探究电阻定律教案(精选10篇)
1.探究电阻定律教案 篇一
第六节:电阻定律
教学设计即是运用系统方法分析教学问题,确定教学目标,建立解决教学问题的策略,试行解决方案,评价试行结果和对方案进行修改的过程。“施教之法,贵在启导”。教师是教学活动的设计者和组织者。主导着课堂教学活动的全过程。一堂成功优质课的背后,潜在地隐藏着教师的教学意识和思想。并直接或间接地影响着教学的策略和效果。为此,要优化教学设计,必须更新教学观念,增强课堂教学意识。本文根据浙江省青年教师优质课的课堂实录整理,扼要介绍“电阻定律”的教学过程。旨在阐述增强教师的课堂意识,对优化教学设计的重要性。
(一)教学设计
一、提出问题
(2)如何测定导体的电阻(请同学设计电路)?
(3)出示电阻器实物,提出课题(电阻的大小与哪些因素有关?)。
(评述:从学生已有的认知结构出发,让学生自行设计电路,对所设计电路中各元件(如变阻器等)功能进行分析。在此基础上提出课题。以突出学习者的主体作用。)
二、探索规律
(1)猜想:R可能与哪些因素有关?(材料、长度、横截面积、温度„„)
(2)研究方法:控制变量法(通过与牛二定律研究方法类比、迁移)
(3)实验操作:a.学生连接电路
b.教师演示,学生读数并记录表中 c.控制变量完成操作
(4)分析数据:先定性观察:R与材料、长度、横截面积有关。,(5)得出结论:(板书)(研究电阻有关因素)距离已经消失,要么创新,要么死亡。——托马斯·彼得斯
(评述:通过从猜想→研究方法→实验操作等一系列探索过程,将学习者始终置于探索者的位置,使学习过程成为“再发现”或“重新发现”的过程。以此,让学生掌握获取知识的方法,发展思维能力。)
三、深化规律
(1)动用实验,研究电阻与温度的关系,从而加深对定律适用范围的理解。
实验
(一):研究小灯泡灯丝的电阻率与温度的关系,并用多媒体模拟板画I-U图线。
结论
(一):金属材料(灯丝)电阻随温度的升高而增大,其实质是电阻定律中的电阻率增大。
并指出各种不同材料的电阻率不同。从而明确电阻定律适用于温度一定的条件下。
(2)运用实验变式,进一步研究不同材料的电阻率,其热敏特性不同。
实验
(二):选用日光灯管中的灯丝为材料,用火柴燃烧。观察到小灯泡逐渐变暗。
实验
(三):选用合金材料,用火柴燃烧。观察到小灯泡逐距离已经消失,要么创新,要么死亡。——托马斯·彼得斯渐变暗。
实验
(四):选用半导体材料,用火柴燃烧时小灯泡逐渐变亮。降温后,小灯泡逐渐变暗。
小结:不同材料的电阻率随温度的变化情况不同,根据这一特性,我们可以物尽其用。
(1)常用的电阻温度计是用金属铂做成的,锰铜和康铜的电阻率几乎不受温度变化的影响,常常用来制作标准电阻。
(2)超导现象。当温度降低到一定温度附近时,某些材料的电阻率突然减小到零。
多媒体投影:超导现象中电阻与温度关系图线以及磁悬浮列车画面,并简析磁悬浮列车原理。
(评述:教学设计的重点是充分利用已有的设施和选择编辑现有的教学材料来完成教学目标。通过运用演示实验、多媒体教学及教师的言语等手段,创设直观问题情境。激发学生的思维和情感,使之进入特定的学习状态。)
四、应用规律(以下用多媒体投影):
问题
(一):已知导线的电阻为4Ω,如果把它对折起来,电阻变为多少?如果把它拉长为两倍,电阻变为多少?
问题
(二):用滑动变阻器控制电路中的电流。
问题
(三):(96上海设计性实验题改编)如图所示,P是一根表面均匀地镀有很薄的发热电阻膜的长陶瓷管(其长度L为50cm,直径D为10cm),镀膜材料的电阻率ρ,已知管的两端有导距离已经消失,要么创新,要么死亡。——托马斯·彼得斯电箍MN。测得两端电压为U,通过电阻膜的电流为I,试计算薄膜的厚度。
五、小结,作业布置
(二)教学意识透析
从上述教学设计可以看出:本节课通过教师创造性的处理教材,提取课文陈述知识的内容蕴含的方法教育素材。努力策划各种教学情境。始终将学生置于研究者、探索者的位置,让学生通过本身的思考与活动来获取知识。学生课堂思维有较大力度,教学效果明显。其着重体现了教师以下课堂意识:
一、师生易位,突出“主体”意识。
学生是学习活动的主体。课堂教学应最大限度地调动学生的思维和学习自觉性。以使学生能够生动活泼、主动地发展。为此,教学要突出主体意识,教师必须。
(1)心理——角色换位。
即教师要自觉地进行“角色转换”,经常扮演学生的角色,多用学生的心态和眼光去审视所学的内容,民主地与学生一同成为知识的探索者。
(2)思维——还原稚化。
即在备课或讲课时,教师要把自己的思维降格、后退到学生原有的思维水平上。面对一个问题,要有意识地造成一种陌生感、新鲜感(尽管这个问题你已经是多次遇到过了)。要多从学生的思维角度、思维习惯和方法去体验。在问题的设计时,教师应从高的悬念向低悬念逐渐过渡,逐渐找到接近“发展区”的结合点。力求保证教学双方思维活动能够达到同步协调地进行。
(3)时空——留有余地。
人的思维活动总是需要一定的时空条件才能进行的。因此在教学活动中,要坚持“延迟判断”的原则,给学生以必要的时间,引导他们积极参与物理知识的探索、发现和推理过程,使得学生对于物理结论的判断,产生于经历必要的思维过程之后。同时,还要发挥“空白效应”。即在教学中,教师要“言犹未尽”,留距离已经消失,要么创新,要么死亡。——托马斯·彼得斯下一些空白,让学生去独立思考,尽情想象,或者有意设置几个“窟窿”,让学生自己去钻研、去填补,以充分发挥学生的主动精神。
二、变换手段,深化“情境”意识。
情境,曾被简化为“一组刺激”。教育家杜威认为:“思维起源于直接经验的情境。”情境教学是将情境作为一个心理场,一个整体,作用于学生的意识,它运用直观手段使客观场景、主观意象、教学的气氛、师生的情绪贯穿于整个教学过程。情境不但在于激发学生求知、求真,而且更可以用来激发美感,陶冶情操,引导学生求善求美。简言之,情境教育中的情境是多元、多构、多功能的。
思维自疑问开始,并在一定的情境下诱发的。在物理课堂教学中,教师要善于创设问题情境。
(1)运用实验演示情境
运用演示实验的教学手段,能创设直观而富有趣味的情境,激发学生的思维和情感,使之进入特定的学习状态。教师在教学中,应根据学生已有的认知结构和思维层次,运用实验创设情境,造成学生认知冲突,从而激发学生的思维。
(2)运用多媒体展现画面情境。使之动静结合,声图并茂,创设形象的思维情境,活化物理过程。
(3)运用语言描绘情境。声情并茂,抑扬顿挫,高低清浊等形象化的语言,使学生的情绪兴奋,激发学生学习的内驱力,丰富学生的想象力。使学生感觉到“含不尽之意见于言外”、“状难写之景如在目前”。
三、思维中心,增强探究意识。
学生学习过程是一个“再发现”或“重新发现”的过程。为此:
(1)活化教材,优化教学过程。教师对教材应作创造性的处理,而不必完全形式化地依据教材展示和进行。不论是教师的讲授,还是实验,都应努力创造一种有利于学生独立思考的情景,将学生始终置于探索者、发现者的位置。
(2)让学生掌握获取知识的方法。如果我们在进行物理知识教学的同时,能把浓缩在其中的思维历程重视,让学生沿着前人思维活动的足迹“短暂而迅速”地重走一遍,从中体验和学习科学思维的方法,拓宽思维的深度和广度,那就等于交给了学生一把打开思维宝库的金钥匙。
距离已经消失,要么创新,要么死亡。——托马斯·彼得斯(3)突出多维度的教学目标。每一节课都要考虑三个方面的目标:教养性目标、教育性目标和发展性目标。教养性目标就是“上完一节课,教给了学生什么”;教育性目标就是“通过这节课,向学生渗透了什么”;发展性目标就是“假如学生把这一节课的知识忘记了,还剩下什么”。
综上所述,实施素质教育应不断增强教师的课堂意识,使教学逐渐从“应试意识”向“发展意识”转变。应重视培养学生的自我发展能力,立足让学生掌握获得知识的方法,提高对来自外部信息的处理加工能力,使学生真正地学会学习,使认知能力、学习能力、发现能力、创造能力成为学生终身受用的宝贵财富。
距离已经消失,要么创新,要么死亡。——托马斯·彼得斯
2.探究电阻定律教案 篇二
预习内容
1.导体的电阻是导体本身的一种,它是由导体 决定的,导体的电阻跟它的 有关;跟它的 有关;跟它的 有关。
2.电阻定律:同种材料的导体,其电阻R与它的长度L成,与它的横截面积成 ;导体的电阻与 有关。表达式R=,式中ρ是比例系数,它与导体的材料有关,是表征 的一个重要的物理量。
3.各种材料的电阻率 都随温度的变化而,金属的电阻率随温度的升高而,而有些合金电阻率几乎不受温度变化的影响,常用来制作。
例1 如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=10 cm,bc=5 cm,当将A与B接入电压为U的电路中时,电流为1 A;若将C与D接入电压为U的电路中,则电流为()A、4 A B、2 A
C、A
D、A
例2 某用电器离供电电源距离为L,线路上的电流为I,若要求线路上的电压降不超过U,已知输电线的电阻率为ρ,该输电线的横截面积最小值是()A、ρL/R
B、2ρLI/U
C、U/ρLI
D、2UL/Iρ
例3如图所示,两只相同的白炽灯L1和L2串联接在电压恒定的电路中.若L1的灯丝断了,经搭丝后与L2.串联,重新接在原电路中,则此时L1的亮度与灯丝未断时比较()A.不变
当堂检测
1.根据电阻定律,电阻率A.跟导线的电阻成正比 A.将金属丝拉长至2L B.变亮 C.变暗
D.条件不足,无法判断
RSL对于温度一定的某种金属来说,它的电阻率()B.跟导线的横截面积成正比 C.跟导线的长度成反比 D.由所用金属材料的本身特性决定 B.将金属丝拉长至4L D.将金属丝两端的电压提高到原来的4倍 2.电路中有一段金属丝长为L,电阻为R,要使电阻变为4R,下列可行的方法是()C.将金属丝对折后拧成一股
3.一段粗细均匀的镍铬合金丝,横截面的直径为d,电阻为R,如果把它拉成直径为A.
d4的均匀细丝,电阻值将变为()
R16 B.16R C.256R D.
R64)4.滑动变阻器的原理如图所示,则下列说法中正确的是(A.若将a、c两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器的阻值增大 B.若将a、d两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器的阻值减小 C.若将b、c两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器的阻值增大 D.若将a、b两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器的阻值不变
5.有一只灯泡的灯丝断了,通过转动灯泡灯丝接通,再接入电源后,所发生的现象及其原因是(A.灯丝电阻变小,通过它的电流变大,根据P=I2R,电灯变亮 B.灯丝电阻变大,通过它的电流变小,根据P=I2R,电灯变暗)C.灯丝电阻变小,它两端的电压不变,根据PURUR2,电灯变亮
2D.灯丝电阻变大,它两端的电压不变,根据P,电灯变暗
6.两根完全相同的金属裸导线A和B,如果把导线A均匀拉长到原来的2倍,导线B对折后拧成一股,然后分别加上相同的电压,则它们的电阻之比RA:RB为______,相同时间内通过导体横截面的电荷量之比qA:qB为______
课后练习与提高学习
1.关于材料的电阻率,下列说法中正确的是()A.把一根长导线截成等长的三段,每段的电阻率是原来的B.金属的电阻率随温度的升高而增大 C.纯金属的电阻率较合金的电阻率小 D.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量 2.将截面均匀、长为L、电阻为R的金属导线截去()A.Ln,再拉长至L,则导线电阻变为
(n1)Rn
B.Rn
C.nR(n1)
D.nR 3.两根完全相同的金属裸导线,如果把其中一根均匀拉长到原来的两倍,把另一根对折后绞合起来,然后给它们分别加上相同的电压,则在同一时间内通过它们的电荷量之比为(A.1:4 B.1:8 C.1:16)D.16:l 4.一段长为L,电阻为R的均匀电阻丝,把它拉制成3L长的均匀细丝后,切成等长的三段,然后把它们并联在一起,其电阻值为()A.R/3 B.3R C.R/9 D.R 5.甲乙两条铜导线质量之比M甲:M乙=4:1,长度之比为L甲:L乙=1:4,则其电阻之比R甲:R乙为 A.1:1 B.1:16
C.64:1
D.1:64)
()
6.白炽灯接在220V电源上能正常发光,将其接在一可调电压的电源上,使电压逐渐增大到220V,则下列说法正确的是(A.电流将逐渐变大 B.电流将逐渐变小
C.每增加1V电压而引起的电流变化量是相同的 D每增加1V电压而引起的电流变化量是减小的
7.有四个阻值为R的电阻全部使用,经过不同组合可以获得不同阻值的等效电阻,下列阻值中可以获得的阻值为(A.4R B.2R C.R D.0.6R)8.已知铜的电阻率小,合金的电阻率大,铂的电阻率随温度有明显变化,锰铜合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,则在下列空格处填上合适材料:连接电路的导线用______,电炉的电阻丝用______,电阻温度计用______,标准电阻用______ 9.两导线长度之比为1∶2,横截面积之比为3∶4,电阻率之比为5∶6,则它们的电阻之比为______。
10.输出电压恒定的电源与一根玻璃管中的水银柱组成电路,水银柱中通过的电流为0.1A,今将这些水银倒进另一根玻璃管中,管的内径是原来的2倍.重新与该电源组成电路,则流过水银柱的电流为______.11.一根长为0.5m的金属丝,横截面积为3.0mm2,在它两端加上0.15V的电压时,通过金属丝的电流为2.0A,求金属丝的电阻率。
3.欧姆定律教案+ 篇三
一:教材分析
欧姆定律是电学中的基本定律,是进一步学习电学知识和分析电路的基础,是本章的重点。本次课的逻辑性、理论性很强,重点是学生要通过实验得出欧姆定律,最关键的是两个方面:一个是掌握实验方法,另一个就是理解欧姆定律。二:教学目标
①会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和电流。②通过实验认识电流跟电压和电阻的定量关系。③会观察、收集实验中的数据并对数据进行分析。
能用联系的观点看待周围的事物并能设计实验证实自己的猜测。三:重点与难点
重点:掌握实验方法;理解欧姆定律。
难点:设计实验过程;实验数据的分析,得出结论。四:学生分析
学习了电路基础知识,学生产生了浓厚的兴趣,多数学生能正确连接电路,正确使用电流表、电压表和滑动变阻器,对于控制变量的研究方法也有所了解。学生有较强的好奇心和求知欲。教学中让学生自主设计研究问题的方案,是发展学生思维的有效途径。五:教学仪器:
三节干电池、定值电阻(1~10)、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干。六:教学过程设计 【新课导入】:
复习:
1、电流是怎样形成的?是什么原因使电荷作定向移动的?
2、导体的电阻对流有什么作用?
猜想:
1、既然电压是形成电流的原因,那么导线中的电流与两端的电压有何关系呢?
2、既然电阻对电流起阻碍作用,那么导体中的电流与它本身的电阻有何关系呢?
设疑:学生对电流与电压、电阻的关系提出了各种各样的猜想,那么这三个量究竟有什
样的数量关系呢?点出本节课题“欧姆定律”。列出实例电扇调档
这样通过简单回顾、分析,使学生很快回忆起三个量的有关概念,通过猜想使学生对这三个量关系的研究产生了兴趣,激发了求知欲望,并使学生的注意力很快指向本节课。【实验探究】: 1:设计实验与制定计划:
实验方法设计:引导学生思考,物理学科学探究一个物理量与几个物理量的关系时,通常采用的方法是控制变量法,本实验中分别探究电流跟电压的关系、电流跟电阻的关系。探究电流跟电压的关系时,要保持导体的电阻不变;探究电流跟电阻的关系时,要保持导体两端的电压不变。
启发学生如何有效的改变导体两端的电压,引发使用滑动变阻器来实现效果。
师生共同探讨器材的选取,设计电路图。2:进行实验与收集数据:
实验探究一:保持电阻一定时,探究电流跟电压的关系。根据电路图连接实物,其间要注意哪些事项?(如开关的状态、滑动变阻器滑片的位置不可动要求等等。)
开始实验,闭合开关调节滑动变阻器的滑片,成倍改变导体两端电压大小,分别记录相应的电流大小,并列表记录数据进行分析(如分析方法:图像法)实验探究二:保持电压一定时,探究电流跟电阻的关系。
连接实物图,分别用三个成倍阻值的电阻接到电路中,在保持它们的两端电压均为2V时,测量通过每个电阻的电流大小,并记录和分析数据。(用仿真实验进行演示)3:分析与论证:
分析实验一:保持电阻一定时,电流跟电压成正比。
分析实验二:保持电压一定时,电流跟电阻成反比。【归纳总结】
欧姆定律的内容:通过一段导体的电流与这段导体两端的电压成正比;与这段导体的电阻成反比。
欧姆定律的公式:I=U/R
欧姆定律的意义:反映了一段导体的电流、电压和电阻的定量关系,公式中各个物理量的单位要求,电流的单位是安培(A)、电压的单位是伏特(V)、电阻的单位是欧姆(Ω)。【课堂总结】
1:实验方法:控制变量法探究电流跟电压和电阻的关系。2:知识点:
电阻一定时,电流跟电压成正比;
电压一定时,电流跟电阻成反比。欧姆定律:I=U/R 3:巩固练习题
(1)、要想使1000Ω的电阻通过8mA的电流,那么应给它的两端加 V的电压;如果该电阻所允许通过它的最大电流是25mA,那么它的两端所能加的最大电压是 V。(2)、根据欧姆定律公式I=U/R,可变形得到R=U/I。对此,下列说法中正确的是()A.导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比 B.导体电阻的大小跟导体中的电流强度成反比 C.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D.导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流强度无关 【课后反思】
本节课教学重点是理解欧姆定律,认识影响电流大小因素有电压大小和电阻大小。为了引入课题探究电流大小因素,我采用了演示实验和学生活动的互动方式。我先用电流是怎样形成的以及电阻对电流的作用来引入电流的可能影响因素,从而进行对电压电阻和电流关系的猜想,教学达到预期的良好的效果!再进一步引导学生采用控制变量法分别探究电流与电压的具体关系以及探究电流与电阻的具体关系。在演示实验探究电流与电压的关系中,学生参与面太小,实验现象没能增大可视范围,实验效果不太理想,只能简单的由学生记录实验数据并进一步分析归纳结论。我采用数据综合分析法,并结合图像分析法,引导学生很好的归纳出:保持电阻一定时,电流与电压成正比的结论。在研究电流与电阻的关系实验中,我改用仿真实验演示法,实验操作过程、注意事项和实验现象效果很好,大大改进了演示实验的缺陷,但毕竟是“仿真”,缺乏实验的真实性!
4.基尔霍夫定律教案 篇四
一、知识目标:
1、理解支路、节点、回路、网孔等基本概念
2、掌握基尔霍夫定律内容及表达式
3、应用基尔霍夫定律进行计算
二、情感目标:
在学习过程中学会合作,形成竞争意识,养成严谨求实的科学态度
三、能力目标:
1、培养实际操作能力及独立思考、钻研、探究新知识的能力
2、培养学生分析比较及总结归纳的能力 教学重点、难点:
教学重点:基尔霍夫定律内容及表达式 教学难点:基尔霍夫定律应用 教学方法: 讲授法、讨论法 教具:
黑板、粉笔、多媒体 教学过程:
一、复习提问
1、电阻串联、并联电路的特点?
2、电压降与电动势正方向的规定?
对课前预习内容的提问,帮助学生复习电阻串、并联电路的特点及电压降与电动势正方向的规定。为本课题教学做好铺垫。
二、新课导入
前面我们学习了运用欧姆定律及电阻串、并联能进行化简、计算的直流电路。这种电路称为简单电路;但有些电路是不能单纯用欧姆定律和电阻的串、并联关系求解的,这些电路称为复杂电路。
下面以给出两个电路图为例,请学生分析两电路的不同之处,从而导入新课:
图(1)图(2)
结论:
图(1)有且仅有一条有源支路,可以用电阻的串并联关系进行化简,是简.单电路;解答简单电路的方法是欧姆定律。.......图(2)有两条有源支路,不能用电阻的串并联关系进行化简,是复杂电路;....解答复杂电路的方法是基尔霍夫定律。......
三、新课讲授
1、进入多媒体课件,以下图为例讲解几个基本概念: 2、3、4、5、6、7、8、9、得出:
⑴
支路:由一个或几个元件首尾相接组成的无分支电路。图中共有5条支路,支路电流分别标于图中。⑵
节点:三条或三条以上支路的连接点。图中共有a、b、c三个节点。⑶
回路:电路中任何一个闭合路径。图中共有6个回路。⑷ 网孔:中间无任何支路穿过的回路。网孔是最简单的回路,或是不可再分的回路。(请问上图电路中共有几个网孔呢?)图中最简单的回路aR1R2a,aR2R4ba,bR4R5b三个是网孔。
2、基尔霍夫第一定律(电流定律)
⑴ 内容:在任一瞬间,对电路中的任一节点,流进某一节点的电流之和恒等于流出该节点的电流之和。
⑵ 公式:I进I出
〖例1〗请指出左图电路中有几条支路,并用基尔霍夫第一定律列出下节点电流方程。老师在肯定学生回答后,板书: ⑶ 定律讨论的对象:节点电流(故基尔霍夫第一定律又称为节点电流定律)......
I1 +I3=I2 +I4 +I5 移项后得:
I1 +I3 I2 I4 I5 =0
上式表明:若规定流入节点的电流以为“+I”,流出节点的电流为“-I”,则节点电流定律又可叙述为:在任一瞬间通过电路中任一节点,流入(或流出)该节点电流的代数和恒等于零。即可得节点电流定律的第二种表述:
I0 即:
3、基尔霍夫第一定律的应用:
〖例2〗已知I1 = 25 mA,I3 = 16 mA,I4
= 12 mA,试求其余电阻中的电流I2、I5、I6 解:节点a:I1=I2+I3
则I2=I1I3=25 16=9mA 节点d:I1=I4+I5 则I5=I1I4=25 12=13mA 节点b:I2=I6+I5 则I6=I2 I5= 9 13=-4mA 参考方向:任意假定的方向。若计算结果为正值,表明该矢量的实际方向与参考方向相同;计算结果为负值,表明该矢量的实际方向与参考方向相反。
4、基尔霍夫第一定律的推广:
节点电流不仅适用于节点,还可推广于任意假设的封闭面来说,它仍然成立。下图电路中闭合面所包围的是一个三角形电路,有三个节点。
电流定律的推广应用
应用基尔霍夫第一定律可以列出: IA= IAB ICA
IB= IBC IAB IC= ICA IBC
上面三式相加可得: IA +IB +IC=0 或I0 即:流入此闭合曲面的电流恒等于流出该曲面的电流。
5、基尔霍夫第二定律(回路电压定律)
(1)内容:在任一瞬间,对任一闭合回路,沿回路绕行方向上各段电压代数和恒等于零。(2)公式:U0
(3)定律讨论的对象:回路上的电压(故基尔霍夫第二定律又称为回路电压定.....律).(4)通过对下列问题的讲解,归纳出利用U = 0 列回路电压方程的方法 【讨论】请用基尔霍夫第二定律列出下图回路电压方程。
列回路电压方程的方法:
(a)任意选定未知电流的参考方向(如上图所示);(b)任意选定回路的绕行方向;
(c)确定电阻电压正负(若绕行方向与电流参考方向相同,电阻电压取正值;反之取负值);
(d)确定电源电动势正负(若绕行方向与电动势方向相反,电动势取正值;反之取负值)。
综上所述,按标注方向循环一周,根据电压与电流的参考方向可得:
Uca+Uad+Udb+Ubc=0 即: GB1I1R1+I2R2GB2 =0 或: GB1GB2=I1R1I2R2 由此,得出基尔霍夫第二定律的另一种表达形式:
EIR
上式表明:在任一回路循环方向中,回路中各电动势的代数和恒等于各电阻............................上电压降的代数和。.........
6、基尔霍夫第二定律的推广应用:
基尔霍夫第二定律也可以推广应用于不完全由实际元件构成的假想回路。如下图所示
由上图可得:U= U U U
A
B
AB
= 0 或: UAB = UA UB
7、利用回路电压定律解题的步骤:
①、先标定各支路电流的参考方向和回路的绕行方向,原则上可任意标定:一般取电动势或较大的电动势的方向作为支路电流的参考方向和回路的绕行方向。
②、根据回路电压定律列出回路电压方程式。③、求解方程,并根据计算结果确定电压和电流的实际方向
【例3】如图所示是两个电源并联对负载供电的电路。I1 = 4A,I3 =-1 A,R1 = 12 ,R2 = 3 ,R3 = 6 。求各支路电流 I2和电源电动势E1、E2。
解:据节点电流定律可得
I3 = I1 + I2
可求出 I2 = I3 – I1 =-5A 在回路E2-R3-R2-E2中,据回路电压定律可得
E2 = I2R2+ I3R3 可求出 E2 = I2R2+ I3R3 = 5×3 +(-1)×6 = 9V 在回路E1-R1-R3-E1中,据回路电压定律可得
E1= I1R1 + I2R2
可求出 E1 = I1R1 + I2R2
= 4×3+(-5)×3=-3V 提问
1、叙述基尔霍夫第一定律的内容,并写出表达式? 2、叙述基尔霍夫第二定律的内容,并写出表达式? 归纳总结
(一)本课题学习,重点掌握以下内容:
1、理解支路、节点、回路和网孔的定义
2、掌握基尔霍夫定律的内容及数学表达式
3、理解基尔霍夫定律的推广应用
4、掌握利用基尔霍夫定律列方程时,电流参考正方向的理解及电阻电压、电源电动势正负的确定
(二)用基尔霍夫定律的解题步骤:
①、先标定各支路电流的参考方向和回路的绕行方向,原则上可任意标定:一般取电动势或较大的电动势的方向作为支路电流的参考方向和回路的绕行方向。②、根据回路电压定律列出回路电压方程式。
③、求解方程,并根据计算结果确定电压和电流的实际方向
通过本节课的学习,我们必须掌握基尔霍夫电流定律的内容及应用,同时要特别注意在列电流、电压方程时,必须先确定参考方向,否则讨论电流正负是毫无意义的。在下一节课我们将学习基尔霍夫定律的应用——支路电流法。
布置作业
教材P30 1-
10、1-11
公开课教案
课程:汽车电工电子技术 课题:基尔霍夫定律 授课班级:16001汽修
5.库仑定律教案 篇五
1.明确点电荷是梦想实验模型以及带电体视为点电荷的条件;掌握库仑定律资料及表达式;掌握对两电荷间相互作用的探究过程。
2.经过本节课的学习,体会科学研究中的梦想模型法。
3.经过静电力与万有引力定律的比较,体会自然规律的多样性与统一性。
二、教学重难点
【重点】库仑定律的理解与应用。
【难点】库仑定律的探究过程。
三、教学过程
环节一:新课导入
复习导入:万有引力定律
提问:结合之前学习的资料,万有引力的研究对象
学生:两个质点之间的引力作用;
继续提问:两个电荷间作用力大小的影响因素是否与万有引力相似
引出本节课课题——库仑定律。
环节二:新课讲授
(一)库仑力大小的影响因素
(1)猜想——类比推理
教师提问:结合万有引力的资料对电荷间相互作用力的影响因素进行猜想
学生:点电荷之间的作用力有可能与点电荷之间的距离以及电荷的带电量有关。
(2)实验原理——控制变量法
教师追问:如何经过实验的方法进行验证
学生:研究多种变量时借助控制变量法进行实验探究。
(3)演示实验——间接测量法
教师多媒体演示:带电小球靠近悬挂在丝线上的带同种电荷的泡沫小球的实验。并提问学生如何根据所展示的实验仪器确定电荷间作用力的大小。
学生:转换的思想,将作用力的大小转化为小球的偏转角度。
教师提问:实验中要改变的量为
学生:距离或电荷带电量不一样时小球的偏转角度。
教师进行演示实验并请学生总结影响因素。
(二)库伦定律
(1)库仑定律资料
教师结合多媒体展示给学生讲解物理学史中库伦对静电力规律的探索。
并指导学生经过对课本的阅读找出库仑定律的资料进行分享。
(2)库仑定律的条件
教师:结合上述的实验过程推测库伦定律的适用条件。
学生:小球可类比为之前所学的点电荷的概念,并最终参考为静止时小球的偏转角度,猜测条件为静止的点电荷。
教师肯定其发言并补充静止的条件。
(三)扭成实验
(1)库伦扭杆实验
教师:库仑定律所得出的物理量间的定量关系是如何测量的其难点可能是什么并提醒学生能够参照之前所学的卡文迪许扭称实验。
学生:偏转量很小不宜测量,可用放大转换法。
教师经过多媒体介绍库伦扭杆实验,经过动画演示让学生发现探究力与距离的关系。
学生定性分析后让学生阅读课本找到比例系数为静电力常量和其单位。
(四)库仑力与万有引力大小关系
教师:结合导入课题时的问题以及两种力的比例系数,猜测万有引力与库仑力的大小关系。
学生:一般情景下,库仑力远远大于万有引力。
环节三:巩固提高
练习:经过课后练习题的形式让学生进行库仑力和万有引力的计算并进行比较,体会万有引力和库仑力的大小关系。
环节四:小结作业
小结:师生共同总结本节课的相关知识点。
作业:思考库仑力是否能够使用机械力的合成与分解方法。
四、板书设计
6.欧姆定律教案 篇六
1、知道什么是电阻及电阻的单位。
2、.理解欧姆定律,并能用来解决有关电路的问题。
3、知道导体的伏安特性,知道什么是线性元件和非线性元件。
(二)过程与方法
1、通过演示实验探究电流大小的决定因素,培养学生的实验观察能力。
2、运用数学图象法处理物理问题,培养学生运用数学进行逻辑推理的能力。
(三)情感、态度与价值观
通过介绍欧姆的研究过程和“欧姆定律”的建立,激发学生的创新意识,培养学生在逆境中战胜困难的坚强性格。
教学重点、难点 重点
欧姆定律的内容、表达式、适用条件及利用欧姆定律分析、解决实际问题。
难点
伏安特性曲线的物理意义。
教 学 方 法 探究、讲授、讨论、练习教 学 手 段 电源、电压表、电流表、滑动变阻器、电键、导体A、B(参考教材图2.3-1)、晶体二极管、投影片、多媒体辅助教学设备
教学活动
(一)引入新课
同学们在初中已经学过了欧姆定律的一些基础知识,今天我们要在初中学习的基础上,进一步学习欧姆定律的有关知识。
(二)进行新课
1、欧姆定律
教师:既然在导体的两端加上电压,导体中才有电流,那么,导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢?下面我们通过实验来探究这个问题。
演示实验:投影教材图2.3-1(如图所示)
教师:请一位同学简述如何利用如图所示的实验电路来研究导体A中的电流跟导体两端的电压的关系?
学生:合上电键S,改变滑动变阻器上滑片P的位置,使导体两端的电压分别为0、2.0 V、4.0 V、6.0 V、8.0 V,记下不同电压下电流表的读数,然后通过分析实验数据,得出导体中的电流跟导体两端电压的关系。
教师:选出学生代表,到讲台上读取实验数据。将得到的实验数据填写在表格中。
换用另一导体B,重复实验。
[投影]实验数据如下
U/V
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
I/A
导体A
I/A
导体B
教师:同学们如何分析在这次实验中得到的数据?
学生:用图象法。在直角坐标系中,用纵轴表示电压U,用横轴表示电流I,根据实验数据在坐标纸上描出相应的点。根据这些点是否在一条直线上,来研究导体中的电流跟它两端的电压的关系。
教师:请一位同学上黑板作U-I图线。其他学生在练习本上作。
学生:作图,如图所示。
教师:这种描点作图的方法,是处理实验数据的一种基本方法,同学们一定要掌握。
分析图象,我们可以得到哪些信息?
学生:对于同一导体,U-I图象是过原点的直线,电压和电流的比值等于一个常数。这个比值可以写成:
R=
对于不同的导体,这个比值不同,说明这个比值只与导体自身的性质有关。这个比值反映了导体的属性。
师生互动,得出电阻的概念:电压和电流的比值R= ,反映了导体对电流的阻碍作用,叫做导体的电阻。
教师:将上式变形得
I=
上式表明:I是U和R的函数,即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,这就是我们初中学过的欧姆定律。
教师:介绍德国物理学家欧姆和欧姆定律的建立,从而对学生进行思想品德教育。
讨论:根据欧姆定律I= 得R= ,有人说导体的电阻R跟加在导体两端的电压U成正比,跟导体中的电流I成反比,这种说法对吗?为什么?
学生:这种说法不对,因为电阻是导体本身的一种特性,所以导体的电阻与导体两端的电压及导体中的电流没有关系。
教师:电阻的单位有哪些?
学生:在国际单位制中,电阻的单位是欧姆,简称欧,符号是 Ω。
常用的电阻单位还有千欧(kΩ)和兆欧(MΩ):
1 kΩ=103 Ω
1 MΩ=106 Ω
7.高二物理库伦定律教案 篇七
枣庄二中
宋庆华
一、教材分析
库仑定律既是电荷间相互作用的基本规律,又是学习电场强度和电势差概念的基础,也是本章重点,不仅要求学生定性的知道,而且还要求定量的了解和应用。对库仑定律的讲述,教材是从学生已有认识出发,采用了一个定性实验,展示库仑定律的内容和库仑发现这一定律的过程,并强调该定律的条件和意义。
二、学情分析
学生在上一节的学习中掌握了电荷之间存在相互作用力,且同性相斥,异性相吸。掌握了电荷守恒定律,并会简单的运用。在力学的学习中,学会了处理共点力作用下物体的平衡,并会通过偏转角度的变化判断受力的变化,初步掌握了研究多个变量之间关系的常用方法—控制变量法。学生的观察水平不断的提高,能够初步地、独立发现事物的本质及各个主要细节,发现事物的因果关系。具有初步的归纳重点,抓住问题本质的能力。已经初步具备了基本地实验操作和实验观察能力。
三、教学目标
1、知识与技能:
(1)了解定性实验探究与理论探究库伦定律建立的过程。(2)库伦定律的内容及公式及适用条件,掌握库仑定律。
2、过程与方法
(1)通过定性实验,培养学生观察、总结的能力,了解库伦扭秤实验。(2)通过点电荷模型的建立,感悟理想化模型的方法。
3、情感态度与价值观
(1)体验探究自然规律的艰辛与喜悦;培养学生热爱科学的,探究物理的兴趣。
(2)培养学生“发现问题,提出假设,并用实验来验证”的探究物理规律的科学方法与思路。(3)通过静电力与万有引力的对比,体会自然规律的多样性与统一性。
四、教学重点和难点
教学重点:库仑定律及其理解与应用。教学难点:库仑定律的实验探究。
教学难点的突破措施:定性实验探究与定量实验视频及理论探究相结合。
五、教学用具
多媒体课件、起电机、验电器,带绝缘柄的金属小球,毛皮,橡胶棒,气球,易拉罐,用金属薄纸包裹的泡沫小球,铁架台。
六、教学过程
引入新课
演示实验:让气球摩擦起电,将气球靠近易拉罐,会发生什么现象?(易拉罐被气球吸引滚动起来了。)既然电荷之间存在相互作用,那么电荷之间相互作用力的大小与什么因素有关呢? 新课教学:
(一)探究电荷间作用力的决定因素 电荷间相互作用力可能与哪些因素有关?(1)你认为实验应采取什么方法?
控制变量法。
(2)你想选取什么形状的带电体?
给出立方体,圆柱体,球形带电体让学生选择。
(3)这种作用力的大小可以通过什么方法直观的显示出来?
学生:比较悬线偏角的大小。(4)你想选取哪些实验器材?
球形导体,两个自制的带细线的用香烟金属纸包裹的泡沫小球,铁架台,感应起电机,橡胶棒,毛皮,(5)实验前先思考:可用什么方法改变带电体的电荷量?(6)实验探究步骤:
引导学生得出实验的具体步骤 细线吊一个小球A(带电),另一个带同种电的小球B,A球受力平衡时,细线偏离竖直方向一个角度θ.①保持距离r一定,研究相互作用力F与距离r的关系.先让塑料球带电,后给球形导体带电并逐渐增加电量,观察偏角; ②保持电量q一定,研究相互作用力F与电荷量Q的关系.将球形导体逐渐靠近减小距离,观察偏角。学生实验、观察记录并得出结论:
先画受力图,如果B对A的力是水平的,则F电=mgtanθ,如果θ越大,则F电越大,这样可以通过θ的变化来判断F电的变化。
定性实验结论:
距离r一定,电量q增加,偏角变大,作用力F电越大:
电量q一定,距离r越小,偏角越大,作用力F电越大。实验条件:保持实验环境的干燥和无流动的空气 播放配套课件
(二)定量实验探究,结合物理学史,得出库仑定律:
提出问题:带电体间的作用力与距离及电荷量有怎样的定量关系呢?
定性实验探究结论:间距增大,作用力减小;电荷量增大,作用力增大。请同学们想一下,我们以前有没有遇到过类似的物理规律呢? 提示:如果把上面结论中的电荷量换成质量呢?
1、分析问题:万有引力的变化规律与电荷间的作用力变化规律有很大的相似性,这就使我们联想到,既然在变化规律上具有相似性,那么表达公式也应该是类似的,。下面请同学们根据万有引力定律的公式,大胆地猜想一下电荷间作用力的公式。
2、提出猜想(类比):我们这样猜想的公式是否正确呢?要想验证我们的想法,需要进行实验探究,我们仍然用控制变量法进行探究。
3、定量探究三者的关系:
教师提出库仑在探究三者之间的定量关系时遇到的三大困难:
① 带电体间作用力小,没有足够精密的测量仪器;怎样确定带电体间的作用力的数量
关系?
② 没有电量的单位,无法比较电荷的多少;怎样确定电荷量的数量关系?
③ 带电体上电荷分布不清楚,难测电荷间距离。怎样测定电荷间的距离?
引导学生用类比的方法得出三大困难的对策:
卡文地许扭称实验——库仑扭称实验,对称性——等分电荷法,质点——点电荷
①放大思想:力很小,但力的作用效果(使悬丝扭转)可以比较明显。
②转化思想:力的大小正比于悬丝扭转角,通过测定悬丝扭转角度倍数关系即可得到力的倍数关系。
③均分思想:带电为Q的金属小球与完全相同的不带电金属小球相碰分开,每小球带电Q/2,同理可得Q/
4、Q/
8、Q/16等等电量的倍数关系(电荷在两个相同金属球之间等量分配)。课件演示电荷在相同的两个金属球间的等量分配.④理想化模型思想:把带电金属小球看作点电荷(理想化模型)利用刻度尺间接测量距离。点电荷:当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以致带电体的形状大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时,这样的带电体可以看做带电的点,叫点电荷。它是一个理想化模型,实际上点电荷不存在。(与“质点”进行比较)
4、引导学生观看库仑扭秤的实验视频与库仑当时的数据,总结规律。(观看视频)库仑扭称实验,库伦在艰苦的条件下,联想到万有引力定律和卡文地许扭称实验,利用巧妙的库伦扭秤装置和方法,发现了库伦规律。通过刚才的展示过程让学生了解库仑探究的过程、思路、方法。你能用自己的语言总结出规律吗?
学生:电荷间相互作用力与电荷间距离成平方反比关系,与电荷电量乘积成正比。介绍:库仑扭称实验只能定量测出同种电荷间相互作用力,库仑还利用电单摆实验定量测出异种电荷间作用力大小。让学生体会库仑定律的完美。
(三)库仑定律:
1、内容:真空中两个点电荷间的作用力大小与两电荷量的乘积成正比,与电荷间的距离平方成反比;方向在它们的连线上。这个规律叫做库仑定律。电荷间这种相互作用的电力叫做静电力或库仑力。
2、公式:
Q1Q2r2
3、说明:
①k为静电力常量, k=9.0×109N.m2/C2,其大小是用实验方法确定的。其单位是由公式中的F、Q、r的单位确定的,使用库仑定律计算时,各物理量的单位必须是:F:N,Q:C,r:m。
②库仑定律的适用条件:真空中,两个点电荷之间的相互作用。让学生回答实际带电体可以看成点电荷的条件。思考:当r趋向于0时,F趋向于无穷大吗?
③关于点电荷之间相互作用是引力还是斥力的表示方法,使用公式计算时,点电荷电量用绝对值代入公式进行计算,然后根据同性电荷相斥、异性电荷相吸判断方向。Fk④F是Q1与Q2之间的相互作用力,是Q1对Q2的作用力,也是Q2对Q1的作用力的大 小,是一对作用力和反作用力,即大小相等方向相反。
⑤库仑力(静电力)是性质力,与重力,弹力,摩擦力是并列的。
任意带电体可以看成是由许多点电荷组成的,所以,知道带电体上的电荷分布,根据库仑定律和力的合成法则就可以求出带电体间的静电力的大小和方向。
(四)库仑定律与万有引力定律的比较
例题1:
已知氢核(质子)的质量m2=1.67×10-27 kg,电子的质量m1=9.1×10-31kg,电子和质子的电荷量都是1.60×10-19C,在氢原子内电子与质子间的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢原子中氢核和电子之间的库伦力和万有引力。(课件播放解题过程)小结:
库仑定律在应用时,可以不代入电性符号,直接代入绝对值,最后判定方向;
计算说明万有引力远远小于库仑力,以后在研究微观带电粒子的相互作用力时,通常可以忽略万有引力。
讨论:比较库仑定律和万有引力定律(相似点与不同点),你会有什么样的感想?如何认识自然规律的多样性与统一性?
(五)静电力的叠加
对于两个以上的点电荷,其中每一个点电荷所受的总的静电力,等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和。
例题2:
真空中有三个点电荷,它们固定在边长50cm的等边三角形的三个顶点上,每个点电荷都是+2×10-6C,求他们各自所受的库仑力。(课件播放解题过程)小结:选择研究对象,画出受力图,由库伦定律和平行四边形定则求解。
七、当堂达标:
1、关于点电荷的说法,正确的是()A、只有体积很小的带电体,才能作为点电荷 B、体积很大的带电体一定不能看作点电荷 C、点电荷一定是电量很小的电荷
D、体积很大的带电体只要距离满足一定条件也可以看成点电荷
2、库仑定律公式中静电力常数k的大小为_______________.在国际单位制中k的单位是________.
3、库仑定律的适用范围是()A、真空中两个带电球体间的相互作用 B、真空中任意带电体间的相互作用 C、真空中两个点电荷间的相互作用
D、真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离,则可应用库仑定律
4、两个点电荷相距为r,相互作用力为F,则()A、电荷量不变,距离加倍时,作用力变为F/4 B、其中一个点电荷的电荷量和两点电荷之间的距离都减半时,作用力不变
C、每个点电荷的电荷量和两个点电荷间的距离都增加相同的倍数时,作用力不变
D、将其中一个点电荷的电荷量取走一部分给另一个点电荷,两者的距离不变,作用力可能不变
5、真空中有两个点电荷A、B.其带电量qA=2qB,当二者相距0.01m时,相互作用力为1.8×10-2N,则其带电量分别为qA=_____,qB=_____.
6、真空中有三个同种的点电荷,它们固定在一条直线上,如图所示,它们的电荷量均为4.0×10-12C,求Q2受到静电力的大小和方向。
八、教学反思:
九、教学的资源:
物理选修3-1 物理课程标准
物理教学参考书
物理优秀教案选
十、参考答案:
1、D
2、在真空中两个1C的点电荷相距1m时的相互作用力.N·m2/C23、CD
4、ACD 5、2×108C,1×108C6、1.110
8.《焦耳定律》优秀教案 篇八
1.知道电流的热效应。
2.知道焦耳定律。
3.知道利用和防止电热的场合和方法。
2.教学重点/难点
通过实验探究电流热效应跟哪些因素有关。
3.教学用具
4.标签
教学过程
一、引入新课
播放视频:电炉烧水电热取暖器电熨斗
[师]这些用电器工作时有一个什么共同特点?
[生]都要消耗电能。
[生]都会产生热。
[师]同学们根据自己的生活经验,一定能举出许多电流通过导体时,导体会发热的例子
这种现象这叫电流的热效应.
板书:电流的热效应
[师]在前面课程小灯泡的发光实验中,同学们曾有意地去触摸过小灯泡,感觉小灯泡(同学们一起说)热.有没有同学触摸过导线,如小灯泡连接的导线热不热. [生]我摸过,没感觉到热.
[生]我也在家里摸过做饭的电饭锅,饭都熟了,导线也没感觉到热.
[师]同学们有没有考虑过这样的问题:导线和用电器中流过的电流相同吗?
[生]相同.
[师]导线和用电器中流过了相同的电流,用电器发热而导线却几乎不发热,这是为什么?今天同学们就来一起探讨电流经过用电器时产生的热量与什么有关.
二、进行新课
电流的热效应
[想想做做]方法一:
[师]刚才我们已经知道了,电流的热效应与电阻的关系了,那跟电流有什么关系呢?同学们能否设计出实验来验证呢?
[生]讨论后得到实验方案
[强调]控制变量的重要。
[演示]P49演示实验
[师]这个实验又说明了什么问题呢?
[生]在通电时间一定、电阻相同的情况下,通过电流越大,导体产生的热量越多。 [师] 同学们再来思考一下,电流的热效应还跟什么因素有关?
[生]时间,比如电视机通电越久,机身就越热。
[师]刚才我们从第一个实验也可以看到,铜丝或镍铬合金通电时间越久,煤油的温度升高得越多,说明产生的热量也越多。
焦耳定律
[师]从刚才的几个实验我们知道了电流通过导体时产生热的多少跟导体的电阻、电流和通电时间都有关系。其实早在1840年英国物理学家焦耳就精确地确定了它们的关系,得到了焦耳定律。
(学生阅读焦耳定律的内容)
板书:Q=I2Rt
Q——热量——焦耳(J).
I——电流——安培(A)
R——电阻——欧姆(Ω)
t——时间——秒(s)
引导学生利用电功率的表达式P=IU和欧姆定律推导出焦耳定律。
[强调]在说到两个物理量“成正比”“成反比”的时候,一定要注意条件:关系式中其他物理量的大小不变.
[投影]
例题:某导体的电阻是2 Ω,通过2 A的电流时,在1min内产生多少热量?
(教师引导学生分析、演算、要求一名学生板演)
解:由题知:R=2 Ω I=2 At=1min=60s
Q=I2Rt =(2 A)2×2 Ω×60s =480J
(同学们在演算过程中,教师要提醒大家注意:代入计算的时候,要将电流的单位“A”一起平方 ,同时要注意单位的统一。)
[师]我们通过实验、观察、利用公式推导得出了电流热效应跟什么因素有滚.同学们现在能不能回答本节开始时的问题?
[生]导线和用电器(电炉或电饭锅或电灯)中通过的电流相同,但是导线的电阻较小,而那些电器的电阻较大,所以,那些电器发热,而导线几乎感觉不到热.
[师]生活中有些电热我们要利用,有些电热我们是要防止的.
三.电热的利用和防止
[师]关于电热的利用,同学们已经了解了许多,比如…
[生]电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤炉、电炉…
[师]同学们举出的都是利用电来加热的设备,都是常见的电热器.
出示电炉(可用投影仪投影放大)
[师]电热器的主要部分是发热体.同学们观察电炉由什么组成?
[生]主要是炉丝即电阻丝.
[生]还必须有炉盘,电炉盘是绝缘材料做成的.
[师]从实际考虑,电炉丝应该有什么要求?
[生]电炉就是要靠电炉丝发热的,所以炉丝的电阻应该很大.
[生]炉丝还应有较高的熔点,这样它在发热时才不容易烧断.
[师]同学们以电炉为例说明发热体是什么做的?
[生]发热体是由电阻(率)大,熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的.
(播放视频:电熨斗开壳看电热体或出示“热得快”、电饭锅等电热器,并能将电饭锅、电熨斗的发热板取出让学生观察,向学生说明,其他的电热器也都需要用电阻大、熔点高的金属导体作为发热体)
[师]我们了解了电热器,大家能不能说说使用电热有什么好处?
[生]电热清洁卫生,没有环境污染.
[生]热效率高,使用方便.
[生]能方便地调节,如控制温度,操作简单.
[生]…
[师]同学们知道了利用电热的好处.但有些时候,有些地方的电热我们是不需要的,还要设法防止.有关的内容,大家了解的有哪些呢?
[生]电机使用过程中会发热,如果连续使用时间过长,还会烧坏电机.
[生]有些导体上的绝缘材料会因温度过高,使绝缘材料迅速老化,甚至烧坏. [生]电视机开的时间长了会发热.电视机后盖上有许多孔,就是为了能通风散热. [生]电脑中还装有风扇,也是为了散热,减少电热的危害.
[生]老师用的投影仪上也装有小风扇,也是为了快点散热.
[生]农村抽水、磨面用的电动机连续工作一段时间后要休息一会,等凉了再用,是为了防止电热可能造成的危害.
播放视频:电动机散热窗或录音机散热窗,加深学生印象。
[师]同学们对电热的危害及防止了解的还真不少.老师这儿有一份电器的说明书,请大家仔细阅读,并分析说明其中的道理.
[投影]
教师引导学生着重注意以下内容:将电器置于通风良好处;勿使电器淋雨或受潮,长期不用的电器隔一段时间应该通电一次.
[生]电器工作时,置于通风良好的地方,是为了能使电器更好地散热、防止电热产生的危害.
[生]电器淋雨或潮湿会降低绝缘性能,使电路工作失常,影响用电器的使用.长期不用的电器隔一段时间要通电,是为了利用电热来驱潮,是电热的利用.
9.《探究欧姆定律》教学方案 篇九
1.目标
知识与技能
⑴理解欧姆定律,并能运用欧姆定律进行简单的计算。
过程与方法
⑵运用控制变量法探究电流跟电压、电阻的关系,归纳得出欧姆定律。
情感态度与价值观
⑶体验探究自然规律的曲折和乐趣,激发学生的好奇心,增强学习的兴趣和克服困难的信心。
2.教材说明
本节主要内容有:实验探究电流跟电压、电阻的关系,欧姆定律的内容和公式。
前面学习了电学中的三个基本物理量:电流、电压、电阻,本节通过科学探究建立电流、电压、电阻之间的定量关系,得出电学中重要的基本规律――欧姆定律。
教材的编写思路:本节教材与传统教材的重要区别,就是本教材更加重视过程与方法、情感态度与价值观的教育。学生已经学过电流、电压和电阻,但是并不明白它们之间的关系,教材从学生熟悉的电学现象出发,引导学生思考电流与电压、电阻之间的关系,让学生先提出自己的猜想,再来设计实验,通过实验收集数据,最后归纳得出电流与电压、电阻的定量关系。这样不仅加深了学生对欧姆定律的理解,而且培养了学生科学探究的能力和兴趣,让学生真正学会用控制变量法进行实验探究。
本节重点:欧姆定律是本章的重点,课标要求学生“理解”,而且能进行简单的计算。探究欧姆定律的实验,能够培养学生正确使用仪器仪表(电流表、电压表、滑动变阻器等)的能力和连接电路的能力,同时让学生学会用仪器仪表去探索物理规律、用控制变量法研究多个因素的关系,还有利于培养学生的合作交流意识和处理信息的能力。所以欧姆定律及其探究过程是本节教学的重点。
本节教学难点:对学生来说,探究欧姆定律的实验,电路比较复杂,测量的数据较多,又要控制变量,操作起来比较麻烦,所以学生设计并进行实验探究欧姆定律,是本章教学的难点。
本节是一堂重要的科学规律探究课,教师决不能仅仅停留在如何“教会”学生记住结论,“学会” 套用公式解题这个层面上,更应多方面关注学生的“学”。在备课和课堂教学中,教师要更多地站在学生的角度分析教材、调控课堂,让学生在亲身体验的平台上,手脑并用地参与科学探究活动,能动地认识和生成科学知识,真切地体验科学探究过程的曲折和乐趣,真正去感悟科学。
3.教学建议
●提出问题
可以像教材那样,引导学生回忆以前的实验活动,直接提出问题:电路中的电流跟电压、电阻之间究竟存在怎样的关系呢?
也可采取以下方法提出问题。
⑴温故知新,提出问题
教师:在电学中,我们已经学过了3个物理量:电流、电压和电阻。请问:电压的作用是什么?(学生:电压是一段电路中产生电流的原因。)什么是电阻?(学生:电阻表示导体对电流阻碍作用的大小。)既然电压使电路中产生电流,电阻对电流有阻碍作用,那么电路中电流的大小跟电压、电阻一定存在必然的联系,它们之间究竟存在怎样的关系呢?
⑵观察实验,发现问题
如图12-13所示,先用一节干电池给2.5V的小灯泡供电,观察灯泡的亮度和电流表的示数;再用两节干电池供电,观察实验现象。问学生:发现了什么?怎样解释看到的现象?(电压越大,电流越大。电流的大小跟电压有关。)
图12-13
如图12-14所示,同时展示两个电路:两电路都用一节干电池供电,但两只小灯泡的型号不同,让学生再次比较灯泡的亮度和电流表的示数。
图12-14
教师:以上几个实验说明电流的大小跟哪些因素有关?
学生讨论、回答。
⑶问题设疑,激活思维
教师出示问题:有一个小灯泡,上面标明其正常工作时的电流为0.3A。在一次实验中,小红测出通过灯泡的实际电流为0.4A,为使该灯正常工作(避免灯泡被烧坏),需要减小通过灯泡的电流,你能想出哪些办法?并简述理由。
这样的问题对学生来说略带一点“挑战性”,学生为了展示自己的聪明才智,往往会争相想办法、出主意。其实办法不外乎两种:减小电压,或增大电阻。
教师:大家认为电流的大小跟电压、电阻有关,那么它们之间有没有定量的规律呢?
●设计实验
为明确实验目的,可以把上一个环节中提出的问题(电路中的电流跟电压、电阻之间存在怎样的关系?)板书在黑板上。
如果学生的基础比较好,可以放给学生讨论,让学生利用桌面上的器材设计实验,探究电流跟电压、电流分别存在怎样的关系。采取这种教学方法,要给学生留出足够的时间,并对学生提出明确的要求,如要求画出电路图,设计出记录数据的表格等。然后全班集中交流,可投出学生设计的电路图和实验记录表格,让学生结合图表阐述实验方法步骤,相互补充,完善实验方案。
也可以让学生自己阅读教材,然后思考、回答教材提出的两个问题。通过讨论“为什么在电路中要接入一个滑动变阻器”,制定出具体的实验方案:以定值电阻为研究对象,研究它的电流跟电压的关系时,保持定值电阻R不变,用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压,测出多组电压和电流的对应数据,通过分析数据,发现电流跟电压的关系;研究电流跟电阻的关系时,要更换不同的`定值电阻,通过调节滑动变阻器保持定值电阻两端的电压相等,测出电流,通过分析多组数据,找出电流跟电阻的关系。
还可以通过师生双边活动,启发引导学生设计实验:
教师:要研究电流跟电压、电阻分别存在怎样的关系,可运用什么方法?
学生:控制变量法。
教师:请具体说明:每一步要控制什么量不变、改变什么量、怎样改变?每一步需要测量哪些量、怎么测量?
学生通过讨论,逐步弄清楚上述问题,也就把实验方案设计出来了。
●进行实验
为保证学生实验能够顺利进行,实验前可让学生说说实验注意事项,如:连接电路时要断开开关,避免短路,要正确连接和使用滑动变阻器,正确连接电流表、电压表,并选用合适的量程等。另外,为便于处理数据,可使R两端的电压成整数倍地变化。
课本的表格中只列出了三次实验,应向学生说明,仅从三次实验就得出规律是不科学的,课堂上应尽可能让学生多做几次,小组间要进行交流,以培养学生的科学素养。
在研究电流跟电压的关系时,若用3节干电池作电源,可用5Ω的定值电阻,三次电压分别为1V、2V、3V,这样电流的变化范围在0~0.6A,适合干电池的供电特性。若选用学生电源,三次电压可分别为2V、4V、6V。
在研究电流跟电阻的关系时,若选用3节干电池作电源,定值电阻取5Ω、10Ω、15Ω,建议电压保持3V,实验中电流值将在0.6~0.2A之间。若选用学生电源,建议电压取5~6V,电流在1.2A~0.4A为宜。
分析教材“表一”所收集的数据,可得出结论:当电阻不变时,电流跟电压成正比。
分析教材“表二”所收集的数据,可得出结论:当电压不变时,电流跟电阻成反比。
在物理学的定量研究中,经常要判断两个量是否成“正比”或“反比”关系,但有些学生并不清楚正确的判断方法,有的学生甚至错误地认为:“只要一个量随另一个量的增大而增大(或减小),它们就是正比(或反比)关系。”如果有较多学生对此存在模糊认识,要教给他们正确的判断方法:如果两个量每一组数据的“比值”一定,或者一个量变为原来的几倍时,另一个量也变化同样的倍数,或者两个量y和x的关系可以写成y=kx(k为常数)的形式,它们就是正比关系;如果两个量每一组数据的“乘积”一定,或者一个量变为原来的几倍时,另一个量变为原来的几分之一,或者两个量y和x的关系可以写成y= (k为常数)的形式,它们就是反比关系。
对于“欧姆定律”,不仅要让学生记住其公式形式,知道电流、电压、电阻之间存在数量关系,而且要让学生理解其物理意义:欧姆定律揭示了“导体中的电流由导体两端的电压和导体的电阻决定”这样一种制约关系,而不是一个单纯的数学式子,更不能理解为导体的电阻由电压和电流决定等。在利用欧姆定律解决具体问题时,提醒学生注意I、U、R是对同一段导体(或电路)而言的,不可张冠李戴,乱套公式。
向学生介绍欧姆的事迹,可以激发学生热爱科学的情感,让学生学习科学家刻苦钻研、专心致志的优良品质,使学生接受科学精神和科学思想的熏陶,进行情感态度价值观方面的教育。
4.教学评价
课堂测评
1.德国物理学家欧姆经过大量的实验得出:导体中的 跟 成正比,跟 成反比,这个规律叫做 ,表达式为 ,其中U、I、R的单位分别是 、、。
2.用图12-15所示的实验电路图“探究电流跟电压、电阻的关系”,下列注意事项错误的是( )
A.连接电路时,开关应该是断开的
B.连接滑动变阻器时,滑片要滑到阻值最小的位置
C.连接电表时,必须使电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出
D.每次更换电阻后,要调节变阻器,使电压表的示数相同
3.张颖在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集的数据画出了如图12-16所示的图像,下列结论与图像相符的是( )
A.电流一定时,电阻跟电压成正比
B.电压一定时,电流跟电阻成反比
C.电阻一定时,电流跟电压成正比
D.电阻一定时,电流跟电压成反比
4.根据欧姆定律公式,可变形得到R= 。对此,下列说法中正确的是( )
A.导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比
B.导体电阻的大小跟导体中的电流强度成反比
C.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D.导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
5.如图12-17甲、乙所示,分别是王浩和张颖在“探究电流、电压、电阻关系”时设计的电路。你认为哪种设计更合理?说明理由。
甲 乙
图12-17
6.为探究电流与电压的关系,小红将实物连接成如图12-18甲所示的电路。
图12-18
⑴请你指出图12-18甲中连接的错误之处:
①____________________________________;
②____________________________________。
⑵图12-18乙是实验中电流表的某次示数,则电流是________A。要使电路中的电流增大,根据你所画的电路图,滑动变阻器的滑片应向_______移动。
7.为了探究电流I跟电阻R的关系,小明进行了多次实验。
⑴在第一次实验中,小明把15Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器的阻值,使电压表的示数为2.5V,读取电流表示数,请你在图中连接第一次实验所需的电路。
⑵第二次实验时,小明将15Ω的电阻换成10Ω的电阻:a.闭合开关,电压表的示数将 ;b.按照你连接的电路,你应该向 移动滑动变阻器的滑片,并详细叙述你接下来的操作过程:
8.小刚同学通过实验,探究电流随电阻变化的规律。得到的实验数据如下表。
(l)实验中加在导体两端的电压为________V。
(2)请在图12-20所示的坐标系上画出电流随电阻变化的图像。
(3)分析表中的数据或图像,你能得出什么探究结论?
9.细心的小明发现,实验用的小灯泡上标有“2.5V 0.3A”字样,他请教老师,老师告诉他:“这是该灯泡正常工作时的电压和电流值。”
你能求这个小灯泡正常发光时灯丝的电阻是多大吗?写出你计算的过程。
10.有一只电阻,阻值为125Ω,最多可通过2A的电流,能否把它接在220V的电源上使用?
参考答案
1.电流 导体两端的电压 导体的电阻 欧姆定律 I= V、A、Ω
2.B 3.C 4.D
5.乙图更合理。因为通过调节滑动变阻器,可以非常方便地改变定值电阻两端的电压,便于测量多组数据,探究电流跟电压的关系;探究电流跟电阻的关系时,更换电阻后,通过调节调节滑动变阻器,保持定值电阻两端的电压相等。
6.⑴①电流表的正负接线柱接反了 ②电压表不是测量定值电阻两端的电压
⑵0.2A 向右
7.⑴如图12-21所示。
⑵a.减小 b.左(使滑动变阻器接入电路的电阻变小) 观察电压表直到其示数为2.5V,读取电流表的示数
8.(l)6 (2)如图12-22所示。 (3)在电压不变的条件下,电流跟电阻成反比。
9.R= = ≈8.33Ω
10.若接在220V的电源上,通过它的电流为:I= = =1.76A,
因为1.76A<2A,所以能接。
“自我评价与作业”指导
1.Ω 2.0.25A
3.电阻为:R= = =15Ω。电压增加时,电阻不变,此时电流为:I2= = =0.4A,应选用0~0.6A的量程。
10.焦耳定律教案 篇十
教材分析
《焦耳定律》是《普通高中物理课程标准》选修模块3—1中第二章“恒定电流”中的内容,其基本内容是“电功和电功率”“焦耳定律”。本节从能量转化的角度理解电功和电热,区分纯电阻电路与非纯电阻电路。教科书没有通过实验归纳引入焦耳定律,而是从能量守恒定律分析得出的。
本节课的教学内容选自人民教育出版普通高中课程标准实验教材教科书版《物理》选修3—1第2章第5节。教材内容由“电功和电功率”“焦耳定律”两部分组成。在“电功和电功率”部分,教科书根据功和能的关系,从电能的转化引入电功的概念,然后根据静电力做功的知识和电流与电荷量的关系得到了电功的计算公式,教学中可以引导学生对用电器中的能量转化进行讨论,这样有利于学生理解电功的物理意义:1.从静电力做功的角度去思考问题。电流通过用电器的过程中,消耗了电能,同时产生了其它形式的能,这个能量转化的过程就是电流做功的过程。实质上,就是静电力做功,电势能减小,增加了其他形式的能的过程。在转化过程中能量守恒。2.功是能量转化的量度,电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,即电功等于电路中电能的减少,这是电路中能量转化与守恒的关键。3.推导电功的公式时,在时间t内,相当于把电荷q由电路的一端移到另一端,移动电荷所做的功可由第一章静电场的知识求得。4.不同的用电器电流做功的快慢不同,引入电功率概念,还可以类比速度等概念进行学习,帮助学生理解,要让学生知道额定电功率的含义,并让学生知道额定电功率的含义,并让学生对常见用电器的额定功率有一个大致的了解。这部分内容的教材安排完全符合学生的认知和理解,因为学生在这之间已学习了静电场和能量守恒定律,在学生看来这样的一部分内容只是已有知识的一个演变过程,这样有利于学生在短时间内理解,对学生接下来的学习完全扫清了障碍。“焦耳定律”中,电路中电流做功,将电能转化为其他形式的能,其中很常见的就是内能。教师可以用电动机电风扇等常见的家用电器作为例子,引导学生进行讨论,电动机消耗的电能转化为机械能和内能两部分。让学生清楚,对于非纯电阻电路,电功和电热不相等。这时可以从能量守恒角度来考虑问题。这部分学生既可以学习新知识亦在生活中学习物理,也是物理联系生活的一个重要环节。
2.学情分析
教学主体是普通高二年纪的学生,已经掌握了功能关系的知识以及简单的静电学的知识,学生具有一定的分析推理能力,对于简单的公式的推导基本已经可以接受,但是本节侧重从能量守恒定律分析问题,较为繁琐,这对学生学习造成了困难,因此本节老师要引导学生对以上问题进行归纳总结。一方面总结电功和电热的关系;另一方面,要让学生体会能量转化和守恒的观点来分析问题的思想方法。经过本节的学习,对于将来学生遇到更复杂的能量守恒问题能轻松自然地解决。
二、教案
课题 焦耳定律 授课时间 学生 普通高中二年级学生
教学目标 知识与技能 理解电功电功率公式的物理意义,了解实际功率和额定功率
了解电功和电热的关系、了解电功和电热等价几个公式的适用条件
知道非纯电阻电路中电能与其他形式能的转化关系,此时电功大于电热
能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题 过程与方法
通过有关实例让学生理解电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程
情感态度与价值观
通过本节课的学习让学生体会能量守恒定律的普遍性
教学重点
区别并掌握电功和电热的计算
教学难点
学生对电路的能量守恒中的能量转化关系缺乏感性认识,接受起来比较难
教学方法策
讲授法、概念转变策略
教学过程 教学流程 主体内容 学生活动 教师活动 新课导入(复习导入)
新课教学
回顾知识:(1)把电荷在电场中某一点移到另一点静电力会对电荷做功:
EMBED Unknown ________________定义式
如果是匀强电场:那么有
EMBED Unknown
_____补充:如果电场力做正功电势能将要减少,如果电场力做负功电势能将增加,这中间有能量的转化。
(2)我们还学过电流,其定义式:
EMBED Unknown
一、电功和电功率
图2.5-1表示很小一段电路。电荷做定向移动,电荷在做从左向右的定向移动,它们从这段电路的左端移到右端所用的时间为t。那么我们将知道,在这段时间内通过这段电路的电荷总量为:
EMBED Unknown
在这段电路中静电力做功:
EMBED Unknown
如果代换q,则有:
EMBED Unknown ________电功的表达式
表示,电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、
电路中的电流I、通电时间t三者的乘积。
单位时间内电流所做的功叫做电功率。
EMBED Unknown EMBED Unknown
小结:(1)定义:电路中电场力对定向移动的电荷所做的功,简称电功,通常也说成是电流的功。
(2)实质:能量的转化与守恒定律在电路中的体现,电能通过电流做功转化为其他形式的能。
(3)表达式:
(4)物理意义:电流在一段电路中所做的功等于这段电路两
端的电压U、电路中的电流I、通电时间t三者的乘积。
(5)单位:电流单位用安培(A),电压单位用伏(V),时间单位用秒(s),则电功的单位是焦耳(J)。
(6)电功率的表达式:
电功率的物理意义:电流在一段电路上做功的功率P等于电流I与这段电路两端的电压U的乘积。
(7)单位:功的单位用焦耳(J),时间的单位秒(s),功率的单位为瓦特(W)
EMBED Unknown EMBED Unknown EMBED Unknown
(8)额定功率:用电器正常工作是所需的电压叫额定电压,在这个电压下消耗的功率称额定功率。
一般来说,用电器电压不能超过额定电压,但电压低于额定电压时,用电器的输出功率不是额定功率,而是实际功率。
(9)实际功率:
二、焦耳定律
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