这是介绍欧姆定律的新课。 是一篇优秀的物理教案文章,可供老师和家长参考。
欧姆定律新课简介第 1 部分
一、教学任务分析
扩展课程中的“电源”和“闭路欧姆定律”是基础课程中部分电路的延伸,是“电路”章节的核心知识。 内容不仅涉及电流、电阻、电压、电动势等物理量,还通过对电池供电原理和非静电力工作的详细介绍,突出了闭路中能量转换和能量守恒定律。
《电源》和《闭路欧姆定律》涉及到许多新的、抽象的概念,如电动势、外电压、内电压、外电阻、内电阻等,学生掌握这些概念有一定的难度。 建立闭路欧姆定律的探索过程不仅要求学生具有较强的通过动手实验获取数据的能力,而且还需要具有较高的理性分析处理数据的能力。
让学生感受电池、制作水果电池,体验物理与生活的联系,打破电池认识的奥秘,甚至让学生产生发明创造的欲望,从而感受到成功的喜悦或失败的体验。
本课通过教材内容的合理结合和探究活动的科学设计,较好地实现了学习目标。
2. 学习目标
1.知识和技能
(1)了解电源电动势和内阻的概念,了解化学电池的工作原理。
(2)了解闭路欧姆定律。
(3)通过实验操作培养动手实验能力。
2.流程与方法
(1)通过实验观察、猜想、验证的过程,体验科学探究的一般方法。
(2)体验通过实验数据的分析归纳发现物理定律的过程。
3.情绪、态度和价值观
(一)通过科学探究过程,培养严谨求实的科学态度。
(2)通过了解化学电池的结构,增强环保意识。
(三)观看“神六”、“核电站”等图片,领略我国在电力能源领域取得的伟大成就,激发爱国主义情怀。
三、教学重点
建立电动势的概念,探索电源的内阻和闭路欧姆定律。
4、教学难点
通过对实验数据的分析欧姆定律内容,得出电源具有内阻和闭路欧姆定律的结论。
5. 教学资源
1、实验设备:电压、电流传感器、DIS数据采集器等,水果、铜线、锌线等。
2、信息技术:自制FLASH课件。
3. 使用教材:上海现行高中教材《物理》延伸课程I卷2(试行版)(华东师范大学出版社)。
六、设计思路
在“电源电动势”和“闭路欧姆定律”两个电气内容部分的教学中,我们的教学设计通常是根据高中物理教材提供的内容依次进行的。 教学内容上欧姆定律内容,从非静电力功引入电动势的概念,强调电动势是将其他形式的能量转化为电能的能力。 根据电源内外电压之和为电源电动势的实验结果,借助欧姆定律,推导得出闭路欧姆定律。 在教学顺序中,首先遵循闭路欧姆定律的电源电动势。
由于人们对事物的认识是一个渐进的过程,不同阶段的认知水平不同,学生对电动势概念的理解不会一步到位,需要一个螺旋式的过程。 因此,我们在学习了《电动势》和《闭路欧姆定律》两节内容后,对教材进行了有机整合,设计了两个双循环教学流程。
第一个双循环是电动势。 电动势的概念是掌握闭路欧姆定律的关键和基础。 考虑到电动势的概念比较抽象,涉及知识面广,学生很难全面深入地理解它。 第一周期电动势教学中,仅指出电源的电动势是由电源本身的特性决定的。 它在数值上等于电源未接入电路时两极之间的电压。 可以直接用电压表测量。 在第二个循环中,指出它是一个物理量,代表电源将其他形式的能量转换为电能的能力。 电源的电动势与电路断开时电源两极之间的电压大小和单位相同,但物理意义不同。
第二个双循环解决了闭路欧姆定律。 第一周期,通过多组电流和电阻的实验数据,让学生通过探索发现电源的内阻,进一步得到闭路欧姆定律,改变了先学电源的传统教学方式。电源的表征量,然后所有概念都解决了之后,我们来研究一下电路中电流所遵循的规律,即闭路欧姆定律。 在第二个周期中,首先以作业的形式给学生提出一系列问题,然后要求学生通过自主学习和合作学习,完成从能源角度对电源的研究。
考虑到本课的研究方法与课本中的研究方法有所不同,我们在作业中安排了“课本中闭路欧姆定律的建立过程简述”主题,引导学生学习另一种经典的研究方法通过阅读教科书。 ,即通过探索电动势与电源内外电压的关系,得到闭合定律欧姆定律。
本课教学设计主要针对第一周期《电源》和《闭路欧姆定律》的学习。 题目名称为“电源与闭路欧姆定律”,教学时间为1学时。
七、教学过程
八、教学过程
(一)情景─回顾历史、引入话题
视频:神舟六号遨游太空。 让学生思考电池翼的作用。
图片:科学家伽伐尼。 介绍加法尼发现电的过程。
图片:科学家沃尔特的照片。 介绍伏打和伏打电池,并让学生运用所学的化学知识讲解伏打电池的工作原理。
实物:不同类型的化学电池。 剖析化学电池的内部结构,指出废旧电池对人体和环境造成的危害。
制作:自制水果电池。 将锌线和铜线插入不同的水果中,测量两根线之间的电压。
图片:三峡核电站。 简要介绍我国电力的发展情况。
(2) 探索──建构概念、建立规则
研究一:影响端电压的因素
师:我们以干电池为例来研究一下电源。 如图1所示,电路由干电池和电阻箱组成。 为了让我们有共同语言,我们先介绍两个概念。 我们把电源两端的电压称为“端电压”; 连接在电源外部的电阻称为“外部电阻”。 图1电路中电源的端电压也是外部电阻上的电压。
师:请按图1所示连接电路,测量电源端电压,完成下表,并告诉我们你发现了什么。
电阻箱电阻R
断路
电源端电压U
学生:我们发现,外部电阻R越大,电源端电压U越大,说明端电压与外部电阻有关。
学生:不同电源的外接电阻相同时U不同,说明端电压也与电源有关。
健康:电路断开时的端电压仅由电源本身决定。
老师:当电路断开时,电源两极之间的电压是由电源本身决定的。 也就是说,不同的电池在电路断开时维持两个节点之间电压的能力不同。 为了描述电源的这一特性,物理学中引入了电动势的概念。 电源电动势等于电源未接入电路时两极之间的电压。 电动势的符号是E,单位是伏特。
师:请测量桌子上干电池的电动势。
探索2:闭合电路中的电流
师:在图1所示的电路中,如果电源的电动势和电阻已知,那么电路中的电流是多少? 根据您的知识、经验、智慧或灵感进行猜测。
学生:我的猜测是:I=E/R
师:这个猜测正确吗? 我们已经测量了电池的电动势。 现在请测量具有不同外部电阻的电路中的电流。 完成下表,最后看看我们的猜测是否正确?
电阻箱电阻R
电路中的电流I
学生:通过实验,我们发现当前的I
师:那么,电流、电动势和外电阻之间有什么关系呢? 请再猜一下。
学生:把分母变大就可以了。 我的猜测是电源内部可能存在电阻。
师:假设你的猜测是正确的,我们不妨将电源内部的电阻称为内阻,用r表示。 此时电路中的电流可写为:I=E/(R+r)。 现在请用实验数据和你所学的数学知识求出r的大小,然后看看上面的关系在误差范围内是否成立。
学生:我将每组数据代入I=E/(R+r),通过计算发现每次计算出的r在2.3欧姆左右,说明电源有内阻的假设成立,并且电路中的电流应满足I=E/(R+r)。
学生:我用图像法来处理实验数据。 首先画出IR图像,发现图形是一条曲线。 后来我把I=E/(R+r)写成R=E/Ir的形式,发现电阻R与电流1/I的倒数呈线性关系。 如果I=E/(R+r)成立,那么通过实验数据绘制的R-1/I图像应该是一条直线。 利用实验数据绘制的图形如图2所示,说明I=E/(R+r)的关系是正确的,图形的截距为-2.344,表明电源的内阻为2.334欧姆。
师:通过上面的分析,我们得出I=E/(R+r)成立的结论,同时我们还利用图像得到了电源的内阻。
师:这个定律I=E/(R+r)是欧姆首先发现的。 为了与初中学过的欧姆定律区别,我们称之为闭路欧姆定律。 之所以称为“闭合电路”,是因为I=E/(R+r)涉及到由电源、电阻等组成的整个闭合电路。初中学习欧姆定律I=U/R只涉及其中一部分整个电路的欧姆定律,所以我们称I=U/R,也称为部分电路欧姆定律。
(3)应用─联系实际,讲解实验
题目:研究实验表明,闭合电路中外部电阻越大,电路中的电流越小,电源的端电压越大。 请解释一下。
答:根据闭路欧姆定律I=E/(R+r),当外接电阻R变大时,电路中的电流I肯定会变小; 将I=E/(R+r)代入U=IR可得,U=E/(1+r/R),因此当外部电阻R变大时,电源的端电压U变大。
9. 工作设计
在本班作业设计方面,我们力求使作业与社会、生活、环境相联系,甚至超越物理学科。 同时,我们通过问题设计引导学生进行有目的的自主学习。
自主学习:为什么电子可以从电源内部的正极移动到负极?
自主学习:电动势和电压有什么区别和联系? 从能量的角度解释电动势的物理意义。
开阔视野:简述课本中闭路欧姆定律的建立过程。
扩展研究:重新审视课堂实验数据。
(1)绘制UR、IR、UI图像,并运用相关理论对图像进行分析。
(2)假设E和r未知,如何利用实验数据计算电源的电动势和内阻。
注意寿命:查看手机电池上的说明,指出各个参数的含义以及注意事项的原因。
联系实际:为什么日常生活中不用水果电池? 并设计一个实验来检验你的想法。
10.教学反思
建构主义告诉我们,知识的获取过程是学习者在一定情境下借助他人的帮助,即通过人际协作活动实现意义建构的过程。 获得的知识量取决于学习者自己的经验。 建构相关知识的能力并不取决于学习者记忆和背诵老师所教内容的能力。 教学过程中,我们获得电源电动势、电流和外部电阻的实验数据后,要求学生猜测它们之间的关系。 一位自学闭路欧姆定律的同学说,电流等于电动势与外电阻的比值。 。 课后与该同学交谈后,我发现该学生并不是为了配合我的教学设计而故意犯错,而是他忘记了之前自己学过的知识。 通过这次谈话,我对意义建构有了更深入的认识,也更加坚定了我们的信念:物理课堂应该是学生通过探究性学习掌握知识的场所。
目前大家都比较注重课程和课堂的教学改革,而且改革的力度也比较大。 然而,作业改革步伐缓慢。 对作业功能定位的研究较少; 布置作业的时间是五个教学环节中最短的; 作业来源单一,往往只是课本或练习册上的一些习题; 题目通常侧重于理论研究,通过演绎和推理来完成。 本班尝试在作业布置上进行一些改革。 力争让作业与社会、生活、环境相关,甚至超越物理学科。 作业的主要作用不仅是巩固知识、查漏补缺,而且还具有承前启后、承新启新、引导学生自主学习的作用。 例如,作业要求学生对实验数据进行重新处理,这不仅导致课堂上的深入研究,也为今后“内阻和电动势的测定”实验教学奠定了基础; 又如有目的地引导学生通过作业进行独立研究。 保证学生在一课时内完成第二轮《电源与闭路欧姆定律》的学习。 另外,自主学习有时也需要指导。 由于我们在课堂上让学生观看有关电源内部充电运动的FLASH动画,学生课后自学变得有趣、轻松、高效。 是因为电荷受到非静电力的影响。”理解也比较深刻。
欧姆定律新课程简介第 2 部分
一、教学目标
1. 知识和技能
(1)能够描述欧姆定律所涉及的内容、公式和单位;
(2)理解欧姆定律,能够转化欧姆定律公式,理解和应用公式时注意“同一性”和“同时性”,能够在新的问题情境中应用欧姆定律进行解释、推理和计算。
2. 流程与方法
(1)体验通过导体探索电流、电压、电阻之间关系的实验研究过程,使你更加熟练地利用图像处理处理实验数据,理解电流、电压之间的正反关系和电阻。
(2)在实验探索的基础上初步学会相互沟通、讨论和合作。
(3) 学习如何用数学公式来表达物理定律并体会这样做的好处。
3、情感态度和价值观:结合欧姆研究电流、电压、电阻关系的简史,培养学生勤奋努力、大胆探索的科学精神,同时让学生增强成功的体验在自我实现中。
2、教学重点:
欧姆定律揭示的物理意义和数学表达式;
3、教学难点:
欧姆定律的实验设计以及学生对实验数据的分析、归纳和总结。
4、教学设备:
调光灯、小灯泡、电池组、滑动变阻器、电流表、电压表、阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的电阻一个,电线若干根等。
5、教学流程:
(1) 布置实际情境进行讨论并提出问题。
在如图所示的电路中,可以用什么方法来改变小灯泡的亮度? 小组内讨论,然后交流。
学生方法:
①改变电源电压
②改变定值电阻的阻值
③串联滑动变阻器。
实验验证,学生观察灯的亮度变化
师:灯亮、灭分别代表什么意思?
学生:电路中的电流可大可小。
师:电路中电流的大小由哪些因素决定?
(二)大胆猜测,激活思维
鼓励学生大胆猜测:你猜是什么因素决定了电流的大小?
学生分组讨论,教师给予适当提示。 学生结合所学内容和刚才的实验现象猜测:电流与电压的大小有关,因为电压是电流形成的原因; 电流与导体的电阻有关,因为电阻对电流有阻碍作用——老师对学生的回答进行了回应。 肯定:最后,根据猜想,师生共同得出电路中的电流与电压和电阻均有关的结论:
转:有什么关系?
“创设情境——提出问题——猜测”的两个步骤引起了学生的极大兴趣。 学生注意力高度集中,渴望解决问题,这就产生了积极探索的动力。
(3)设计实验
1.课件提供思考题
(1)根据研究影响电阻大小的因素的方法,应该用什么方法来研究这个问题?
(2)您应该选择使用哪些设备?
(3)这个实验应该分为多少步? 具体步骤是什么?
2、同学们进行了热烈的讨论,明确了该问题的研究方法:必须先尽量控制其中一个物理量不变,然后再研究另外两个物理量的变化关系,即控制变量法。
学生们讨论并提出,这个实验必须分两步完成:第一步保持R不变(确定应该用定值电阻代替灯泡),研究I和U的关系; 第二步是保持U不变,研究I和R之间的关系。第一步,改变U(用电压表测量),观察I(用电流表测量),电压调整可以通过以下方式实现:电池芯的数量(在电源两端直接连接一个阻值为R的电阻),或者可以通过将电阻与滑动变阻器串联并移动变阻器滑块来实现。
师生们共同讨论:通过改变滑动变阻器的滑块来改变电阻两端的电压,比通过改变电池节数来改变要好。
3.设计实验电路并绘制电路图:学生亲自设计,然后选择几个有代表性的用实物投影展示,分析该方案的优点和缺点。
4.学生进一步讨论:第二步,研究I和R之间的关系,首先改变图中R的值。 可以使用5Ω、10Ω、15Ω的电阻。 为保持U不变,可调节滑块P的位置,使电压指示数保持不变。
5、师生共同讨论:要完成上述实验,还必须测量相关数据,并设计实验数据记录表格。
(四)分组合作,深入探索
在这个环节中,学生们分组进行,按照提出的方案开始实验,像科学家一样充满兴趣,边做边思考、边记忆。 老师们巡视其设计是否合理,仪器使用是否得当,数据记录是否正确,并进行个别辅导。
欧姆定律新课简介第 3 部分
一、教学目标:
【知识与技能目标】:理解欧姆定律的物理意义,能够进行简单的计算。
【过程与方法目标】:通过计算,学习解决电学计算问题的一般方法,养成初步的逻辑思维能力和解决电学问题的良好习惯。
【情感态度与价值观目标】:通过欧姆生平的介绍,了解科学家对科学的执着和探索真理的勇气,激发他们的学习热情。
2、教学重难点
【要点】:了解欧姆定律并能够利用欧姆定律进行简单的计算;
【难点】:理解欧姆定律并应用。
三、教学过程
(一)新课程介绍
复习旧知识并介绍一下:上节课,我们通过实验探究了电流、电压和电阻之间的关系。 让学生一起回忆两个实验结论。
答:当R一定时,通过导体的电流I与导体两端的电压U成正比; 当U一定时,导体的电流I与导体电阻R成反比。
这两个结论是普遍规律。 当我们结合两个结论时,我们得到通过导体的电流与导体两端的电压成正比,与电阻成反比。 用公式表示,I=U/R。 这个公式是19世纪德国非常著名的物理学家欧姆通过大量实验推导出来的。 我们称之为欧姆定律。 导入主题。
(二)探究学习
欧姆定律的介绍是,导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
欧姆定律的表达式:I=U/R,请介绍一下三个字母的含义:U——电压,国际单位是伏特,用V表示; R——电阻,国际单位是欧姆,用Ω表示; I——电流的SI单位是安培,用A表示。
欧姆定律是电学的核心定律。 有两个重要的规律需要注意,即:
1.欧姆定律有两个变形公式:U=IR和R=U/I(不是行列式)。
2、I=U/R表达式中的三个量必须代表“同一截面导体”的“同一状态”; 用实际电路图来感受和理解每一个。
(三)巩固提高
科学家介绍:邀请几组学生轮流上台分享课前收集到的有关欧姆事迹的信息。
教师小结:欧姆是一位优秀的科学探究者。 欧姆在研究电流、电源和导线长度之间的关系时,自己设计了一种电流扭尺来解决电流测量的问题。 他的代表作是1827年出版的《伽伐尼电路:数学研究》。
欧姆定律在电学中非常重要。 我们用一个问题来加深理解,用欧姆定律来解决问题。
例如:当在导体两端施加2V的电压时,流过它的电流为5mA; 如果在导体两端施加3V电压,流过导体的电流是多少?
分析:已知电压和电流是同一截面的导体,但给出了该导体的两种状态。 在计算问题的计算中,要有规范的步骤:首先要画出等效电路图,有计算表达式,然后带入数据(单位),计算结果(单位)。
(四)作业总结
摘要:学生讲述欧姆定律的概念和注意事项。
作业:希望学生课后能很好地理解欧姆定律,整合收集到的欧姆信息,并编入班级科学家手册。
欧姆定律新课简介第 4 部分
一、教学目标
1. 知识和技能
① 使学生能够使用电压表和电流表测量导体两端的电压和电流。
②通过实验了解电流、电压和电阻之间的关系。
③能够在实验中观察、收集和分析数据。
2. 流程与方法
① 根据已有知识猜测未知知识。
②体验欧姆定律的发现过程,掌握实验思路和方法。
③能够评价自己的实验结果并找出成功和失败的原因。
3. 情感、态度和价值观
① 让学生从关联的角度看待周围的事物,并设计实验方案来证实自己的猜测。
②培养学生大胆猜测、仔细求证,养成严谨的科学精神。
二、重点和难点
1.重点:掌握实验方法; 了解欧姆定律。
2.难点:实验流程设计; 分析实验数据; 评估实验结果。
三、教学方法
启发式综合教学法。
4、教学准备
1. 教具:投影仪、透明胶片。
2、学习工具:电源、开关、电线、定值电阻(5Ω、10Ω)、滑动变阻器、电压表、电流表。
5、黑板设计
已学过的电气物理量:电流I、电压U、电阻R。
猜猜三者之间的关系:I=UR、I=U/R、I=UR。
实验所需设备:电源、开关、电线、电阻、电流表、电压表、滑动变阻器。