歐姆定律教案
時間:2022-02-23 11:15:00
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一、教學目標:
(一)知識與技能
(1)理解歐姆定律及其變換式的物理意義。
(2)會利用歐姆定律分析解決簡單電路的有關問題。
(二)過程與方法
(1)初步掌握利用探索性實驗研究物理問題,并歸納得出物理規律的一般方法,培養學生依據實驗事實分析推理、歸納得出物理規律的能力以及利用物理規律解釋同類物理現象的能力。
(2)初步學會在實驗探究的基礎上交流討論,互相合作。
(三)情感態度與價值觀
結合歐姆當年研究電流、電壓和電阻三者關系的簡史,培養學生刻苦鉆研、大膽探索的科學精神,同時讓學生在自我實現中增強成功體會。
二、教學重點:
歐姆定律所揭示的物理意義及其數學表達式。
三、教學難點:
歐姆定律的實驗設計及學生對實驗數據的分析、歸納以及結論的得出。
四、教學器材:
調光燈、小燈泡、電池組、滑動變阻器、電流表、電壓表、阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω的電阻器各一個、導線數根等。
五、教學過程:
(一)巧設情景,提出問題
教師演示:調光燈調節,燈時亮時暗。
師:燈時亮時暗說明什么?
生:電路中的電流有大有小。
師:電路中電流的大小由哪些因素決定?
(二)激勵猜想,活化思維
鼓勵學生大膽猜測:假如你是歷史上第一個研究電流大小的人,你猜電流的大小究竟由哪些因素決定呢?
學生分組討論,教師適當提示。學生聯系上一章內容,猜想:電流與電壓的大小有關,因為電壓是形成電流的原因;可能電流與導體的電阻有關,因為電阻對電流有阻礙作用。教師針對學生的回答,給予肯定。最后根據猜想師生共同得到結論:電路中的電流與電壓、電阻兩者有關。
過渡:到底有怎樣的關系呢?
“創設情景———提出問題———猜想”這兩步引起學生極大的興趣,學生注意力高度集中,急切盼望問題的解決,產生主動探索的動機。
(三)質疑聚思,設計實驗
用投影儀打出思考題:
(1)根據研究電阻大小影響因素的方法,本問題應采用什么方法研究?
(2)選擇使用哪些器材?
(3)該實驗應分幾步,具體步驟怎樣?
學生激烈討論,明確本問題的研究方法:必須設法控制其中一個量不變,才能研究另外兩個物理量之間的變化關系,即控制變量法。
學生討論:提出本實驗必須分兩步來完成:第一步,保持R不變,研究I與U的關系。第二步,保持U不變,研究I與R的關系。對于第一步,調節U(用電壓表測),觀察I(用電流表測),且電壓的調節可通過改變電池節數來實現(阻值為R的電阻直接接在電源兩端),或者通過電阻R與滑動變阻器串聯,移動變阻器滑片來實現。
師生共同討論:通過改變滑動變阻器的滑片改變電阻兩端的電壓比通過改變電池節數來實現要好。
學生紛紛要求在黑板上設計實驗電路圖。請一名同學上黑板畫,其他同學在下面自己設計。
學生討論:對于第二步,要研究I與R的關系,首先要改變圖中R的值,可用5Ω、10Ω、15Ω的電阻。要保持U不變,可調節滑片P的位置,使電壓表示數不變。
師生共同討論:要完成以上實驗,還必須測量相關數據。
(四)分組合作,深入探究
在此環節中,學生以兩人為一個小組,像科學家那樣興趣盎然地開始按擬定的方案實驗,邊做邊想邊記。教師巡視,注意他們設計是否合理,儀器使用是否得當,數據記錄是否正確,作個別輔導。
學生在教師的指導下,自覺、主動地和教師、教材、同學、教具相互作用,進行信息交流,自我調節,形成了一種和諧親密、積極參與的教學氣氛和一個思維活躍、鼓勵創新的環境。學生的思維在開放、發散中漲落,在求異、探索中又趨于有序,這培養了學生的獨立操作能力,發展了學生的思維能力、創造能力。
(五)綜合分析,歸納總結
學生匯報:實驗完畢后,分別推出代表匯報實驗的數據,下面是兩組學生的實驗記錄和結論(出示投影)。
學生討論:從表一知電阻一定時,電流跟電壓成正比;從表二可知,電壓一定時,電流跟電阻成反比。
師:同學們總結的很好,現在我們用了幾十分鐘研究得出了這個電學規律。然而這一規律是德國物理學家歐姆在1827年用實驗方法研究得出的,為此歐姆花費了10年心血。為了紀念他的偉大發現,這一規律被命名為歐姆定律。今天,當我們一起學習這一規律時,每名同學都能從他身上學到一點精神———堅持不懈地從事科學研究。
板書:歐姆定律
內容:一段導體中的電流跟這段導體兩端的電壓成正比,跟這段導體的電阻成反比。
數學表達式:I=U/R
公式變形
(1)U=IR用于計算導體兩端的電壓。
(2)R=U/I用于計算和測量電阻。
(六)鞏固練習,強化理解
出示例題:
(1)對歐姆定律理解的題。例如用上述實驗記錄表中某一行的數據編制一道習題。
(2)對公式R=U/I的理解的題。使學生明確:同一導體,電壓增加幾倍,電流也增加幾倍,它們的比值不變;R與I、U無關,導體的電阻等于導體兩端電壓與通過導體的電流的比值。
課堂教學小結與延展:
(1)讓學生回顧本課的探究過程:發現問題→進行猜想→探索研究→得出結論→指導實踐,指明這是研究物理的基本思路。物理教學中應注意滲透科學研究方法,同時也應進行學法指導和辯證唯物主義教育。
(2)鼓勵學生課后總結:“我們現在學到的物理有哪些地方也用到了這種探究方法?你能找出多少處?”布置課后作業讓學生自己尋找,讓課雖完而學未完。
點評:這是根據新課程理念而設計的一節規律探究課。這節課在設計時改教師演示實驗為學生探索實驗,讓學生經歷探索,體驗成功,讓學生成為課堂的主人,真正參與到學習中。通過教師的有效指導和學生的異質互補,使學生學會自主學習、探索學習和合作學習。它改變了過去過分強調知識傳承的傾向,讓學生經歷科學探究過程,學習科學研究方法,培養探索精神、實踐能力以及創新意識。在這節課中,教師還注重對學生創新思維品質的培養,讓學生提出問題,培養他們收集、整理、分析信息進而解決問題的能力。同時這節課還能關注每一個學生,關注每一個學生的情感。在師生共同營造的和諧、民主的學習氛圍中,學生感受到知識的美好和力量,感受到老師的真誠,從而受到鼓舞而信心倍增,從而獲得積極、愉快、成功的體驗。