第二节欧姆定律
(一)教学目的
1.掌握欧姆定律,能熟练地运用欧姆定律计算有关电压、电流和电阻的简单问题。
2.培养学生解答电学问题的良好习惯。
(二)教具
书写有问题和例题的投影幻灯片。
(三)教学过程
1.复习
提问:(使用投影幻灯片)表1、表2是某同学研究电流跟电压、电阻关系时的两组实验数据。请在表格中空白部分填写出正确数值,并说明道理。
表1
U
(伏)
I
(安)
R
=5欧
1.5
0.3
0.6
4.5
表2
R
(欧)
I
(安)
U
=1.5伏
5
0.3
10
0.1
答:表1填3伏和0.9安。根据:在电阻一定的情况下,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
表2填0.15安和15欧。根据:在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
2.进行新课
(1)欧姆定律
由实验我们已知道了在电阻一定时,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比,在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。把以上实验结果综合起来得出结论,即欧姆定律。
板书:〈第二节欧姆定律
1.内容:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。〉
欧姆定律是德国物理学家欧姆在19世纪初期(1827年)经过大量实验得出的一条关于电路的重要定律。
欧姆定律的公式:如果用
U
表示加在导体两端的电压,
R
表示这段导体的电阻,
I
表示这段导体中的电流,那么,欧姆定律可以写成如下公式:
I=U/R
。
公式中
I、U、R
的单位分别是安、伏和欧。
公式的物理意义:当导体的电阻
R
一定时,导体两端的电压增加几倍,通过这段导体的电流就增加几倍。这反映导体的电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比例关系(
I∝U
)。当电压一定时,导体的电阻增加到原来的几倍,则导体中的电流就减小为原来的几分之一。反映了电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比例的关系(
I∝U/R
)。公式
I=U/R
完整地表达了欧姆定律的内容。
板书:<2.公式:
I=U/R
I
-电流(安)
U
-电压(伏)
R
-电阻(欧)>
有关欧姆定律的几点说明:
①欧姆定律中的电流、电压和电阻这三个量是对同一段导体而言的。
②对于一段电路,只要知道
I、U
和
R
三个物理量中的两个,就可以应用欧姆定律求出另一个。
③使用公式进行计算时,各物理量要用所要求的单位。
(2)应用欧姆定律计算有关电流、电压和电阻的简单问题。
例题1:课本中的例题1。(使用投影片)
学生读题,根据题意教师板演,画好电路图(如课本中的图8-2)。说明某导体两端所加电压的图示法。在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号。
解题过程要求写好已知、求、解和答。解题过程写出根据公式,然后代入数值,要有单位,最后得出结果。
板书:〈例题1:
已知:
R
=807欧,
U
=220伏。
求:
I
。
解:根据欧姆定律
I=U/R
=220伏/807欧=0.27安。
答:通过这盏电灯的电流约为0.27安。〉
例题2:课本中例题2。(使用投影片)
板书:〈例题2〉
要求学生在笔记本上按例题1的要求解答。由一位同学到黑板上进行板演。
学生板演完毕,组织全体学生讨论、分析正误。教师小结。
①电路图及解题过程是否符合规范要求。
②答题叙述要完整。本题答:要使小灯泡正常发光,在它两端应加2.8伏的电压。
③解释
U=IR
的意义:导体两端的电压在数值上等于通过导体的电流跟导体电阻的乘积。不能认为"电压跟电流成正比,跟电阻成反比。"因为这样表述颠倒了因果关系也不符合物理事实。
例题3:课本中的例题3。(使用投影片)
板书:〈例题3〉
解题方法同例题2。学生板演完毕,组织学生讨论、分析正误。教师小结。
①解释
R=U/I
的物理意义:对同一段导体来说,由于导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,所以i的比值是一定的。对于不同的导体,其比值一般不同。
U
和
I
的比值反映了导体电阻的大小。导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于材料、长度和横截面积,还跟温度有关。不能认为
R=U/I
表示导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比。由于电阻是导体本身的一种性质,所以某导体两端的电压是零时,导体中的电流也等于零,而这个导体的电阻值是不变的。
②通过例题3的解答,介绍用伏安法测电阻的原理和方法。
板书:(书写于例题3解后)
〈用电压表和电流表测电阻的方法叫做伏安法。〉
3.小结
(1)简述欧姆定律的内容、公式及公式中各物理量的单位。
什么叫伏安法测电阻?原理是什么?
(2)讨论:通过课本中本节的"想想议议",使学生知道:
①电流表的电阻很小(有的只有零点几欧),因此实验中绝对不允许直接把电流表按到电源的两极上。否则,通过电流表的电流过大,有烧毁电流表的危险。
②电压表的电阻很大(约几千欧),把电压表直接连在电源的两极上测电压时,由于通过电压表的电流很小,一般不会烧毁电压表。
4.布置作业
课本本节后的练习1、4。
(四)说明:通过例题,要领会培养学生在审题基础上画好电路图,按规范化要求解题。
第四节电阻的串联
(一)教学目的
1.通过实验和推导使学生理解串联电路的等效电阻和计算公式。
2.复习巩固串联电路电流和电压的特点。
3.会利用串联电路特点的知识,解答和计算简单的电路问题。
(二)教具
学生实验:每组配备干电池三节,电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一只,定值电阻(2欧、4欧、5欧各一只)三个,导线若干。
(三)教学过程
1.引入新课
(1)阅读本节课文前的问号中提出的问题,由此引出本节学习的内容。
板书:〈第四节电阻的串联〉
(2)问:什么叫串联电路?画出两个定值电阻串联的电路图。(同学回答略,板演电路图参见课本图8-7)
(3)问:串联电路电流的特点是什么?举例说明。
学生回答,教师小结,在板演电路图上标出
I
1
、
I
2
和
I
。
板书:〈1.串联电路中各处的电流相等。
I
1
=
I
2
=
I
。〉
(4)问:串联电路的总电压(
U
)与分电压(
U
1
、
U
2
)的关系是什么?举例说明。
学生回答,教师小结,在板演电路图上标出
U
1
、
U
2
和
U
。
板书:〈2.串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和。
U
=
U
1
+
U
2
。〉
(5)几个已知阻值的电阻串联后,总电阻和各电阻之间有什么关系?这是本节课学习的主要内容。
2.进行新课
(1)实验:测
R
1
和
R
2
(
R
3
)串联的总电阻。
问:实验的方法和原理是什么?
答:用伏安法测电阻。只要用电压表测出
R
1
和
R
2
串联电阻两端的总电压放用电流表测出通过串联电阻的电流,就可以根据欧姆定律逄出R1和R2串联后的总电阻。
要求学生设计一个测两个定值电阻(
R
1
=2欧、
R
2
=4欧)串联总电阻的实验电路。如课本图8-5所示。
进行实验:
①按伏安法测电阻的要求进行实验。
②测出
R
1
(2欧)和
R
2
(4欧)串联后的总电阻
R
。
③将
R
1
和
R
3
串联,测出串联后的总电阻
R
′。将实验结果填在课文中的结论处。
讨论实验数据,得出:
R
=
R
1
+
R
2
,
R
′=
R
1
+
R
3
。实验表明:串联电路的总电阻,等于各串联电阻之和。
(2)理论推导串联电路总电阻计算公式。
上述实验结论也可以利用欧姆定律和串联电路的特点,从理论上推导得出。
结合
R
1
、
R
2
的串联电路图(课本图8-6)讲解。
板书:〈设:串联电阻的阻值为
R
1
、
R
2
,串联后的总电阻为
R
。
由于
U
=
U
1
+
U
2
,
因此
IR
=
I
1
R
1
+
I
2
R
2
,
因为串联电路中各处电流相等,
I
=
I
1
=
I
2
所以
R
=
R
1
+
R
2
。〉
请学生叙述
R
=
R
1
+
R
2
的物理意义。
解答本节课文前问号中提出的问题。
指出:把几个导体串联起来,相当于增加了导体的长度,所以总电阻比任何一个导体的电阻都大,总电阻也叫串联电路的等效电阻。
板书:〈3.串联电路的总电阻,等于各串联电阻之和。
R
=
R
1
+
R
2
。〉
口头练习:
①把20欧的电阻
R
1
和15欧的电阻
R
2
串联起来,串联后的总电阻
R
是多大?(答:35欧)
②两只电阻串联后的总电阻是1千欧,已知其中一只电阻阻值是700欧,另一只电阻是多少欧?(答:300欧。)
(3)练习
例题1:
出示课本中的例题1投影幻灯片(或小黑板)。学生读题并根据题意画出电路图(如课本图8-7)。标出已知量的符号和数值以及未知量的符号。请一名学生板演,教师讲评。
讨论解题思路,鼓励学生积极回答。