第一节 欧姆定律

教学设计方案

欧姆定津

一、教学目标

　　1、了解电流形成的条件．

　　2、掌握电流强度的概念，并能处理简单问题．

　　3、巩固掌握欧姆定律，理解电阻概念．

　　4、理解电阻伏安特性曲线，并能运用．

二、重点、难点分析

　　1、电流强度的概念、欧姆定律是教学重点．

　　2、电流强度概念、电阻的伏安特性曲线学生来说比较抽象，是教学中的难点．

三、教具

学生直流电源（稳压），电压表，电流表，滑动变阻器，导线若干，开关，待测电阻．

四、主要教学过程

（－）引入新课

　　上一节课我们学习了电场，电场对放入其中的电荷有力的作用，促使电荷移动，知道电荷的定向移动形成电流．如：静电场中的导体在达到静电平衡状态之前，其中自由电荷在电场力作用下定向移动．电容器充放电过程中也有电荷定向移动．由于电流与我们生活很密切，所以我们有必要去认识它，这节课我们将在初中的基础上对电流作进一步了解．

（二）教学过程

　　众所周知，人们对电路知识和规律的认识与研究，也如对其他科技知识的认识与研究一样，都经历了漫长的、曲折的过程．18世纪末，意大利著名医生伽伐尼受偶然发现的启迪，经进一步研究后，已能利用两种不同的金属与青蛙腿相接触而引起肌肉痉挛，于是伽伐尼电池诞生了．但他对此并不理解，认为这是青蛙体内产生了“动物电”．伽伐尼的发现引起了意大利著名物理学家伏打的极大兴趣．经过一番研究，伏打于1792年将不同的金属板浸入一种电解液中，组成了第一个直流电源——伏打电池．后来，他利用几个容器盛了盐水，把插在盐水里的铜板、锌板连接起来，电流就产生了．

　　1、电流

　　（1）什么是电流？

　　大量电荷定向移 动形成电流．

　　（2）电流形成的条件：例如：

　　静电场中导体达到静电平衡之前有电荷定向移动；

　　电容器充放电，用导体与电源两极相接．

　　①导体，有自由移动电荷，可以定向移动．同时导体也提供自由电荷定向移动的“路”．导体包括金属、电解液等，自由电荷有电子、离子等．

　　②导体内有电场强度不为零的电场，或者说导体两端有电势差，从而自由电荷在电场力作用下定向移动．

　　③持续电流形成条件：要形成持续电流，导体中场强不能为零，要保持下去，导体两端保持电势差（电压）．电源的作用就是保持导体两端电压，使导体中有持续电流．

　　导体中电流有强有弱，用一个物理量描述电荷定向移动的快慢，从而描述电流的强弱．

　　（3）电流强度（ ）

　　①定义：通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用时间的比值．这样可以通过电荷定向移动的快慢来描述电流强弱，这个比值称为电流强度．简称电流，用 表示

　　②表达式：

　　③单位：安培（A）毫安（mA），微安（μA）

　　④性质：电流强度是标量．初中学过并联电路干路电流等于各支路电流之和．但电流是有方向的．（有方向的量不一定是矢量，是否矢量关键看满不满足平行四边形法则）

　　⑤电流方向的规定：正电荷定向移动的方向为电流方向，负电荷定向移动方向与电流方向相反．

　　正电荷在电场力的作用下，从高电势向低电势运动，所以电流是有高电势向低电势流动，在电源外部，是由电源正极流向负极．

　　（4）电流分类：

　　按方向分成两大类：直流电和交流电

　　直流电：方向不变,如果直流电大小不变，就称为恒定电流，这是高中阶段电流知识的重点．

　　交流电：方向随时间变化

　　前面讨论了电流，尤其是持续电流的形成，要求导体两端有电势差，即电压．电流强度与电压究竟有什么关系？这可利用实验来研究．

演示

　　先给学生介绍实验电路图，教师按电路图连接实验电路，并请学生观察电表的正负接线柱，要求学生注意，正负接线柱的接法， 为待测电阻（定值电阻）．

演示

　　闭合S后，移动滑动变阻器触头，观察电表的变化，说明导体两端的电压和电流都随导体的电阻有关．

　　启发学生思考：如何由实验得到电压和电流与电阻的关系呢？

　　分析：用控制变量法，先保证其中的一个量保持不变，让其余两个量之间相关，然后结合起来分析．

　　保证电阻不变，调节电压，记下触头在不同位置时电压表和电流表读数．电压表测得的是导体R两端电压，电流表测得的是通过导体 的电流，记录在下面表格中．

　　注意：这一方法可以类比数学中函数图象，用描点法来研究，启发学生思考物理与数学的联系．

　　把所得数据描绘在 直角坐标系中，确定 和 之间的函数关系．

　　分析：这些点所在的曲线包不包括原点？包括，因为当 时， ．这些点所在曲线是一条什么曲线？过原点的斜直线．

　　把 换成与之不同的 ，重复前面步骤，可得另一条不同的但过原点的斜直线．

　　结论：给定导体，导体中电流与导体两端电压成正比， ，或者

　　对不同导体，图象斜率是不同．相同电压下，两导体电流分别为 、 ， ，导体2对电流阻碍作用比导体1大， ， ． 的倒数反映了导体对电流的阻碍作用．若用一个物理量来描述导体对电流的阻碍作用， ； ， 称为电阻．

　　2、电阻

　　（1）定义：导体两端电压与通过导体电流的比值，叫做这段导体的电阻．

　　（2）定义式：

说明：①对于给定导体， 一定，不存在 与 成正比，与 成反比的关系．

　　②这个式子（定义）给出了测量电阻的方法——伏安法．

　　（3）单位：电压单位用伏特（V），电流单位用安培（A），电阻单位用欧姆，符号Ω，且lΩ=1V／A

常用单位：1kΩ=1000Ω；1MΩ= Ω

　　3、欧姆定律

　　德国物理学家欧姆最早用实验研究了电流跟电压、电阻的关系，最后得出用他的名字命名的定律．

　　内容：导体中电流强度跟它两端电压成正比，跟它的电阻成反比．

　　表达式： 注意：

　　（1）式子中的三个量 、 、 必须对应着同一个研究对象

　　（2）大量实验表明，欧姆定律适用于纯电阻电路（金属、电解液等）．

（三）小结

　　1、不要认为在任何导体中，电流都与电压成正比，对于非纯电阻电来讲则不然．

　　2、 仅仅是带内阻的定义式，而不是决定式，电阻的大小不决定于电压和电流．

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