電池和內阻較大的9 V電池組分別給燈泡供電后,可設置如下問題情境:“為什么燈泡接到電動勢為9 V的電池時,亮度反而暗了?難道電池壞了?”“為什么電池與燈泡接通時兩端的電壓變小?減小的電壓哪兒去了?”“電池有內阻?可能嗎?”“我們來看看電池(觸摸電池),電池變熱了,什么原因導致工作的電池會變熱?”學生在問題的引領下觀察、實驗、體驗,由此認識到“電源內部也有電阻和電流”“電源內部電流的通路,稱為內電路”。這種以問題啟發學生思考,以實驗引導學生體驗來構建閉合電路的方法,既彌補了教材對內電路建構的非直觀性,也讓學生經歷了在質疑中分析、探究的過程,學生對閉合電路的認識潛移默化、水到渠成,遠比直接灌輸效果好。
在引導學生從能量角度驗證實驗探究結果時,設置如下問題情境:“剛才我們通過實驗探究了閉合電路中的電流規律,這個結論可靠嗎?”“如果我們能從理論上找到依據,是不是更可靠?如何從理論上來分析呢?”“從能量角度行嗎?”“內、外電路在時間 t 內消耗多少電能? ”“這些能量從何而來?”學生在上述問題的引導下,發現也可以從能量角度來推導得出與實驗相同的結果。
在引導學生探究路端電壓與負載的關系時,設置以下問題情境:“實驗表明,燈泡變暗是由于路端電壓變小的緣故,你們能說說路端電壓與什么有關嗎?”“它們之間具體的關系是什么?”“如何設計實驗來研究呢?”“從實驗數據中能得出什么結論?”“能從理論上分析為什么會發生這樣的變化嗎?”“如果外電阻斷開,路端電壓為多少?外電阻短路,路端電壓又為多少?”“誰能說說路端電壓隨外電阻變化的根本原因是什么?”在這一個個問題的引領下,學生從實驗探究到理論分析兩個方面找到了路端電壓與外電阻的關系,不僅體驗了科學探究過程,提高了理論分析和實驗探究的能力,也養成了樂于探索、勤于動手的好習慣。
2.3 注重滲透科學方法教育,加深對規律本質的認識
作為一根主線,科學探究法貫穿在整個課堂教學過程中,教學中要注意尊重學生的心理特點和認知規律,強化科學探究法的顯性教育:以引入實驗為線索,引導學生經歷“觀察實驗、提出問題、猜想假設、設計實驗、分析論證”等過程,領會科學探究的方法。
“閉合回路中的電勢變化”抽象而難以理解,突破這一難點的最重要的方法就是“比法”。教材試圖以圖1的模型來形象地說明這個問題,但這種模型對學生來說還是比較抽象,難以理解。筆者用如圖2所示的“電梯加滑梯”模型和閉合電路加以類比,來說明閉合電路中的電勢高低變化情況。這樣的方法,既簡單又源于學生的生活經驗,學生容易接受,教學中應注意引導學生體會類比法的作用。
“演繹推理法”在“閉合電路歐姆定律的推導”和“路端電壓與負載的關系推導”中兩次用到,教學中要注意借助問題情境,把規律的探究以一個個問題的形式呈現出來,讓學生在問題的引領下經歷演繹、推理過程,構建對“閉合電路的歐姆定律”和“路端電壓與負載關系”的正確理解,體驗演繹推理過程中獲得成功的愉悅。
另外,本節課中,要特別注意引導學生在了解路端電壓與負載電阻的關系的基礎上,通過極限法分析和理解電路斷路時的路端電壓和短路電流的現實意義,體會極限法在物理學習中的作用和意義,有效地訓練學生突破思維定勢,培養創造性的思維能力。
2.4 注重理論聯系實際,物理與生活的聯系
研究和學習物理最重要的方法就是理論聯系實際,將理論和實際、物理與生活聯系起來,可以幫助學生更透徹地理解所學的物理知識,培養學生的創造性思維和邏輯思維能力。歐姆定律與生產、生活聯系密切,教學設計時,應注意還原知識的產生背景,注重將知識應用于實際生活。例如:新課引入可以從生活現象來提出問題,引發學生思考探究;在得出路端電壓與外電阻R的關系后,引導學生通過將R推向兩個極端情況的分析,來理解實際中“為什么電源開路時路端電壓就等于電源的電動勢”及“為什么電源不能用導線直接相連”;在學完了本節知識后,可引導學生用本節課所學知識分析解決新課引入及生產、生活中的實際問題。讓學生充分地感知從生活走進物理、從物理回到生活的過程,培養學生利用物理知識分析解決實際問題的能力,建構對知識(尤其是難點知識)的正確理解,從而真切地感受所學物理知識的實用性,充分理解物理學科對時展的深遠意義。
參考文獻:
歐姆定律難點范文4
1 明確提問的目的
每個提問,都是有一定的教學目的,不同教學階段,教師設計提問要達到的教學目的不同.怎樣去實現教學目標呢?
1.1 導入提問
教師圍繞課題,出示電路如圖1(由教師操作,讓學生觀察電流表示數變化),用誘發式提出問題“電路中電流大小跟什么因素有關呢?”請大家大膽猜想…….設計提問的目的在于借助情境、面向全體誘發問題,同時又為新課電路設計鋪路,激起學生求知欲望.
1.2 新課提問
猜想一:電阻一定時,電阻兩端電壓越大,通過的電流越大.
猜想二:電壓一定時,電阻越大,通過該電阻的電流越小.
按予環環相扣,邊演示邊觀察邊記錄,有機提出:如果沒有變阻器將會怎樣呢?為什么要進行三次實驗?根據表格獲得的數據,誰能歸納出結論呢?通過提出問題、建立假設、設計實驗、檢驗假設、整合歸納為主線,揭示歐姆定律.新課提問的第一層是“一石激起千層浪”實現突出教材重點,培養探索能力的教學目標.
歐姆定律I=U/R又如何運用?
例 一電阻兩端電壓為6伏時,通過的電流為0.3安,這電阻為多少歐?當通過的電流為零時,該電阻又為多少歐?此時電阻兩端電壓為多少?當電阻兩端電壓為4伏時,通過的電流為多少?
目的是理清電流、電壓、電阻的概念與三者關系,熟練變換公式的運用.
練習 如圖2,I—U圖像分別是電阻A、B兩端電流與電壓變化曲線,你能析圖得出哪些結論?(本題要根據學生的理解能力而擇定)
開放式練習,旨在讓全體學生參與.
新課提問的第二層是理解知識,化解教材難點.
1.3 結題提問
結題是指課堂教學在結尾階段的教學.教師通過總結性、延伸性的問題,在學生答問中獲得反饋信息,了解學生的學習情況.學生也可以從中了解學習重點、難點,檢查自己的學習成效及知識的深化和發展.如,什么是歐姆定律?
歐姆定律如何應用?在電路中(圖3),R1為10歐,電壓表示數為6伏,電流表示數為0.2安,請用歐姆定律及相關知識求出三個量(這是歐姆定律在串聯電路中拓展).使學生懂得知識的延伸,也留給優秀生課外探索的空間,讓學生帶著問題走出課堂,達到“課雖結而趣無窮”的效果.
2 掌握提問策略
2.1 精心設計提問
教師要樹立“問題意識”,以問題為紐帶,設疑、啟疑、答疑和學生的懷疑、質疑、解疑,實現教學過程中教師引導,學生主動參與,需要教師設計問題注意幾點.
(1)緊扣文本、創設問題
文本是學生學習活動的資源,教師必須靜心“品讀”,領悟出其中的內涵和外延,創設相應有價值的問題,用于課堂教學,激活學生的思維、開發學生的智力.如,對歐姆定律的理解,我創設的例題是為了借助例題中問題組織“問題中品讀,討論中交流,點撥中領悟,分析中提高”等課堂教學活動時,發揮該文本應有作用.
(2)把握問題難度
人的認知結構可以劃分“已知區”、“最近發展區”和“末知區”.教師要努力尋找學生“已知區”和“最近發展區”的結合點,在不知不覺中喚起學生學習的熱情,然后逐漸提高問題難度.如導入部分,學生已知電壓、電阻的作用,有待建立電流與電壓、電阻的關系.
(3)關注問題角度
教師要從培養學生能力入手,處理好問題大小、多少的關系.同一問題,可以從不同側面提出,提問角度不同,效果往往不一樣.如,探索研究電流與電壓、電阻關系的電路中“如果沒有變阻器將會怎樣?”與“變阻器有什么作用?”兩種提問比較,前者問題自然,易打開學生思路;后者生硬,不易培養學生思維能力.
(4)力求問題開放.開放性問題能為培養學生的發散思維能力、發展學生個性提供廣闊的空間.如何促進學生有效思維?教師可以使用追問、轉化等策略引導學生正確地深入思考問題.如,練習中,追問B曲線為什么不遵從歐姆定律?
2.2 正確了解學生
課堂提問是以學生積極參與為前提的,為了激發學生答題的積極性,教師在精心設計提問的同時,還應全面了解提問的對象,知道所面對的學生的認知水平,找到與學生契合的思維銜接點.如電路、表格的設計,只能讓基礎較好的學生在老師啟發下完成.課堂提問必須面向全體學生,兼顧優差生,使所有學生都有參與的機會.教師可針對不同層次的學生,采用不同提問方式,換位思考問題,讓每位學生在課堂上都能找到自信.
2.3 科學引導理答
有效提問意味著教師所提出的問題能夠引起學生的思考和回答,積極參與學習過程,這就要求教師科學合理地處理好以下三點:
(1)耐心等待
很多教師常常怕時間不夠完不成預期教學任務,留給學生的等候時間太短,導致學生沒有時間對問題進行細致深入思考,答不出或草率應答,這是違背“以學生發展為本”的教學理念.有效的策略是:控制時間,就是不浪費時間又給學生必要的思考時間,讓學生感覺教師在等待.如在歐姆定律整合時,多給學生半分鐘思考,學生表述會更清楚、更嚴密,教學效果顯得更好.
(2)啟發、追問
學生回答不出問題,其因是思維受阻,教師要加以稀釋問題,補充相關信息,經啟發、追問的方法,以便學生打通思維得出較完整的結論.如例題中第二問(作練習使用),答錯學生有十之八九.如果教師出示一根導線追問:這根導線有電阻嗎?電阻由什么條件決定?將起到化繁為簡、化難為易的作用,有助學生思維暢通之目的.
(3)傾聽、評價
歐姆定律難點范文5
1 知識目標
1.1 知道電動勢的定義.
1.2 理解閉合電路歐姆定律的公式,理解各物理量及公式的物理意義,并能熟練地用來解決有關的電路問題。
1.3 知道電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓,電源的電動勢等于內、外電路上電勢降落之和。
1.4 理解路端電壓與電流(或外電阻)的關系,知道這種關系的公式表達和圖線表達,并能用來分析、計算有關問題。
1.5 理解閉合電路的功率表達式。
1.6 理解閉合電路中能量轉化的情況。
2 能力目標
2.1 培養學生分析解決問題能力,會用閉合電路歐姆定律分析外電壓隨外電阻變化的規律。
2.2 理解路端電壓與電流(或外電阻)的關系,知道這種關系的公式表達和圖線表達,并能用來分析、計算有關問題。
2.3 通過用公式、圖像分析外電壓隨外電阻改變規律,培養學生用多種方式分析問題能力。
3 情感目標
3.1 通過外電阻改變引起電流、電壓的變化,樹立學生普遍聯系觀點。
3.2 通過分析外電壓變化原因,了解內因與外因關系。
3.3 通過對閉合電路的分析計算,培養學生能量守恒思想。
3.4 知道用能量的觀點說明電動勢的意義。
教學建議
1 電源電動勢的概念在高中是個難點,是掌握閉合電路歐姆定律的關鍵和基礎,在處理電動勢的概念時,可以根據教材,采用不同的講法.從理論上分析電源中非靜電力做功從電源的負極將正電荷運送到正極,克服電場力做功,非靜電力搬運電荷在兩極之間產生電勢差的大小,反映了電源做功的本領,由此引出電動勢的概念;也可以按本書采取討論閉合電路中電勢升降的方法,給出電動勢等于內、外電路上電勢降落之和的結論.教學中不要求論證這個結論.教材中給出一個比喻(兒童滑梯),幫助學生接受這個結論。
需要強調的是電源的電動勢反映的電源做功的能力,它與外電路無關,是由電源本生的特性決定的。 電動勢是標量,沒有方向,這要給學生說明,如果學生程度較好,可以向學生說明,做為電源,由正負極之分,在電源內部,電流從負極流向正極,為了說明問題方便,也給電動勢一個方向,人們規定電源電動勢的方向為內電路的電流方向,即從負極指向正極。
2 路端電壓與電流(或外電阻)的關系,是一個難點.希望作好演示實驗,使學生有明確的感性認識,然后用公式加以解釋.路端電壓與電流的關系圖線,可以直觀地表示出路端電壓與電流的關系,務必使學生熟悉這個圖線。
學生應該知道,斷路時的路端電壓等于電源的電動勢.因此,用電壓表測出斷路時的路端電壓就可以得到電源的電動勢.在考慮電壓表的內阻時,希望通過第五節的“思考與討論”,讓學生自己解決這個問題。
3 最后講述閉合電路中的功率,得出公式 , .要從能量轉化的觀點說明,公式左方的 表示單位時間內電源提供的電能.理解了這一點,就容易理解上式的意義:電源提供的電能,一部分消耗在內阻上,其余部分輸出到外電路中。
教學設計方案
閉合電路的歐姆定律
1 教育目標
1.1 知識教學點
1.1.1 初步了解電動勢的物理意義。
1.1.2 了解電動勢與內外電壓的關系。
1.1.3 理解閉合電路歐姆定律及其公式,并能熟練地用來解決有關的電路問題。
1.1.4 理解路端電壓與電流(或外電阻)的關系,知道這種關系的公式表達和圖線表達,并能用來分析、計算有關問題。
1.1.5 理解閉合電路的功率表達式,理解閉合電路中能量的轉化。
1.2 能力訓練點
通過用公式、圖像分析外電壓隨外電阻變化而變化的規律,培養學生用多種方法分析問題的能力。
1.3 德育滲透點[來源:高考資源網]
1.3.1 通過外電阻的改變而引起I、U變化的深入分析,樹立事物之間存在普遍的相互聯系的觀點。
1.3.2 通過對閉合電路的分析計算,培養學生能量守恒的思想。
2 重點、難點、疑點及解決辦法
2.1 重點
①正確理解電動勢的物理意義。[來源:高考資源網]
②對閉合電路歐姆定律的理解和應用。
2.2 難點
路端電壓、電流隨外電阻變化規律。
2.3 疑點
路端電壓變化的原因(內因、外因)。
2.4 解決辦法
制作多媒體課件,采用類比分析、動態畫面、圖像等幫助同學增強感性認識,逐步了解電動勢的含義,推導閉合電路歐姆定律公式,分析各項的意義,使學生有初步整體感知,精選運用閉合電路歐姆定律分析路端電壓隨外電阻改變而改變的規律的典型例題,結合圖像分析突破難點。
3 教學過程設計
引入新課:
教師:同學們都知道,電荷的定向移動形成電流.那么,導體中形成電流的條件是什么呢?(學生答:導體兩端有電勢差)
演示:將小燈泡接在充滿電的電容器兩端,會看到什么現象?(小燈泡閃亮一下就熄滅.)為什么會出現這種現象呢?
分析:當電容器充完電后,其上下兩極板分別帶上正負電荷,如圖1所示,兩板間形成電勢差.當用導線把小燈泡和電容器兩極板連通后,電子就在電場力的作用下通過導線產生定向移動而形成電流,但這是一瞬間的電流.因為兩極板上正負電荷逐漸中和而減少,兩極板間電勢差也逐漸減少為零,所以電流減小為零,因此只有電場力的作用是不能形成持續電流的。
教師:為了形成持續的電源,必須有一種本質上完全不同于靜電性的力,能夠不斷地分離正負電荷來補充兩極板上減少的電荷.這才能使兩極板保持恒定的電勢差,從而在導線中維持恒定的電流,能夠提供這種非靜電力的裝置叫電源.電源在維持恒定電流時,電源中的非靜電力將不斷做功,從而把已經流到低電勢處的正電荷不斷地送回到高電勢處.使它的電勢能增加。
4 課時安排[來源:高考資源網][來源:高考資源網]
1課時
5 教具學具準備
不同型號的干電池若干、小燈泡(3.8V)、電容器一個、紐扣電池若干、手搖發電機一臺、可調高內阻蓄電池一個、電路示教板一塊、示教電壓表(0~2.5V)兩臺、10Ω定值電阻一個、滑線變阻器(0~50Ω)一只、開關、導線若干。
6 學生活動設計
學生觀察、動手測電源電動勢,并邊觀察邊思考,逐步推導閉合電路歐姆定律,在教師的啟發下逐漸理解公式含義,引導學生用公式法和圖像法去分析同一問題。
7 教學過程
教師:同學們都知道,電荷的定向移動形成電流。那么,導體中形成電流的條件是什么呢?(學生答:導體兩端有電勢差。)
演示:將小燈泡接在充電后的電容器兩端,會看到什么現象?(小燈泡閃亮一下就熄滅。)為什么會出現這種現象呢?
分析:當電容器充完電后,其上下兩極板分別帶上正負電荷,如圖1所示,兩板間形成電勢差。當用導線把小燈泡和電容器兩極板連通后,電子就在電場力作用下沿導線定向移動形成電流,但這是一瞬間的電流。因為兩極板上正負電荷逐漸中和而減少,兩極板間電勢差也逐漸減小為零,所以電流減小為零,因此要得到持續的電流,就必須有持續的電勢差。
教師:能夠產生持續電勢差的裝置就是電源。那么,如何描述電源的特性?電源接入電路,組成閉合電路,閉合電路中的電流有什么規律呢?這節課我們就來學習閉合電路歐姆定律。
8 板書設計
8.1 電源電動勢:等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓。
8.2 閉合電路歐姆定律。
閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比,跟內、外電路的電阻之和成反比。
8.3 路端電壓跟負載的關系。
路端電壓隨外電阻增大而增大。
歐姆定律難點范文6
1.知識目標。
(l)掌握閉合電路的歐姆定律;
(2)理解端壓跟外電路的電阻的關系,理解斷路和短路時的端壓和電流;
(3)理解端壓發生變化的根本原因。
2.能力和方法目標
(l)培養學生“發現問題,提出假設,實驗研究,得出結論”的探究物理規律的科學思路和方法;
(2)通過學習,使學生會用閉合電路歐姆定律解決一些簡單的實際問題。
【教學方法】
在教師指導下,師生共同探討的啟發式教學。
【教學器材】
電壓表、電阻箱、電鍵、電池組、J1203型蓄電池、導線等各24組。新電池兩節,內阻較大的電池一組(電動勢為9V以上),燈泡若干,演示用電壓表,保險絲,導線若干,單刀雙擲開關,投影儀等。
【教學過程】
1.引入新課
師:如圖1電路,將電壓表接在電源兩端,從電壓表上讀出的是什么?
生:電源電動勢。
演示實驗:測電源電動勢并觀察燈泡亮度。
師:出示圖1裝置示教板,簡介實驗裝置,分別開關打向1和2,讓學生通過電壓表的實物投影讀電源和的電動勢。
生:,。
師:(將電壓表換接成小燈泡,開關接1時。小燈泡很亮,幾乎發白光)問:開關接2時,會發生什么情況?
生:(猜測):①燒毀,②更亮。
師:(開關接通2,小燈泡還不如接1時亮。)
生:(嘩然,形成強烈反差)
師:學習了閉合電路歐姆定律后,我們就能解釋這一實驗現象了。
2.新課教學
2.l閉合電路歐姆定律的數學表達式(在教師的啟發下,引導學生完成)
師:什么樣的電路叫閉合電路呢?
生:由電源和用電器組成的完整電路。
師:電源有哪些重要的參量?
生:電源電動勢和內阻。
師:(出示圖2的動畫電路)閉合電路中,流過內電路和外電路的電流有什么關系?
生:相等。
師:電源的電動勢與端壓(外電壓)、內電壓之間的關系是怎樣的?
生:E=U=U′。
師:現設通過電路的電流強度為I,外電路的電阻為R電源電阻為r,根據歐姆定律,可以把上式進一步寫成怎樣的形式?
生:根據歐姆定律,外電壓U′=IR,內電壓U′=Ir,代入E=U+U′,可以得出:E=IR+Ir。。
師:如果我們要探討電路里的電流強度I跟哪些因素有關,有什么關系,還需要把公式改變成怎樣的形式?
生:可以改寫成:。
師:好,這就是閉合電路歐姆定律的數學表達式。它表示:閉合電路中的電流,跟電源的電動勢成正比,跟整個電路的電阻成反比。在公式中,R的含義是什么?
生:外電路的總電阻。
師:對給定的電源,E、r均為定值,外電阻變化時,會引起電路電流的變化,I隨R會發生怎樣的變化?
生:由公式知,R變大則I減少,R變小則I增大。
師:根據U=IR,R變大時端壓(外電壓)會隨之發生怎樣的變化呢?
生:(猜測。有人說變大,有人說變?。?/p>
師:請兩個學生介紹判斷的過程和依據。(暫時不做評價,由“實踐是檢驗真理的標準”過渡到學生實驗上來。)
2.2探討U隨R變化的規律
學生實驗:探討U隨R變化的規律
師:如果給你一個電源,一個電鍵,一個電壓表,一個電阻箱,讓你來探討外電壓U隨外電阻R變化的規律,你該怎樣設計電路?請畫出電路圖。
生:(畫電路圖)
師:(講評學生所畫電路,指導學生進行實驗)
生:(出示實驗數據記錄,得出結論)端壓隨外電阻的增大而增大,隨外電阻的減少而減少。二者變化的趨勢相同。
師:能否根據閉合電路歐姆定律從理論上分析為什么會發生這樣的變化?
生:(討論,在教師誘導下得出)
師:剛才我們通過實驗和理論探討了端壓隨外電阻變化的規律,得出了上述結論。請大家再思考,當外電阻很小時,會發生什么情況呢?
生:外電阻減少到零時,會發生短路現象。
師:短路時的電流有多大呢?
生:(可能會說無窮大教師從電路電阻出發引導,使學生得出)短路時:R=0,I=E/r,U′=E,U=0。
師:短路時的電流取決于E,r。一般情況下,電源內阻很小,像蓄電池的內阻只有0.005Ω-0.1Ω,所以短路時電流會很大,很大的電流會造成什么后果呢?
演示實驗:保險絲熔斷現象。
師:(出示示教板,簡單向學生介紹電路的元件,先讓電燈開始正常工作)大家說說,怎樣的外電路才算短路呢?
生:將電鍵合上,使外電路的電阻R=0。
師:(演示:合上電鍵,保險絲燒斷起煙,小燈泡熄滅)保險絲燒斷,說明短路時的電流的確很大。如果沒有保險絲,短路時很大的電流長時間通過電路,就可能損壞電源,甚至釀成火災。所以在實驗操作中和日常生活、生產中要注意避免短路,也不能圖方便用銅絲替代保險絲。那么,怎樣使電路恢復正常呢?
生:(教師引導)先排除故障,再換保險絲。
師:當外電阻很大時,又會發生什么現象呢?
生:(引導學生類比得出)斷路。
斷路時:R∞,I=0,U′=0,U=E。
師:電壓表測電動勢就是利用了這一道理.通過前面的討論,我們對U隨R變化的規律有了了解,但在討論中都是以電源的E、r不變作為前提的。如果有兩個電源,它們的內阻不同,端電壓隨外電阻的變化有什么區別呢?
2.3U隨R變化的根本原因
學生實驗:探究內阻不同時U隨R變化的特點(電路如圖3)。
師:現有四節干電池組,電動勢約6V,內阻阻值大約在0.5Ω-2Ω之間;有一個蓄電池組,電動勢約6V,內阻大約在0.005Ω-0.1Ω之間。請大家再做實驗,比較這兩個電源U隨R變化的特點。
生:(實驗操作,教師巡回指導)
實驗結論:內電阻很小的電源,端電壓隨外電阻的變化不明顯。
師:大家推測一下,當電源內電阻為零時,外電壓還隨外電阻的變化而變化嗎?
生:不隨。
師:能否理論推導一下?
生:r=0,無論I如何變化,U′=Ir=0,故U=E-U′=E不變。
師:內電阻等于零的電源叫理想電源,它的端壓是不定值,不隨外電阻的變化而變化,初中討論的都是這樣的電源??墒?,實際的電源都有內阻。正是由于r≠0,才導致U隨R的變化。可見,U隨R變化的根本原因是……
生:r≠0。
3.規律應用演示實驗:(裝置見圖5)
師:(簡單介紹實驗裝置,電源為6V干電池組)逐個合上電鍵,燈泡的亮度會不會發生變化?
生:(討論,看法不一)
師:(實驗。結果發現接入電路中的小燈泡亮度逐漸變暗。)怎樣解釋看到的現象?
生:隨著燈泡逐漸接入,外電路的總電阻逐漸減小,外電路的端壓逐漸減小,由知,燈泡消耗的實際功率逐漸變小,燈泡亮度變暗。
師:(改用蓄電池作電源,再做上述實驗,結果發現燈泡亮度幾乎不變)
生:蓄電池內阻很小,外電路電阻變化時,端壓變化非常小,燈泡消耗的實際功率變化很小,因而亮度幾乎不變。
師:這一現象再次說明了……
生:內電阻不為零是端壓變化的根本原因。
師:請大家思考,開始上課時做的演示實驗為什么會出現那樣一個結果?
生:(討論后得出)電源的內阻很大,比燈泡的電阻還要大,因此內阻分壓也大,第二次加在燈泡兩端的外電壓沒有第一次的大。
師:你們的推理是否正確,實際測量一下就知道了。
演示實驗:
師:(測圖1燈泡兩端在電鍵按1和2兩種情況下的端壓。結果表明,第二次的端壓小于第一次)
生:(露出滿意的笑容)
師:通過這節課的學習,我們解決了上一節課學習電動勢時產生的“端壓為什么會隨外電阻的變化而變”的疑問,得到了閉合電路的歐姆定律,搞清了端壓變化的根本原因。在本節課的學習中,有沒有新的問題?
生:實驗測量中發現,隨著外電阻的增大,端壓并不是一直增大的,這是為什么?
師:(表揚提問題的學生,引導大家討論,然后解釋)當外電阻大到一定程度時,由閉合電路歐姆定律知,總電流極小,內電阻止的分壓趨近于零,端壓趨近于電源的電動勢,接近于發生了斷路現象。
生:老師,你是怎樣知道干電池和蓄電池的內阻的?
師:這個問題提的好。我們是在干電池組內阻大于蓄電池組內阻的前提下得出端壓變化的根本原因的,如果事實不是這樣,則結論也就不成立了,這個問題留做課后思考,下節課我們將通過實驗來測定電源的電動勢和內阻。實際上今天的課已經告訴了你一種測量方法了……大家還有問題嗎?
生:……
4.小結
4.l閉合電路歐姆定律是高中電學中的重要規律之一,要掌握其內容并會運用它分析電流強度、端壓隨外電阻的變化規律。以及端壓跟電流強度的關系。根據I=E′(R+r)、U′=Ir、U=E-Ir可知:
RIU′U
R=0,I=E/r,U′=E,U=0(短路)
RIU′U
R∞,I=0,U′=0,U=E(斷路)
4.2在初中討論電路問題時,不考慮電源內阻。到了高中,有些問題常要考慮電源內阻。路端電壓隨外電阻變化而變化,其根本原因是因為電源有內阻。我們關心路端電壓的變化情況,是關系到用電器能否正常工作的問題,這在實際應用中有現實意義。
5.布置作業(略)。
【教學設計說明】
1.閉合電路的歐姆定律在高中“恒定電流”一章中占有重要地位,這是一節承上啟下的課。在設計本節課時,我十分注意對學生科學素質的培養。在教學中實施素質教育的核心是培養學生的創新精神和實踐能力。對于中學生來說,創新精神主要體現在學生應具有創新的意識,其直接的表現就是善于發現問題,善于提出問題。因此在課堂上應把主要精力放在引導學生發現問題并尋找解決問題的途徑上。根據上一節課中學生對端壓會發生變化所產生的疑問,我設計了本節課的教學流程,旨在通過學生的親身實踐,得到掌握知識、培養能力、形成習慣的最終目的。在這節課的最后,還留給學生一段時間,讓他們自己來提問題,并討論、解答,這也是出于培養創新意識的需要。
2.利用實驗發現規律,利用實驗驗證結論是貫穿整個課堂教學的一條主旋律。本節課一開始,就利用學生的日常生活經驗與演示實驗的矛盾巧設“懸念”,使他們的心理經歷了一次前科學意識與物理規律的強烈碰撞,求知欲望之火被迅速點燃,從而興致勃勃地進入了主動學習的“角色”。在教學活動中,一個個演示、學生實驗不斷地開后學生思維的“閥門”,他們時而全神貫注,時而心領神會,在一系列“發現問題,提出假設,實驗研究,得出結論”的過程中,錯誤的前概念逐步被糾正,科學的物理規律在腦海里扎下了很。物理教學活動的科學性和藝術性得到了有機的統一,科學美的教育也滲透在其中了。