八年级物理下学期素材大全探究欧姆定律教案沪粤版.pdf

用心爱心专心- 1 - 75 探究欧姆定律 教学目标： 一、知识与技能 1知道研究电流跟电压关系的实验方法和实验电路图。 2知道研究电流跟电阻关系的实验方法和实验电路图。 3在 R 一定，导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。 4在 U 一定，导体中的电流跟导体的电阻成反比。 5. 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。 6. 培养学生解答电学问题的良好习惯。 二、过程与方法 1通过参与科学研究活动，并了解科学研究的基本方法，能对电流、电阻、电压的关 系进行猜想与假设，并设计出实验方案，对获得的数学信息进行处理，得出欧姆定律。 2体 验探究过程，从而培养学生实验动手能力和协作能力。 三、情感、态度与价值观 培养学生实事求是的科学态度和勇于探索的科学精神。 教学重点 建立电压的初步概念; 通过实验观察理解电压的作用. 教学难点 电压表的正确选择、连接及读数. 教学方法 实验法、观察法. 教具准备 干电池若干、 灯座、 小灯泡、 开关、 导线若干、 电压表、 电流表、 投影仪、 家用手电筒 . 教学过程 一、引入新课 师通过前面的学习，同学们基本了解了电流、电压、电阻的概念，并学会了电流表 和电压表的使用. 今天请同学们先看老师的这组实验. 演示小灯泡和电池、开关组成串联电路. 演示一：一节干电池和2.5 V小灯泡串联发光. 用心爱心专心- 2 - 演示二：两节干电池和2.5 V小灯泡串联发光. 演示三：两节干电池和6.3 V的小灯泡串联发光. 同学们仔细观察三次演示小灯泡的发光情况. 师 通过观察实验， 根据上节课的学习，你能告诉大家什么？你还想知道些什么呢？ 生一个灯泡，两节电池比一节电池时亮，说明灯（电阻）不变，电压大时，电流也 大. 生同样的两节电池，2.5 V的灯比 6.3 V的灯亮 . 电压不变时，电阻大的电流小， 电阻小的电流大. 生能不能知道电流、电阻、电压之间数量上的关系呢？ 二、进行新课 师 根据同学们对电阻、电压、 电流的学习， 你可以大胆地猜测一下它们之间可能的 数量关系是什么？ 生电压越大，电流越大. 生电阻越大，电流越小. 生也许其中的两个相除或相乘会等于第三个. 生电压不变时，电阻大，电流就小. 电阻小，电流就大，可能电流乘以电阻能等于 电压 . 生同一个电灯泡，电压大时，电流就大，也可能电压除以电流等于电阻. 生, 师 同学们能有根据地推测、猜想非常好， 你已经在科学研究的道路上迈出了正确的 一步 . 接下来，同学们可以选择面前的仪器设备，想办法检验你的猜想是否正确. 探究电阻上的电流跟电压的关系. 师我们要探究电阻上电流跟电压的关系，必须要经历哪些过程呢？ 生 首先要设计实验，然后进行实验和收集证据，再对实验数据进行分析和论证，得 出一般的结论，最后进行评估和交流. 师大家还记得电流表和电压表的使用规则吗？ 生 电流表串联在电路中，电压表并联在电路中. 并且都让电流从“正”接线柱流入， 从“负”接线柱流出. 师电路中同时使用电流表和电压表，会使用吗？ 生 （同学讨论后）仍然是电流表串联在电路中，测谁的电压，就将电压表并联在谁 用心爱心专心- 3 - 的两端 . 师同学们没有问题的话，可以开始实验. 要求探究过程中首先设计好实验. 实验过程中记录实验步骤；如实填写实验数据；对自 己的实验进行认真的分析、论证，客观评估自己的实验过程及结果；写出完整的探究报告， 并和其他组的同学交流. （同学们操作，教师巡视指导） 选择 23 组同学利用投影展示自己的探究报告，并逐一讲解自己的设计思想、实验步骤， 分析论证的结果，进行自我评估，和大家进行交流 . 投影 第一组探究报告 题目探究电阻、电压、电流三者的关系 猜想和假设 1. 电流和电阻成反比. 2. 电流和电压成正比. 设计实验 （一）设计思想 根据我们的猜测，现在已知道定值电阻的阻值是已知的且不改变，干电池的电压值也是 已知的，每节1.5 V. 把定值电阻连入电路，用电流表测出电路中的电流值，用电压表测出 定值电阻两端的电压，就可以知道电阻、电压、 电流的数量关系，换用不同阻值的定值电阻 及改变干电池组电池的节数进行多次测量，就能得出电阻、电压、电流关系的一般规律. （二）实验电路 根据实验思想，画出如下电路图： （三）实验数据表格 实验次数电阻R（）电压U（V）电流I（A） 1 用心爱心专心- 4 - 2 3 4 5 6 （四）实验器材 根据实验思想及所画电路图，选择如下器材： 电池组、定值电阻（三个不同阻值）、电流表、电压表、开关各一个，导线若干. 进行实验 步骤一：按设计好的电路图正确连接实验电路. 步骤二：先保持电池组的电池节数不变，分别将5 、10 、15 的定值电阻接入 电路，合上开关，读出电压表和电流表的读数，将数据依次填入第一、二、三次数据表中. 步骤三：保持定值电阻不变，改变电池组电池节数（分别为1 节 、2 节、 3 节） ，合上 开关，分别读取三次电流表、电压表的数值，依次填入第四、五、六次测量数据表中. 分析和论证 分析由实验得到的数据 1. 第一、 二、三次测量中电压基本不变，电流随着接入电阻值的增大而减小，但每次电 流值和电阻值的乘积都近似等于电压值，甚至有一次完全相同. 2. 第四、五、六次测量中，电阻的阻值不变，随着电池组节数的改变，电压表指示数值 几乎成倍地增加，但每次都很接近电池组的电压. 电流表的指示数也几乎成倍地增大，并且 和电压增大的倍数相同. 每次电压除以电流的值都近似等于电阻的值. 综合以上分析结果，可以得到结论， 我们的猜测是正确的. 电流I，电阻R，电压U的关 系是：电阻越大，电流越小；电压越大，电流越大. 评估 从实验的过程和结果看，尽管数据之间不是完全吻合，但基本能反映规律，所以测得的 数据和结论是可靠的. 实验过程中不太完美的是： 操作过程中读完数做记录时没有及时打开开关，可能会浪费电； 在更换变阻器和电池组 电池时，也没有打开开关，这也是不允许的 . 用心爱心专心- 5 - 疑问 测量过程中， 电压表每次测量的值和电池组电压值几乎相同，是否可以不用电压表测量， 直接由电源电压读出来? 师对同学的表现给予充分肯定，引导同学们对探究过程及问题进行积极交流. 生我们设计的电路是这样的（用投影展示），也能得出和他们相同的结果. 生我认为我们组设计的电路比他们的更好一些. （投影展示） 引起学生争论. 生我认为前面的那两种设计合理，可以不用电压表，直接由电池电压就能知道电 阻两端的电压，省事. 师认为自己设计的更好的这组同学能不能说说你们的设计为什么好，好在哪里？老 师怎么看见前两组同学还比你们少用了器材，不好吗？ 生 前面两组虽然少用了器材，但操作起来麻烦. 每测一组数据， 就得改变一次电源， 就要重新连接一次电路，很容易出错. 我们这样的连接虽然增加了一个滑动变阻器，多用了 器材， 但不用改变电源，利用滑动变阻器就可以方便地改变电阻两端的电压，还能提高测量 效率 . 师同学们认为他分析的有道理吗？谁还有补充？ 生连接滑动变阻器时要用“一上、一下”两个接线柱，还要注意电流不能超过滑动 变阻器允许的最大电流值. 生在实验中还要注意电流表和电压表的量程，选择正确的接线柱，这样读出来的 数才准确 . 我们是用“试触”的方法来选择量程的. 用心爱心专心- 6 - 生电流、电压表的正负接线柱不能接反了，否则会损坏电表. 生我认为也可以测出滑动变阻器的电压 . 师同学们认为可以吗？ 生可以测滑动变阻器电压. 不过实验探究的是定值电阻的电流和电压的关系，测出 滑动变阻器的电压后，还得根据串联电路电压的规律求出定值电阻的电压. 这样的话，电源 电压必须先知道. 生 我还有一个问题，实验时电压表是必须并联在电阻两端，电流表一定要串联在电 路中 . 但是有的是先用电流表和电阻串联，电压表接在电阻和电流表两端，有的是电压表先 并联在电阻两端，电流表再串联. （教师可让学生画图说明）这样测出的结果没有差别吗？ 师这位同学观察得非常仔细. 对于这样的问题同学们可以先大胆猜测，在下节内容 的探究实验中验证你的猜测. 师大家还有什么问题吗？有没有同学注意过自己的测量方法和其他组同学的完全一 样吗？ 生 （同学们经过相互交流）有的组先固定电压测电流，比较电流和电阻关系；有的 组先固定电阻，测电压和电流，比较电流和电压关系, 师在 电流、电压、电阻三个量中，我们先限制其中一个量不变，来讨论余下两个 量的关系；然后再限制另一个量不变，研究剩下两个量的关系，这就叫“控制变量”法. 在 以后的探究活动中即使遇到更多的物理量，同学们也可以尝试用控制变量法来研究. 这样处 理可以把一个多因素的问题转变成一个单因素的问题来研究，可以为我们研究问题带来许多 的方便 . 课后，同学们可以进行更充分的探讨、交流，互相取长补短，完善自己的探究报告. 五、例题讲解 例 1、现有一支试电笔，其中的电阻为880k，氖管的电阻和人体的电阻都比这个数 值小得多，可以不计，使用时流过人体的电流是多少？ 解： R=880k=8.8 ×10 5 U=220V I=U/R=220V/8.8×10 5=2.5 ×104A 答：流过人体的电流2.5 ×10 4A 例 2、实验测得一个未知电阻两端的电压是4.8V ，流过的电流是320mA ，这个电阻的阻值 是多少？ 用心爱心专心- 7 - 三、小结 1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 （2）公式：I = U/R。 公式中I 、U、R的单位分别是安、伏和欧。 （3）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。 说明：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应用欧姆定律计算有关电流、电压和电阻的简单问题。 课本中例题1、例题 2、例题 3 ( 使用投影片 ) 要求：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。 组织全体学生讨论、分析正误。教师小结。 电路图及解题过程是否符合规范要求。 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。 解释 R=U/I的意义：导体的电阻在数值上等于导体两端的电压跟通过导体电流的 比值。不能认为“ 电阻跟电压成正比， 跟电流成反比。“因为电阻的大小只与电阻的 材料、长度、横截面积和温度有关，与电压和电流无关”。 四、布置作业 (1) 工厂中车床照明灯采用36 伏的安全电压，某车床照明灯工作时灯丝电阻是 32 欧，求通过灯丝的电流 (2) 一段导体两端电压是 2 伏时，导体中的电流是0.5 安，如果电压增大到3 伏，导体中的电流多大？ 用心爱心专心- 8 - (3) 电压保持不变，当接电阻为242 欧的灯泡时，电路中的电流为0.91 安，如 改接电阻为165 欧的电烙铁，电路中的电流是多大？ 教学反思： 通过本节学生， 发现不少学生不能将串并联电流、电压特点与欧姆定律结合 使用，解决计算题成为他们分析问题与解决问题的难点，在今后的教学中应加强训练。