歐姆定律教學(xué)設(shè)計(jì)
教材分析
歐姆定律是電學(xué)中的基本定律，是進(jìn)一步學(xué)習(xí)電學(xué)知識(shí)和分析電路的基礎(chǔ)，是本章的重點(diǎn)。本次課的邏輯性、理論性很強(qiáng)，重點(diǎn)是學(xué)生要通過自己的實(shí)驗(yàn)得出歐姆定律，最關(guān)鍵的是兩個(gè)方面：一個(gè)是實(shí)驗(yàn)方法，另一個(gè)就是歐姆定律。歐姆定律的含義主要是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中逐漸理解，而且定律的形式很簡(jiǎn)單，所以是重點(diǎn)而不是難點(diǎn)。學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的掌握既是重點(diǎn)也是難點(diǎn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)難度比較大，主要在實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)的記錄以及數(shù)據(jù)的分析方面。由于實(shí)驗(yàn)的難度比較大，學(xué)生出現(xiàn)錯(cuò)誤的可能性也比較大，所以實(shí)驗(yàn)的評(píng)估和交流也比較重要。這些方面都需要教師的引導(dǎo)和協(xié)助，所以這次課采用啟發(fā)式綜合教學(xué)法。
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能
�、偈箤W(xué)生會(huì)同時(shí)使用電壓表和電流表測(cè)量一段導(dǎo)體兩端的電壓和其中的電流。
�、谕ㄟ^實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)電流、電壓和電阻的關(guān)系。
�、蹠�(huì)觀察、收集實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
過程與方法
�、俑鶕�(jù)已有的知識(shí)猜測(cè)未知的知識(shí)。
�、诮�(jīng)歷歐姆定律的發(fā)現(xiàn)過程并掌握實(shí)驗(yàn)的思路、方法。
�、勰軐�(duì)自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，找到成功和失敗的原因。
情感、態(tài)度與價(jià)值觀
①讓學(xué)生用聯(lián)系的觀點(diǎn)看待周圍的事物并能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證實(shí)自己的猜測(cè)。
�、谂囵B(yǎng)學(xué)生大膽猜想，小心求證，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神。
重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn)：掌握實(shí)驗(yàn)方法；理解歐姆定律。
難點(diǎn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析；實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)估。
教學(xué)方法
啟發(fā)式綜合教學(xué)法。
教學(xué)準(zhǔn)備
教具：投影儀、投影片。
學(xué)具：電源、開關(guān)、導(dǎo)線、定值電阻（5Ω、10Ω）、滑動(dòng)變阻器、電壓表和電流表。
板書設(shè)計(jì)
已學(xué)的電學(xué)物理量：電流I、電壓U、電阻R。
猜測(cè)三者之間的關(guān)系：I＝UR、I＝U／R、I＝U－R、……
實(shí)驗(yàn)所需器材：電源、開關(guān)、導(dǎo)線、電阻、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器。
實(shí)驗(yàn)電路圖：見圖－10
記錄表格：
結(jié)論：（歐姆定律）
教學(xué)過程
課題引入
師：我們到目前已經(jīng)學(xué)了電學(xué)方面的幾個(gè)物理量？
生：電流I、電壓U、電阻R（教師板書1）
師：（引導(dǎo)學(xué)生回憶這幾個(gè)物理量的概念，并從中體會(huì)它們之間的聯(lián)系）它們之間并不是孤立的，而是有著重要的聯(lián)系。一段導(dǎo)體兩端的電壓越高，通過它的電流將如何變化？當(dāng)導(dǎo)體的電阻越大，通過它的電流將如何變化？
生：（對(duì)于這個(gè)簡(jiǎn)單的問題，大家的回答都很積極和準(zhǔn)確）
師：這只是一種粗略的推薦，是一種定性的關(guān)系。例如：一支5Ω的電阻當(dāng)它兩端的電壓從5V變?yōu)?0V時(shí)通過它的電流會(huì)變得怎樣？進(jìn)一步我問大家，電流變化了多少？
生：（對(duì)于第一個(gè)問題學(xué)生能夠不假思索回答出來，但第二個(gè)問題把學(xué)生難住了，激起學(xué)生的求知欲望）
師：如果我們知道一段導(dǎo)體的電阻，還知道加在它兩端的電壓，能不能具體計(jì)算出通過它的電流？這個(gè)問題對(duì)于我們是很有意義的，如果我們能具體知道電流的值，那么就不僅僅能知道電壓升高后電流會(huì)變大，還能精確地知道電流增大了多少。今天我們就來研究一下這三個(gè)物理量之間存在一種什么定量關(guān)系。
探究課題
師：既然電流與電壓及電阻都有關(guān)系，那么大家大膽猜想一下將電流I與電壓U和電阻R的關(guān)系式應(yīng)該是一種怎樣的形式？
生：（學(xué)生的各種猜想……）
�。ń處煱鍟�2．這里的猜想不是一段語言表述，而是一個(gè)具體的公式，因此學(xué)生可能會(huì)沒有把握表達(dá)自己的觀點(diǎn)，所以需要鼓勵(lì)，即使有的學(xué)生說出一個(gè)公式也不一定能夠說出猜想的理由，這種情況下老師可以替他向同學(xué)說出猜想的理由，理由的正確與否不重要。但應(yīng)該注意：猜想不是瞎猜、亂猜，不是公式越多越好，應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生在原有知識(shí)的基礎(chǔ)上有根據(jù)，符合邏輯進(jìn)行猜想。）
師：到底哪一種想法是對(duì)的，我們只能通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。這個(gè)實(shí)驗(yàn)要怎么做呢？
生：用電源和一段已知阻值的導(dǎo)體組成一個(gè)電路，用電壓表測(cè)出導(dǎo)體兩端的電壓，用電流表測(cè)出通過導(dǎo)體的電流，看三個(gè)值滿足哪一個(gè)關(guān)系式。
師：說出你所需的器材有哪些？
生：電源、開關(guān)、導(dǎo)線、電阻、電流表、電壓表。
�。ń處煱鍟�3）
生：改變電阻兩端的電壓，測(cè)出在不同的電壓下通過電阻的電流。
師：如果你得出了結(jié)論，我會(huì)懷疑是不是因?yàn)槟阌玫倪@個(gè)電阻比較特殊，這個(gè)結(jié)論只是一個(gè)巧合，可能換了其他的電阻就沒有這個(gè)規(guī)律了。
生：可以換幾個(gè)電阻，測(cè)出不同電阻情況下的電壓和電流。
師：換電阻很簡(jiǎn)單，這里老師可以給你們5Ω和10Ω兩個(gè)不同的電阻；如何改變電壓呢？
［教師引導(dǎo)學(xué)生從電源的角度（用的電源是干電池或?qū)W生電源怎么操作？）和從電路的組成結(jié)構(gòu)角度（電路中增加一個(gè)什么元件？）進(jìn)行思考］
�、僭鰷p干電池的個(gè)數(shù)。
�、谡{(diào)節(jié)學(xué)生電源的輸出電壓。
③與定值電阻串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器。
師：由于滑動(dòng)變阻器能連續(xù)調(diào)節(jié)電壓，使用起來比較方便，這里我們使用串聯(lián)滑動(dòng)變阻器的方法改變電壓。［補(bǔ)充教師板書3（增加“滑動(dòng)變阻器”）］
師：現(xiàn)在我們知道了所用的器材，大家現(xiàn)在畫出用這些器材組成的一個(gè)能同時(shí)測(cè)量電壓和電流的電路圖。（引導(dǎo)：我們研究的對(duì)象是定值電阻，因此電流表和電壓表測(cè)量的是通過定值電阻的電流和定值電阻兩端的電壓，電流表和電壓表應(yīng)與定值電阻怎樣連接？要用滑動(dòng)變阻器改變定值電阻兩端的電壓，滑動(dòng)變阻器應(yīng)與定值電阻怎樣連接？）
生：（學(xué)生將自己畫的電路圖展示在黑板上，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行修改）
師：同學(xué)們畫的電路圖可能不同，但只要把握住關(guān)鍵的要點(diǎn)就可以。
要點(diǎn)：
�、匐娫�、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、定值電阻、電流表串聯(lián)；
�、陔妷罕聿⒙�(lián)在定值電阻的兩端。（見圖－11）
師：記錄數(shù)據(jù)是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，并且記錄還有一定的技巧，因?yàn)榇蠹乙獜倪@些數(shù)據(jù)中尋找規(guī)律，所以數(shù)據(jù)的排布要合理，做到一目了然。我們常用的方法是列表格。表格大家都很熟悉，每天大家上課都要用課程表；考試結(jié)束會(huì)看到全班的成績(jī)表。這里我們改變的是電壓和電阻，測(cè)量的是電流，記錄數(shù)據(jù)的表格應(yīng)如何設(shè)計(jì)？
生：（有的學(xué)生會(huì)看看自己的課程表，有的學(xué)生會(huì)想到把課程表中的星期和節(jié)次換成電壓和電阻，教師可在引導(dǎo)的過程中一步步揭示答案）
師：為了在實(shí)驗(yàn)完畢后能與其他小組的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，大家的實(shí)驗(yàn)條件應(yīng)該相同，這里我們都使用5Ω和10Ω的兩個(gè)定值電阻，調(diào)節(jié)定值電阻兩端電壓依次為1V、2V、3V（教師板書5，下表中實(shí)踐部分）
師：在大家的共同努力下，我們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)完成了。但這并不代表我們的實(shí)驗(yàn)成功了，如果你在實(shí)際操作中出現(xiàn)錯(cuò)誤，實(shí)驗(yàn)可能因此功虧一簣，現(xiàn)在我問大家?guī)讉�(gè)問題，你們想想應(yīng)該怎么做？為什么？
�。ㄍ队皟x投影：①連接電路的過程中開關(guān)應(yīng)該斷開還是閉合？②開關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)調(diào)節(jié)到什么地方？③如果已經(jīng)知道實(shí)驗(yàn)中遇到的最大電流是0．6A，電流表和電壓表的量程應(yīng)如何選擇？）
生：（第一個(gè)問題比較簡(jiǎn)單，大部分學(xué)生能夠回答，第二個(gè)問題比較難，教師要進(jìn)行提示，第三個(gè)問題要讓學(xué)生學(xué)會(huì)從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中尋找數(shù)據(jù)，教師要提示。最后教師投影答案）
師：請(qǐng)同學(xué)按照上面的實(shí)驗(yàn)方案開始實(shí)驗(yàn)。
�。▽W(xué)生以小組為單位進(jìn)行操作，教師巡視指導(dǎo)）
師：［將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)展示在黑板上（補(bǔ)充教師板書5），每個(gè)小組都很積極地告訴老師自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)］因?yàn)槿魏螌?shí)驗(yàn)都存在誤差，所以大家的數(shù)據(jù)有差別是正常的，但數(shù)據(jù)差別不大，不影響我們總結(jié)規(guī)律，同學(xué)們觀察這些數(shù)據(jù)之間有什么關(guān)系？
�。ㄍ队埃孩儆^察表格的縱行。當(dāng)電阻是5Ω時(shí)，電阻兩端的電壓增大到原來的2倍，通過它的電流增大到原來的____________倍，電壓增大到原來的3倍，通過它的電流增大到原來的____________倍。對(duì)于10Ω的`電阻，電流和電壓有這種關(guān)系嗎？
結(jié)論：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
�、谟^察表格的橫行。當(dāng)電壓是1V時(shí)，電阻增大到原來的2倍，通過它的電流變?yōu)樵瓉淼腳_________倍。對(duì)于2V和3V的情況，電流和電阻有這種關(guān)系嗎？
結(jié)論：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。
�、蹖㈦娏鱅、電壓U、電阻R的關(guān)系用公式表示為__________。
生：（數(shù)據(jù)的規(guī)律性很明顯，學(xué)生基本能自己獨(dú)立得出結(jié)論）
師：這個(gè)規(guī)律最早是由德國(guó)的物理學(xué)家歐姆發(fā)現(xiàn)的，因此稱為歐姆定律。
師：實(shí)驗(yàn)完成了，大家分組討論下面的幾個(gè)問題，然后做出回答。
�、賹�(shí)驗(yàn)的結(jié)論具不具有普遍性？
我們的實(shí)驗(yàn)采用改變電壓和電阻多次測(cè)量的方法，在條件改變后得到的規(guī)律是相同的，說明規(guī)律應(yīng)該具有普遍性。
②為什么少數(shù)小組的數(shù)據(jù)偏差比較大？
多種情況的錯(cuò)誤都可能引起這種結(jié)果。如：電路連接是否正確；電壓表是不是并聯(lián)在定值電阻的兩端；電表選擇的是另外的量程自己卻還沒有意識(shí)到；讀數(shù)時(shí)誤將電流表當(dāng)電壓表，電壓表當(dāng)電流表；數(shù)據(jù)是不是填入表格中正確的位置等等。
�、蹫槭裁炊鄶�(shù)小組的數(shù)據(jù)總有一些小小的偏差？
這屬于正常誤差。如：在讀數(shù)時(shí)，每個(gè)人的習(xí)慣不同，當(dāng)遇到電表指示在刻度的半格處時(shí)，有的同學(xué)忽略半格，有的同學(xué)多讀了半格；還有你們用的定值電阻的阻值以及電表的準(zhǔn)確性也不可能完全一樣。
鞏固練習(xí)
�、伲〝U(kuò)展教師板書5的虛線部分）
既然我們已經(jīng)掌握了這個(gè)規(guī)律，不用測(cè)量，大家能不能把表格中的空白部分補(bǔ)充完整？
（教師任意添加一個(gè)電阻和電壓，學(xué)生補(bǔ)充電流）
除了應(yīng)用規(guī)律求電流，我們能不能求電壓或電阻？
�。ń處熑我馓砑右粋�(gè)電流，學(xué)生補(bǔ)充電壓或電阻）
�、谕瑢W(xué)們家中使用的電冰箱阻值大約是500Ω，請(qǐng)你根據(jù)歐姆定律估算一下當(dāng)它工作時(shí)通過的電流大約是多少？
探究過程小結(jié)
�、賾�(yīng)用滑動(dòng)變阻器改變電路中部分元件兩端的電壓。
�、谕瑫r(shí)使用電流表和電壓表測(cè)量通過某導(dǎo)體的電流和它兩端的電壓。
�、鄹淖儗�(shí)驗(yàn)條件多次測(cè)量使結(jié)論具有普遍性。
④實(shí)驗(yàn)要按照要求規(guī)范操作。
�、蓦娏�、電壓、電阻之間的關(guān)系：歐姆定律。
“歐姆定律”學(xué)習(xí)
班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào)
（一）提出問題
1．在電學(xué)中我們學(xué)了幾個(gè)物理量？你覺得他們之間有聯(lián)系嗎？
2．當(dāng)一段導(dǎo)體兩端的電壓升高，通過它的電流會(huì)怎樣變化？
3．當(dāng)導(dǎo)體的電阻變大，通過它的電流會(huì)怎樣變化？
4．電流、電壓、電阻之間的關(guān)系能用公式表達(dá)出來嗎？
（二）猜想或假設(shè)
1．_________________________________________
2．_________________________________________
3．_________________________________________
4．_________________________________________
（三）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄侩娏�、電壓、電阻之間的關(guān)系。
實(shí)驗(yàn)器材：電源、開關(guān)、導(dǎo)線、________、________、________、________。
（四）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
按圖連接電路，測(cè)量并記錄以下幾組電流的值。
換接另一個(gè)電阻，再次記下幾組電流的值。
實(shí)驗(yàn)電路圖：
（五）分析和論證
電流I、電壓U、電阻R之間的關(guān)系可以用公式表達(dá)為____________。
（六）評(píng)估與交流
1．實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是一種偶然還是具有普遍性？
2．為什么多數(shù)小組的數(shù)據(jù)總有一些小小的偏差？
3．為什么少數(shù)小組的數(shù)據(jù)偏差很大？
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