發(fā)布時(shí)間:2023-10-12 15:35:25
序言:作為思想的載體和知識(shí)的探索者,寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù),我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇?dú)W姆定律含義,期待它們能激發(fā)您的靈感。
歐姆定律是指,在同一電路中,通過某段導(dǎo)體的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。該定律是由德國(guó)物理學(xué)家歐姆在1826年4月發(fā)表的《金屬導(dǎo)電定律的測(cè)定》論文提出的。
隨研究電路工作的進(jìn)展,人們逐漸認(rèn)識(shí)到歐姆定律的重要性,歐姆本人的聲譽(yù)也大大提高。為了紀(jì)念歐姆對(duì)電磁學(xué)的貢獻(xiàn),物理學(xué)界將電阻的單位命名為歐姆。
麥克斯韋詮釋歐姆定律為,處于某狀態(tài)的導(dǎo)電體,其電動(dòng)勢(shì)與產(chǎn)生的電流成正比。因此,電動(dòng)勢(shì)與電流的比例,即電阻,不會(huì)隨著電流而改變。在這里,電動(dòng)勢(shì)就是導(dǎo)電體兩端的電壓。因?yàn)槲镔|(zhì)的電阻率通常相依于溫度。根據(jù)焦耳定律,導(dǎo)電體的焦耳加熱與電流有關(guān),當(dāng)傳導(dǎo)電流于電體時(shí),導(dǎo)電體的溫度會(huì)改變。電阻對(duì)于溫度的相依性,使得在典型實(shí)驗(yàn)里,電阻相依于電流,從而很不容易直接核對(duì)這形式的歐姆定律。
(來源:文章屋網(wǎng) )
本節(jié)內(nèi)容前承電路、電壓、電阻及電流表、電壓表的使用,是前面電學(xué)知識(shí)的聚焦;后啟電功、電功率,并為高中階段學(xué)習(xí)閉合電路的歐姆定律、電磁感應(yīng)定律、交流電等內(nèi)容做了鋪墊。甚至于對(duì)學(xué)生將來參加生產(chǎn)勞動(dòng)也有指導(dǎo)作用,即使在電工技術(shù)電子專業(yè)等學(xué)習(xí)中,歐姆定律同樣是必不可少的基礎(chǔ)知識(shí),其研究方法──控制變量法是學(xué)習(xí)關(guān)于電阻大小影響因素的研究方法的延續(xù),是物理問題研究思想的再次體現(xiàn)。
二、學(xué)習(xí)任務(wù)分析
本節(jié)重點(diǎn)是歐姆定律的內(nèi)容和公式。通過實(shí)驗(yàn)探究,歸納總結(jié)出歐姆定律,讓學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法,體驗(yàn)科學(xué)探究的樂趣,形成尊重事實(shí)、探究真理的科學(xué)態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的能力;理解歐姆定律中電流I、電壓U、電阻R的同一性是本節(jié)難點(diǎn),在探究過程中通過適時(shí)引導(dǎo)、恰當(dāng)點(diǎn)撥,利用實(shí)物電路使學(xué)生達(dá)到理解歐姆定律的目的。
三、學(xué)習(xí)者分析
學(xué)習(xí)了電路基礎(chǔ)知識(shí),學(xué)生產(chǎn)生了濃厚的興趣,多數(shù)學(xué)生能正確連接電路元件,正確使用電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器,對(duì)于控制變量的研究方法也有所了解。學(xué)生有較強(qiáng)的好奇心和求知欲,他們渴望自己動(dòng)手進(jìn)行科學(xué)探究,體驗(yàn)成功的樂趣,但對(duì)于U、I、R三者關(guān)系知之甚少,規(guī)律性知識(shí)的概括往往以偏概全。他們的思維方式逐步由形象思維向抽象思維過渡,教學(xué)中讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)研究問題的方案,是發(fā)展學(xué)生思維的有效途徑。
四、教學(xué)目標(biāo)
⑴知識(shí)與技能
會(huì)用實(shí)驗(yàn)的方法探究電流與電壓、電阻的關(guān)系;
理解歐姆定律的內(nèi)容、公式;
培養(yǎng)學(xué)生的觀察、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰头治龈爬芰Α?/p>
⑵過程與方法
通過實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)研究物理問題常用的方法──控制變量法。
⑶情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過探究過程,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度;認(rèn)真謹(jǐn)慎的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
重點(diǎn):歐姆定律的內(nèi)容和公式;
通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生知道導(dǎo)體中電流與電壓、電阻的關(guān)系。
難點(diǎn):理解歐姆定律的內(nèi)容;
弄清變形公式的含義。
五、教法設(shè)計(jì)
依據(jù)本節(jié)課的知識(shí)特點(diǎn)、教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生實(shí)際,確定本節(jié)主要采用實(shí)驗(yàn)探究法。把學(xué)生視為學(xué)習(xí)的主人,教師當(dāng)好學(xué)習(xí)的組織者和引導(dǎo)者。探究式學(xué)習(xí)可以激活學(xué)生已有的知識(shí),在探究新問題時(shí)使知識(shí)活化、重組,形成知識(shí)結(jié)構(gòu)并向能力轉(zhuǎn)化;讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的全過程,從中感悟科學(xué)思想和科學(xué)方法。
六、教學(xué)準(zhǔn)備
課題:閉合電路的歐姆定律(第一課時(shí))
課型:復(fù)習(xí)課
【教學(xué)目標(biāo)】
一、 知識(shí)目標(biāo)
1. 理解閉合電路的歐姆定律,并用它進(jìn)行有關(guān)電路問題的分析和計(jì)算.
2. 理解路端電壓與負(fù)載的關(guān)系.
二、 能力目標(biāo)
1. 通過對(duì)U-I圖線的分析培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)工具解決物理問題的能力.
2. 利用閉合電路歐姆定律解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問題,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力.
三、 情感目標(biāo)
通過本節(jié)課教學(xué),加強(qiáng)對(duì)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng),通過探究物理規(guī)律培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力.
【教學(xué)重難點(diǎn)】
1. 閉合電路的歐姆定律
2. 路端電壓與電流(外電阻)關(guān)系的公式表示法及圖線表示法.
【考點(diǎn)再現(xiàn) 設(shè)疑激思】
一、 電動(dòng)勢(shì)
1. 電源是通過非靜電力做功把 的能轉(zhuǎn)化成 的裝置.
2. 電動(dòng)勢(shì):非靜電力搬運(yùn)電荷所做的功跟搬運(yùn)的電荷電量的比值,E= ,
單位:V .
3.電動(dòng)勢(shì)的物理含義:電動(dòng)勢(shì)表示電源 本領(lǐng)的大小,在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓.
電動(dòng)勢(shì)與電壓有什么區(qū)別?
(1、其它形式、電能 2、 Wq 3、將其它形式的轉(zhuǎn)化為電能)
(電動(dòng)勢(shì)反映其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng),電壓形成電場(chǎng),促使電流做功.)
二、閉合電路歐姆定律
1.定律內(nèi)容:閉合電路的電流跟電源電動(dòng)勢(shì)成 , 跟內(nèi)、外電路的電阻之和成 .
2.定律表達(dá)式為I=
3.適用條件
4.閉合電路歐姆定律的兩種常用關(guān)系式:
(1)E=
(2)E=
你認(rèn)為電源的內(nèi)阻是恒定的還是不斷變化?定律表達(dá)式怎樣推導(dǎo)出來的?
電路中電流一定從高電勢(shì)流向低電勢(shì),對(duì)嗎?
(1、正比、反比;2、I=ER+r; 3.純電阻電路;4.E=U內(nèi)+U外、E=U外+Ir)
(電源內(nèi)阻短時(shí)間可認(rèn)為不變、定律從能量守恒推導(dǎo)、不對(duì),內(nèi)電路電流方向從低電勢(shì)流向高電勢(shì))
三、路端電壓U與外電阻R的關(guān)系
根據(jù)U= 知,當(dāng)外電路電阻R增大時(shí),電路的總電流I ,電源內(nèi)電壓U內(nèi) ,路端電壓U外 .
(E-Ir 、減小、減小、增大)
四、U-I關(guān)系圖
由U= 可知,路端電壓隨著電路中電流的增大而內(nèi)電壓 ;
1.當(dāng)電路斷路即I=0時(shí),縱坐標(biāo)的截距為 .
2.當(dāng)外電路電壓為U=0時(shí),橫坐標(biāo)的截距為 .
3.圖線的斜率的絕對(duì)值為電源的 .
注意點(diǎn):縱軸起點(diǎn)是否為零.
電源的U-I關(guān)系圖與電阻的U-I關(guān)系圖有什么不同?
(E-Ir、減小 1.E 2.I短 3.r)
(電源的U-I關(guān)系圖反映路端電壓與電流關(guān)系、電阻的U-I關(guān)系圖反映電阻兩端電壓與通過它的電流關(guān)系)
五、電源的功率
1.電源的總功率P總= .
2.電源的輸出功率P出=.
(1.EI 2.UI)
考點(diǎn)說明: 閉合電路歐姆定律是二級(jí)要求,常在選擇題中出現(xiàn)動(dòng)態(tài)電路分析,實(shí)驗(yàn)中常考查U-I圖線的有關(guān)知識(shí)點(diǎn).
復(fù)習(xí)考點(diǎn)還須引導(dǎo)學(xué)生多閱讀教材,多思考,多歸納總結(jié),多聯(lián)系實(shí)際.
【典型例題剖析 學(xué)會(huì)歸納總結(jié)】
題型1閉合電路歐姆定律的動(dòng)態(tài)分析
例1 如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)E=12 V,內(nèi)阻r=1 Ω,R1=5 Ω,R2=12 Ω,R3的最大阻值為6 Ω.
(1)求:流過電流表的最小電流?
(2)若R3的阻值減小,其它元件均不變,判斷電路中電壓表、電流表的示數(shù)如何變化?
答案:(1)0.8A;(2)V1、V2減小A增大
方法點(diǎn)撥:支路-干路-支路
學(xué)生的疑點(diǎn):1.總電阻的變化不清;
2.內(nèi)電壓變化忘了分析;
3.路、支路,電壓、電流變換搞昏了頭.
【當(dāng)堂鞏固1】
如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)E=8 V,內(nèi)阻不為零,電燈A標(biāo)有“10 V,10 W”字樣,電燈B標(biāo)有“8 V 20 W”字樣,滑動(dòng)變阻器的總電阻為6 Ω.閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動(dòng)觸頭P由a端向b端滑動(dòng)的過程中(不考慮電燈電阻的變化) ( A )
A.電流表的示數(shù)一直增大,電壓表的示數(shù)一直減小
B.電流表的示數(shù)一直減小,電壓表的示數(shù)一直增大
C.電流表的示數(shù)先增大后減小,電壓表的示數(shù)先減小后增大
D.電流表的示數(shù)先減小后增大,電壓表的示數(shù)先增大后減小
探究:P移動(dòng)電路總電阻怎樣變化?
題型2探究含電容電路的判斷與計(jì)算
例2 如圖所示,E=10 V,r=1 Ω,R1=R3=5 Ω,R2=4 Ω, C=100 F,當(dāng)S斷開時(shí),電容器中帶電粒子恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).求:
(1)S閉合后,帶電粒子加速度的大小和方向.
(2)S閉合后流過R3的總電荷量.
答案:(1)10 m/s2向上;(2)400 C
方法點(diǎn)撥 電容器兩極電壓與R2兩端電壓關(guān)系?R3在電路中有什么作用?
學(xué)生疑點(diǎn):1.電容兩端電壓變化沒搞清;
2.與電容串聯(lián)的電阻作用不明;
3.電路結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)不清.
【當(dāng)堂鞏固2】
如圖電路中,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭P向上滑動(dòng)時(shí),則 ( D )
A.電源的總功率變小
B.電容器貯存的電荷量變大
C.燈L1變暗
D.燈L2變亮
題型3 探究 U-I圖象的應(yīng)用
例3 如圖所示,直線A為電源的路端電壓U與電流I的關(guān)系圖象,直線B是電阻R的兩端電壓與通過其電流I的關(guān)系圖象,用該電源與電阻R組成閉合電路,則電源的總功率為 W,電源的輸出功率為 W電源的效率為
.
答案:6 W 4 W 23
探究:圖線的交點(diǎn)有什么物理意義?(工作點(diǎn))
【當(dāng)堂鞏固3】
如圖所示,為一個(gè)電燈兩端的電壓與通過它的電流的變化關(guān)系曲線.由圖可知,兩者不成線性關(guān)系,這是由于焦耳熱使燈絲的溫度發(fā)生了變化的緣故.參考這條曲線探究下列問題(不計(jì)電流表的內(nèi)阻).
(1) 若把一個(gè)這樣的電燈串聯(lián),接到電動(dòng)勢(shì)為6 V,內(nèi)阻為10 Ω的電源上,如圖甲所示求流過燈泡的電流和燈泡的電阻?
(2) 若將兩個(gè)這樣的電燈并聯(lián)后接在這個(gè)電源上,如圖乙所示,則通過電流表的電流值和每個(gè)燈泡的電阻?
方法點(diǎn)撥:寫出U=E-Ir其中I為通過電源的電流,并作圖找交點(diǎn).
答案:(1)0.35 A 7.1Ω (2)0.24 A 17.5Ω(提示寫出U=E-2Ir其中2I為通過電源的電流,并作圖找交點(diǎn))
學(xué)生難點(diǎn):
1.圖像特別是曲線,不會(huì)找具體信息;
2.對(duì)電阻與電源的U-I圖象的區(qū)別不清楚;
一、常規(guī)的實(shí)驗(yàn)電路圖有兩種連接方式,如圖1所示電流表內(nèi)接法和如圖2所示的電流表外接法.
其實(shí)驗(yàn)原理相同.閉合電路歐姆定律E=U+Ir,改變外電阻R,就能測(cè)得U、I的數(shù)據(jù),利用兩組數(shù)據(jù)代入公式可求得E、r的數(shù)值,若不考慮電流表和電壓表的內(nèi)阻,進(jìn)行兩次測(cè)量,由閉合電路歐姆定律列方程得
E測(cè)=U1+I1r測(cè),
E測(cè)=U2+I2r測(cè),
解得E測(cè)=I2U1―I1U2DI2―I1,
r=U1―U2DI2―I1.
圖1中,考慮電壓表的內(nèi)阻,由閉合電路歐姆定律有
E=U1+(I1+U1DRV)r,
E=U2+(I2+U2DRV)r,
其中,E和r為真實(shí)值,解得
E=I2U1―I1U2D(I2―I1)―U1―U2DRV,
r=U1―U2D(I2―I1)―U1―U2DRV.
比較可知E>E測(cè),r>r測(cè).當(dāng)電池的電阻較小(幾歐姆或以下)時(shí),式中U1―U2DRV很小,測(cè)量值與真實(shí)值很接近.系統(tǒng)誤差較小.
圖2中,考慮電流表的內(nèi)阻,由閉合電路歐姆定律有
E=U1+I1r+I1RA,
E=U2+I2r+I2RA,
解得E=I2U1―I1U2DI2―I1,
r=U1―U2DI2―I1―RA.
比較可知,E=E測(cè),r
以上兩種方法都能測(cè)出電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,并且誤差較小.
二、下面結(jié)合例題作具體分析
例1在測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中,備有下列器材:干電池(電動(dòng)勢(shì)E約為1.5 V,內(nèi)電阻r約為1.0 Ω);電流表G(滿偏電流3.0 mA,內(nèi)阻Rg=10 Ω);電流表A(量程0~0.6 A,內(nèi)阻約為0.5 Ω);滑動(dòng)變阻器R(0~20 Ω,10 A);滑動(dòng)變阻器R′(0~100 Ω,1 A);定值電阻R3=990 Ω;開關(guān)和導(dǎo)線若干.
(1)為了能準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量,也為了操作方便,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是.(填寫數(shù)字代號(hào))
(2)請(qǐng)畫出實(shí)驗(yàn)原理圖.
解析由閉合電路歐姆定律E=U+Ir可知,只要能測(cè)出兩組路端電壓和電流即可,但題目中只給出兩個(gè)電流表且其中一個(gè)電流表G的內(nèi)阻已知,可以把內(nèi)阻已知的電流表和定值電阻R3串聯(lián)改裝成一個(gè)電壓表.為了減少誤差,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理圖如圖3所示.
分別測(cè)兩組電流表G和A的讀數(shù),則有
E=IG1(R3+Rg)+(IA1+IG1)r,
E=IG2(R3+Rg)+(IA2+IG2)r,
可得E=(R3+Rg)(IG1IA2―IA1IG2)DIA2+IG2―IA1―IG1,
r=(R3+Rg)(IG1―IG2)DIA2+IG2―IA1―IG1.
此方法能準(zhǔn)確地測(cè)量出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,無系統(tǒng)誤差.
例2用一塊內(nèi)阻已知的電流表和一塊內(nèi)阻未知的電流表可以測(cè)量?jī)?nèi)阻較大的電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,其電路原理圖如圖4所示.設(shè)A1的內(nèi)電阻為R0,假設(shè)兩電流表的總量程略大于所在回路的電流,若S1閉合,S2斷開時(shí),電流表A1的示數(shù)為I1,則有
E=I1(R0+r),
若S1閉合,S2閉合時(shí),電流表的示數(shù)為I1′和I2′,則有
E=I1′R0+(I1′+I2′)r,
聯(lián)立以上兩式可得電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻分別為
E=I1I2′R0DI1′+I2′―I1,
r=I1―I1′DI1′+I2′―I1R0.
例3在“測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中,除待測(cè)電源(E,r),足夠的連接導(dǎo)線外,實(shí)驗(yàn)室僅提供:兩只量程合適的電壓表V1、V2及V1的內(nèi)阻R1,一只單刀雙擲開關(guān)S.
(1)畫出實(shí)驗(yàn)原理圖;
(2)寫出用測(cè)量值表示的電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的表達(dá)式,并注明式中各量的含義.
解析依據(jù)題意可知,電壓表V1的內(nèi)阻已知,則可由電流――電壓變換法用V1測(cè)出它所在支路的電流,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖5所示.
設(shè)當(dāng)開關(guān)S與1接觸時(shí),電壓表V1的讀數(shù)為U0;當(dāng)開關(guān)S與2接觸時(shí),電壓表V1、V2的讀數(shù)分別為U1、U2,由歐姆定律E=U+Ir,即有
U0=E―U0rDR1,
U1+U2=E―U1rDR1,
可得E=U0U2DU0―U1,
通過本節(jié)課的教學(xué),構(gòu)建一個(gè)“人文、物理、社會(huì)”三維的教學(xué)課堂,在引導(dǎo)學(xué)生探究物理知識(shí)的同時(shí),滲透“以人為本”的理念。讓“研究性學(xué)習(xí)”走進(jìn)課堂,走入學(xué)科教學(xué),以此來切實(shí)增強(qiáng)課堂教學(xué)的開放性、生成性。張揚(yáng)學(xué)生個(gè)性,最大限度地發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。實(shí)現(xiàn)落實(shí)從生活走向物理,從物理走向社會(huì)的課程理念。
二、教學(xué)目標(biāo)
1.通過對(duì)科學(xué)家歐姆事跡的介紹,激發(fā)學(xué)生勇攀科學(xué)高峰的斗志;通過歐姆定律的建立,使學(xué)生體驗(yàn)自然界各種運(yùn)動(dòng)和變化必然遵循一定的客觀規(guī)律;在科學(xué)探究的活動(dòng)中親身體驗(yàn),受到從特殊到一般的科學(xué)方法熏陶,以此來培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。
2.記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),知道簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理方法,提高連接電路及正確使用電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器的技能。
3.使學(xué)生初步了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、控制變量并運(yùn)用分析、比較、歸納等方法進(jìn)行科學(xué)探究的能力。以此來培養(yǎng)學(xué)生初步提出問題的能力及信息的收集和交流能力。
三、教學(xué)重點(diǎn)
建立歐姆定律,理解其含義。
四、教學(xué)難點(diǎn)
就是實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和探究過程。
五、課時(shí)安排
一課時(shí)。
六、教學(xué)過程
1.提出問題:通過一系列實(shí)際問題,引出“探究電流與電壓、電阻會(huì)不會(huì)有定量關(guān)系”的問題,體現(xiàn)了從生活走向物理的課程理念。
2.猜想或假設(shè):讓學(xué)生參與到課堂學(xué)習(xí)中來,結(jié)合已有的電學(xué)知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)讓學(xué)生作出猜想,并說明猜想的依據(jù)。
3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):小組討論如何改變電壓?如何進(jìn)行研究?(提出解決問題的思路。要求畫出實(shí)驗(yàn)的電路圖,列出所需器材、實(shí)驗(yàn)步驟,設(shè)計(jì)好數(shù)據(jù)記錄表)
全班交流,許x代表用實(shí)物投影儀展示自己的方案,由老師或下面的學(xué)生當(dāng)場(chǎng)提問(如:為什么要使用滑動(dòng)變阻器等),共同完善實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
4.動(dòng)手探究:動(dòng)手準(zhǔn)備,根據(jù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),該由教師引導(dǎo),讓學(xué)生動(dòng)手操作。
5.分析歸納:將學(xué)生的數(shù)據(jù)用投影儀投影,引導(dǎo)學(xué)生分析I與U的關(guān)系,將不同組的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,引導(dǎo)學(xué)生分析I與U的關(guān)系。在這中間,穿插介紹歐姆的事跡。
七、布置作業(yè)
練習(xí)第一、第二題。