苏科版数学九上第14章第3节:欧姆定理(第一课时学案)
长春市常州区芙蓉中级学校钱意
一、教材剖析
重点、难点分析
1.欧姆定理的研究方式——控制变量法。欧姆定理阐明了电压、电压、电阻三个化学量之间的关系,因为电压大小与电流、电阻都有关,所以研究步骤分为两步:先保持内阻不变,单独研究电压随电流的变化;之后保持电流不变,单独研究电压随内阻的变化。这些研究方式就是控制变量法,是数学学中研究多个数学量之间互相关系的一种常用方式,其通常步骤为:
(1)明晰研究的问题中涉及到什么数学量,什么数学量的变化是独立的(欧姆定理实验中的U、R,物理上称为自变量),那个化学量是受连累的(欧姆定理实验中的I,物理上称为因变量),并把这个量作为研究对象。
(2)逐一研究这个数学量跟其他自变量的单一关系,研究时要使其余自变量保持不变。
(3)之后把这种单一关系综合上去。
2.欧姆定理是实验定理,是在一定的条件下得出的初中物理并联电路电阻公式,因而欧姆定理有它的适用范围,弄清规律和公式的适用条件是学好化学必须注意的问题。
3.欧姆定理是热学中的一个重要规律,是电路估算的主要根据,它既适用于一个导体,也适用于整个串、并联电路,运用时要注意电压、电压和内阻两者之间的对应关系,即要求某段电路的电压,就要用这段电路两端的电流和这段电路相应的内阻。
4.语文工具在数学学中有好多功能,用公式抒发数学概念和规律是其中的一项重要功能,十分确切和简约。在学习中必须理解公式丰富的内涵,理解公式的数学意义。I=U/R是欧姆定理的基本公式,该式说明:U和R是“因”,I是“果”。I是由U、R决定的。至于欧姆定理的变换式:U=IR和R=U/I并不反映数学规律,只用于物理估算。比如公式R=U/I,它可以拿来量度内阻的大小,但并不表示“导体的阻值跟它两端的电流成反比,跟它的电压成正比”。事实上,对于一个确定的导体,两端的电流降低到原先的几倍,通过导体中的电压同样降低到原先的几倍,而它们的比值是不变的。这个比值即导体的阻值,它是导体本身的一种性质,它的大小只跟厚度、横截面积、材料和湿度有关,跟有无电流、有无电压、电压大小、电流大小均无关。同样对于公式U=IR,也不能理解成导体两端的电流跟导体中的电压成反比,由于电流改变是“原因”,电压变化是“结果”,二者不能颠倒。
二、教学目标
1.知识与技能
理解欧姆定理的内容和公式,能熟练运用欧姆定理的公式及其变换式,剖析、解决简单的电路问题。
2.过程与技巧
借助控制变量法通过实验探究电路中的电压与电流和内阻的关系,得出欧姆定理的内容、公式、单位及变换式。
3.情感、态度与价值观
结合介绍欧姆定理的研究过程,培养中学生勤奋钻研、大胆探求的科学精神,经受一次科学思维技巧的训练,感受科学家为解决这一问题所付出的艰难劳动,以及科学家对化学学发展的促进作用,充分认识到科学攻关的繁重性、科学方式的重要性、科学精神的可贵性。
§14.3欧姆定理(第一课时)
【学习目标】
1、通过实验探究电压与电流、电阻的关系,理解欧姆定理的数学意义;
2、学会同时使用电流表和电压表检测同一段导体两端的电流和其中的电压;
3、进一步体验“控制变量”的科学研究方式,认识科学方式应用的重要性。
学习重、难点:
通过实验探究导体中的电压与电流、电阻之间的关系,总结出欧姆定理,滑动变阻器的作用。
【学习过程】
一、预习检查
1、影响导体内阻大小的诱因是、、、。
2、滑动变阻器改变所在电路电压(电流)大小的原理。
3、通过导体中的电压,与其成反比,与成正比,这个推论叫,它是美国化学学家在19世纪初得出的,它可用公式表示。
二、新课学习
1、复习导出
影响电路中电流大小的诱因有什么?
2、探究通过导体的电压与电流、电阻的关系
电流是产生电压的缘由,电流越大,电压也越大;内阻有对电压的制约作用,内阻越大,电压也越小。这只是简略地比较电压与电流、电阻的关系,这么它们之间是否有准确的数目关系呢?你觉得应当是哪些关系?
推测与假定
1、通过导体的电压与导体两端的电流有哪些关系?
2、通过导体的电压与导体的内阻有哪些关系?
实验方式:
实验器材:电源、开关、电阻、、、、导线若干
完成实验电路图与实物联接图:
联接电路时的注意点:
1、连接电路的过程中,开关必须处于状态;
2、在接通电路前,滑动变阻器的滑片要放到位置。
想一想这样做的目的是为何?。
(一)探究电压与电流的关系
1、应该控制一定初中物理并联电路电阻公式,改变。
2、滑动变阻器的作用:
3、实验记录
R=
实验序号
U/V
I/A
①
②
③
4、实验推论
5、I-U图线
(二)探究电压与内阻的关系
1、应该控制一定,改变。
2、滑动变阻器的作用:
3、实验记录
U=
实验序号
R/Ω
I/A
①
②
③
4、实验推论
5、I-R图线
3、欧姆定理
1、欧姆定理的内容:
2、欧姆定理的公式:
3、欧姆定理公式的变式:①②
3、运用欧姆定理解题时的注意点:
(1)同一性和同时性;
(2)注意各化学量的单位;
(3)要谨记内阻是导体的一种性质,它的大小只与导体的、、有关,与它两端的电流和通过它的电压是的。
三、典型例题
例题1、要想使1000Ω的内阻通过8mA的电压,这么应给它的两端加V的电流;假如该内阻所容许通过它的最大电压是25mA,这么它的两端所能加的最大电流是V。
例题2、根据欧姆定理公式I=U/R,可变形得到R=U/I。对此,下述说法中正确的是()
A.导体内阻的大小跟导体两端的电流成反比
B.导体内阻的大小跟导体中的电压硬度成正比
C.当导体两端的电流为零时,导体的内阻也为零
D.导体内阻的大小跟导体两端的电流和通过导体的电压硬度无关
例题3、在图所示的电路中,电源电流为3V,开关闭合后,电压表和电流表的读数分别是0.10A和2.0V,则通过R2的电压是A,R2两端的电流是V,R1的内阻是Ω。
例题4、书本书本P97“例题1”
例题5、书本书本P97“例题2”