高二物理：第十四章歐姆定律教案人教版.doc

歐姆定律任課教師年級(jí)高二科目物理授課時(shí)間.課 題歐姆定律課型新授課時(shí)2 教學(xué)目標(biāo)（一） 知識(shí)與技能： 知道電荷的定向移動(dòng)形成電流和產(chǎn)生電流的條件。理解歐姆定律。理解導(dǎo)體的伏安特性曲線。（二） 過(guò)程與方法：運(yùn)用公式計(jì)算電流的大小。應(yīng)用歐姆定律解決相關(guān)問(wèn)題。 理解伏安曲線。（三） 情感、態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)對(duì)電源、電流的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)。培養(yǎng)勇于探究與日常生活有關(guān)的物理問(wèn)題。通過(guò)對(duì)歐姆生平的介紹對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理學(xué)史教育。教學(xué)難點(diǎn)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：電流強(qiáng)度的概念及歐姆定律的理解。教學(xué)難點(diǎn)：電流強(qiáng)度概念、；導(dǎo)體的伏安特性曲線。教學(xué)方法啟發(fā)式教學(xué)。講授、問(wèn)題、討論、探究、實(shí)驗(yàn)、練習(xí)。教 學(xué)用 具媒 體直流電源（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。教 學(xué) 過(guò) 程教學(xué)步驟（導(dǎo)入、講授新課、演示實(shí)驗(yàn)、練習(xí)、反饋、作業(yè)、板書、課后自評(píng)等）教 學(xué) 內(nèi) 容學(xué) 生 活 動(dòng) 一、引入新課 上一章我們學(xué)習(xí)了靜電場(chǎng)，人類通過(guò)對(duì)靜電場(chǎng)的研究不僅獲得了許多關(guān)于電現(xiàn)象的知識(shí)，而且形成了若干重要的電學(xué)概念和研究方法，成為電學(xué)理論的重要基礎(chǔ)。但是，無(wú)論在自然界還是生產(chǎn)和生活領(lǐng)域，更廣泛存在著的是電荷流動(dòng)所引起的效應(yīng)。那么，電荷為什么會(huì)流動(dòng)？電荷流動(dòng)服從什么規(guī)律，產(chǎn)生哪些效應(yīng)？這些效應(yīng)對(duì)人類的生產(chǎn)、生活方式和社會(huì)進(jìn)步又起著怎樣的作用呢？從這一節(jié)課開始，我們就來(lái)學(xué)習(xí)有關(guān)電流的知識(shí)。課題：第十四章恒定電流本節(jié)課我們開始學(xué)習(xí)第十四章恒定電流第一節(jié)歐姆定律。同學(xué)們看課本的本節(jié)知識(shí)，勾出重點(diǎn)，說(shuō)出本節(jié)要學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容，提出自己理解有困難的問(wèn)題。 思考作答：看課本，提問(wèn)題。教 學(xué) 過(guò) 程教學(xué)步驟（導(dǎo)入、講授新課、練習(xí)、反饋、作業(yè)、板書、課后自評(píng)）教 學(xué) 內(nèi) 容學(xué)生活動(dòng)二、進(jìn)行新課1.電流：常見(jiàn)導(dǎo)體中哪一些帶電粒子是自由電荷？導(dǎo)體內(nèi)沒(méi)有電流時(shí)，大量自由電荷不停地做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，向各方向運(yùn)動(dòng)的數(shù)目大致相等，導(dǎo)體中沒(méi)有電流。當(dāng)導(dǎo)體兩端有電壓時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部就存在電場(chǎng)，在電場(chǎng)力的作用下自由電荷應(yīng)發(fā)生定向移動(dòng)，從而形成了電流。因此導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的條件是：導(dǎo)體兩端有電壓。大家知道哪些物體能提供電壓？電源的作用是保持導(dǎo)體兩端有持續(xù)電壓，使電路有持續(xù)的電流，當(dāng)然電路應(yīng)是閉合回路。 （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：持續(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。 （3）電流：量度：通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量跟通過(guò)這些電量所用時(shí)間的比值。這樣可以通過(guò)電荷定向移動(dòng)的快慢來(lái)描述電流強(qiáng)弱，這個(gè)比值稱為電流。 通過(guò)導(dǎo)體橫截的電量跟通過(guò)這些電量所用的時(shí)間的比值。叫做電流強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱電流用字母(I)表示。單位：安培（A） 1A=1C/s。單位：安培，簡(jiǎn)稱安，國(guó)際符號(hào)為“A”，它是七個(gè)基本國(guó)際單位中的一個(gè)。1A的含義：如果在1S內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截的電量為1C，導(dǎo)體中的電流就是1A。1mA=10-3A 1A=10-6A性質(zhì)：標(biāo)量。初中學(xué)過(guò)并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和。電流是有方向的。有方向的量一定是矢量嗎？，電流方向的規(guī)定：正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较?，?fù)電荷定向移動(dòng)方向與電流方向相反。思考作答：能夠自由移動(dòng)的電荷叫自由電荷；金屬中的自由電子、化學(xué)電解質(zhì)水溶液的正離子和負(fù)離子都是自由電荷。電源能提供導(dǎo)體兩端有持續(xù)電壓。電池、發(fā)電機(jī)、蓄電池、電網(wǎng)等統(tǒng)稱電源。思考小結(jié)：自由電荷在電場(chǎng)力作用下將發(fā)生定向移動(dòng)形成了電流。思考作答：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。教 學(xué) 過(guò) 程教學(xué)步驟（導(dǎo)入、講授新課、練習(xí)、反饋、作業(yè)、板書、課后自評(píng)）教 學(xué) 內(nèi) 容學(xué) 生 活 動(dòng)延伸思考：既然電源外部的電路中電流從電源的正極流向負(fù)極。在電源內(nèi)部電流方向是怎樣的？ （4）電流分類：直流電里，若電流的方向和強(qiáng)弱都不隨時(shí)間改變，就稱為恒定電流，這是高中階段電流知識(shí)的重點(diǎn)。我們還將學(xué)習(xí)交變電流。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。電流與電壓究竟有什么關(guān)系？這可利用實(shí)驗(yàn)來(lái)研究。2.電阻 （1）定義：導(dǎo)體兩端電壓與通過(guò)導(dǎo)體電流的比值，叫做這段導(dǎo)體的電阻。（2）定義式： R=U/I 。說(shuō)明：對(duì)于給定導(dǎo)體，R一定，不存在R與U成正比，與I成反比的關(guān)系。這個(gè)式子（定義）給出了測(cè)量電阻的方法伏安法。（3）單位：電壓?jiǎn)挝挥梅兀╒），電流單位用安培（A），電阻單位用歐姆，符號(hào)，且1=1V/A 常用單位：1k=103 1M=106電阻是導(dǎo)體的特性，電阻與導(dǎo)體的哪些因素有關(guān)？下一節(jié)研究。3歐姆定律：導(dǎo)體中電流跟它兩端電壓成正比，跟它的電阻成反比。I=U/R。大量實(shí)驗(yàn)表明，歐姆定律適用于純電阻電路（金屬、電解液等）。4. 導(dǎo)體的伏安特性：實(shí)驗(yàn)：按電路圖連接實(shí)驗(yàn)電路，R0為待測(cè)電阻（定值電阻）。思考作答：演示實(shí)驗(yàn)教 學(xué) 過(guò) 程教學(xué)步驟（導(dǎo)入、講授新課、演示實(shí)驗(yàn)、練習(xí)、反饋、作業(yè)、板書、課后自評(píng)等） 教 師 活 動(dòng)、教 學(xué) 內(nèi) 容學(xué) 生 活 動(dòng)閉合S后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭，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R0兩端電壓，電流表測(cè)得的是通過(guò)導(dǎo)體 R0的電流，記錄在下面表格中。把所得數(shù)據(jù)描繪在IU直角坐標(biāo)系中，確定U和I之間的函數(shù)關(guān)系。分析：這些點(diǎn)所在的曲線包不包括原點(diǎn)？這些點(diǎn)所在曲線是一條什么曲線？把R0換成與之不同的R0，重復(fù)前面步驟，可得另一條不同的但過(guò)原點(diǎn)的斜直線。在IU直角坐標(biāo)中是一條通過(guò)原點(diǎn)的直線。如圖為導(dǎo)體中的電流與電壓的關(guān)系圖線我們稱為導(dǎo)體的伏安特性曲線。導(dǎo)體伏安特性曲線的斜率和導(dǎo)體電阻有什么關(guān)系？。結(jié)論：給定導(dǎo)體，導(dǎo)體中電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比，IU，I=kU。對(duì)不同導(dǎo)體圖象斜率k不同。相同電壓U0下，兩導(dǎo)體電流分別為I1、I2，I1I2，導(dǎo)體2對(duì)電流阻礙作用比導(dǎo)體1大，I1=k1U。I2=k2U。思考作答：包括，因?yàn)楫?dāng)U=0時(shí)，I=0。過(guò)原點(diǎn)的斜直線。思考作答：導(dǎo)體伏安特性曲線的斜率表示的是導(dǎo)體電阻的倒數(shù)。即斜率大的直線其電阻小。教 學(xué) 過(guò) 程教學(xué)步驟（導(dǎo)入、講授新課、演示實(shí)驗(yàn)、練習(xí)、反饋、作業(yè)、板書、課后自評(píng)等） 教 學(xué) 內(nèi) 容學(xué) 生 活 動(dòng)理解下面的曲線？ 三、課堂小結(jié)：本節(jié)在初中基礎(chǔ)上重新學(xué)習(xí)了電流及歐姆定律，主要掌握電流的形成，電流產(chǎn)生的條件、方向及電流強(qiáng)度的計(jì)算，還有歐姆定律、電阻、伏安曲線等。是進(jìn)一步學(xué)習(xí)的鋪墊。（一）電流的形成、電流強(qiáng)度。1電流的形成：電荷定向移動(dòng)形成電流(注意它和熱運(yùn)動(dòng)的區(qū)別)。2形成電流條件：(1)存在自由電荷；(2)存在電勢(shì)差(導(dǎo)體兩端存在電勢(shì)差)。3電流強(qiáng)度：I=q/t(如果是正、負(fù)離子同時(shí)定向移動(dòng)形成電流，q應(yīng)是兩種電荷量和) 4注意：I有大小，有方向，但屬于標(biāo)量(運(yùn)算法則不符合平行四邊形定則)，電流傳導(dǎo)速率就是電場(chǎng)傳導(dǎo)速率不等于電荷定向移動(dòng)的速率(電場(chǎng)傳導(dǎo)速率等于光速)。思考作答：思考小結(jié)：教 學(xué) 過(guò) 程 教學(xué)步驟（導(dǎo)入、講授新課、演示實(shí)驗(yàn)、練習(xí)、反饋、作業(yè)、板書、課后自評(píng)等） 教 師 活 動(dòng)、教 學(xué) 內(nèi) 容學(xué) 生 活 動(dòng) （二）部分電路歐姆定律。1公式I=U/R,U=IR,R=U/I.2含義：R一定時(shí)，IU,I一定時(shí)，UR；U一定時(shí)，Il/R。(注意：R與U、I無(wú)關(guān))3適用范圍：純電阻用電器(例如：適用于金屬、液體導(dǎo)電，不適用于氣體導(dǎo)電)。4圖象表示：在R一定的情況下，I正比于U，所以IU圖線、UI圖線是過(guò)原點(diǎn)的直線，且R=U/I，所以在IU圖線中，R=cot=1/k斜率，斜率越大，R越小；在UI圖線中，R=tan=k斜率，斜率越大，R越大。注意：(1)應(yīng)用公式I=U/R時(shí)，各量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，公式中的I、U、R是表示同一部分電路的電流強(qiáng)度、電壓和電阻，切不可將不同部分的電流強(qiáng)度、電壓和電阻代入公式，(2)I、U、R各物理量的單位均取國(guó)際單位，I(A)、U(A)、R()；(3)當(dāng)R一定時(shí)，IU；I一定時(shí)，UR；U一定時(shí)，I1/R，但R與I、U無(wú)關(guān)。四、課堂練習(xí)：【例1】在電解液中，4.0s內(nèi)沿相反方向通過(guò)某截面的正、負(fù)離子（都是一價(jià)的離子）數(shù)目均為21019個(gè)，求電解液中的電流大小。1.6A五、當(dāng)堂反饋；【例2】設(shè)氫原子中的電子在半徑為r的軌道上作圓周運(yùn)動(dòng)，電子的質(zhì)量為m，電子的電量為e，靜電引力恒量為k，試求等效電流的電流。六：作業(yè)布置； 思考與討論：求出電流強(qiáng)度微觀表達(dá)式：I=nqsv 。其中導(dǎo)體的橫截面積為S，單位體積內(nèi)有n個(gè)電荷量為q的自由電荷，電荷定向移動(dòng)速度v 閱讀與討論：電子的定向移動(dòng)的速率。在金屬導(dǎo)電的微觀解釋中，有三個(gè)速率不可混淆：(1)自由電子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率。(2)自由電子定向漂移運(yùn)動(dòng)的速率。(3)電場(chǎng)的傳播速率。課本P136練習(xí)一（1）題至（5）題。展示答案：教 學(xué) 過(guò) 程教學(xué)步驟（導(dǎo)入、講授新課、練習(xí)、反饋、作業(yè)、板書、課后自評(píng)）教 學(xué) 內(nèi) 容學(xué) 生 活 動(dòng)七：板書設(shè)計(jì)：歐姆定律一、 電流： 二、歐姆定律1、 電流形成 1、內(nèi)容2、 電流產(chǎn)生條件 2、公式3、 電流方向 3、電阻4、 電流大小 5、 電流測(cè)量 三、伏安曲線八：歐姆生平： 喬治西蒙歐姆介紹(Georg Simon Ohm,17871854年)是德國(guó)物理學(xué)家。生于巴伐利亞埃爾蘭根城。歐姆的父親是一個(gè)技術(shù)熟練的鎖匠，對(duì)哲學(xué)和數(shù)學(xué)都十分愛(ài)好。歐姆從小就在父親的教育下學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)并受到有關(guān)機(jī)械技能的訓(xùn)練，這對(duì)他后來(lái)進(jìn)行研究工作特別是自制儀器有很大的幫助。歐姆的研究，主要是在18171827年擔(dān)任中學(xué)物理教師期間進(jìn)行的！ 1805年，歐姆進(jìn)入埃爾蘭根大學(xué)學(xué)習(xí)，后來(lái)由于家庭經(jīng)濟(jì)困難，于1806年被迫退學(xué)。通過(guò)自學(xué)，他于1811年又重新回到愛(ài)爾蘭大學(xué)，順利地取得了博士學(xué)位。歐姆靠教書維持生活。從1820年起，他開始研究電磁學(xué)。 1825年從根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出了一個(gè)公式，可惜是錯(cuò)的，用這個(gè)公式計(jì)算的結(jié)果與歐姆本人后來(lái)的實(shí)驗(yàn)也不一致。歐姆很后悔，意識(shí)到問(wèn)題的嚴(yán)重性，打算收回已發(fā)出的論文，可是已經(jīng)晚了，論文已發(fā)散出去了。急于求成的輕率做法，使他吃了苦頭，科學(xué)家對(duì)他也表示反感，認(rèn)為他是假充內(nèi)行。歐姆決心要挽回影響和損失，多次實(shí)驗(yàn)之后，終于在1827年提出了一