這是介紹歐姆定律的新課。 是一篇優秀的物理教案文章,可供老師和家長參考。
歐姆定律新課簡介第 1 部分
一、教學任務分析
擴展課程中的“電源”和“閉路歐姆定律”是基礎課程中部分電路的延伸,是“電路”章節的核心知識。 內容不僅涉及電流、電阻、電壓、電動勢等物理量,還通過對電池供電原理和非靜電力工作的詳細介紹,突出了閉路中能量轉換和能量守恒定律。
《電源》和《閉路歐姆定律》涉及到許多新的、抽象的概念,如電動勢、外電壓、內電壓、外電阻、內電阻等,學生掌握這些概念有一定的難度。 建立閉路歐姆定律的探索過程不僅要求學生具有較強的通過動手實驗獲取數據的能力,而且還需要具有較高的理性分析處理數據的能力。
讓學生感受電池、制作水果電池,體驗物理與生活的聯系,打破電池認識的奧秘,甚至讓學生產生發明創造的欲望,從而感受到成功的喜悅或失敗的體驗。
本課通過教材內容的合理結合和探究活動的科學設計,較好地實現了學習目標。
2. 學習目標
1.知識和技能
(1)了解電源電動勢和內阻的概念,了解化學電池的工作原理。
(2)了解閉路歐姆定律。
(3)通過實驗操作培養動手實驗能力。
2.流程與方法
(1)通過實驗觀察、猜想、驗證的過程,體驗科學探究的一般方法。
(2)體驗通過實驗數據的分析歸納發現物理定律的過程。
3.情緒、態度和價值觀
(一)通過科學探究過程,培養嚴謹求實的科學態度。
(2)通過了解化學電池的結構,增強環保意識。
(三)觀看“神六”、“核電站”等圖片,領略我國在電力能源領域取得的偉大成就,激發愛國主義情懷。
三、教學重點
建立電動勢的概念,探索電源的內阻和閉路歐姆定律。
4、教學難點
通過對實驗數據的分析歐姆定律內容,得出電源具有內阻和閉路歐姆定律的結論。
5. 教學資源
1、實驗設備:電壓、電流傳感器、DIS數據采集器等,水果、銅線、鋅線等。
2、信息技術:自制FLASH課件。
3. 使用教材:上海現行高中教材《物理》延伸課程I卷2(試行版)(華東師范大學出版社)。
六、設計思路
在“電源電動勢”和“閉路歐姆定律”兩個電氣內容部分的教學中,我們的教學設計通常是根據高中物理教材提供的內容依次進行的。 教學內容上歐姆定律內容,從非靜電力功引入電動勢的概念,強調電動勢是將其他形式的能量轉化為電能的能力。 根據電源內外電壓之和為電源電動勢的實驗結果,借助歐姆定律,推導得出閉路歐姆定律。 在教學順序中,首先遵循閉路歐姆定律的電源電動勢。
由于人們對事物的認識是一個漸進的過程,不同階段的認知水平不同,學生對電動勢概念的理解不會一步到位,需要一個螺旋式的過程。 因此,我們在學習了《電動勢》和《閉路歐姆定律》兩節內容后,對教材進行了有機整合,設計了兩個雙循環教學流程。
第一個雙循環是電動勢。 電動勢的概念是掌握閉路歐姆定律的關鍵和基礎。 考慮到電動勢的概念比較抽象,涉及知識面廣,學生很難全面深入地理解它。 第一周期電動勢教學中,僅指出電源的電動勢是由電源本身的特性決定的。 它在數值上等于電源未接入電路時兩極之間的電壓。 可以直接用電壓表測量。 在第二個循環中,指出它是一個物理量,代表電源將其他形式的能量轉換為電能的能力。 電源的電動勢與電路斷開時電源兩極之間的電壓大小和單位相同,但物理意義不同。
第二個雙循環解決了閉路歐姆定律。 第一周期,通過多組電流和電阻的實驗數據,讓學生通過探索發現電源的內阻,進一步得到閉路歐姆定律,改變了先學電源的傳統教學方式。電源的表征量,然后所有概念都解決了之后,我們來研究一下電路中電流所遵循的規律,即閉路歐姆定律。 在第二個周期中,首先以作業的形式給學生提出一系列問題,然后要求學生通過自主學習和合作學習,完成從能源角度對電源的研究。
考慮到本課的研究方法與課本中的研究方法有所不同,我們在作業中安排了“課本中閉路歐姆定律的建立過程簡述”主題,引導學生學習另一種經典的研究方法通過閱讀教科書。 ,即通過探索電動勢與電源內外電壓的關系,得到閉合定律歐姆定律。
本課教學設計主要針對第一周期《電源》和《閉路歐姆定律》的學習。 題目名稱為“電源與閉路歐姆定律”,教學時間為1學時。
七、教學過程
八、教學過程
(一)情景─回顧歷史、引入話題
視頻:神舟六號遨游太空。 讓學生思考電池翼的作用。
圖片:科學家伽伐尼。 介紹加法尼發現電的過程。
圖片:科學家沃爾特的照片。 介紹伏打和伏打電池,并讓學生運用所學的化學知識講解伏打電池的工作原理。
實物:不同類型的化學電池。 剖析化學電池的內部結構,指出廢舊電池對人體和環境造成的危害。
制作:自制水果電池。 將鋅線和銅線插入不同的水果中,測量兩根線之間的電壓。
圖片:三峽核電站。 簡要介紹我國電力的發展情況。
(2) 探索──建構概念、建立規則
研究一:影響端電壓的因素
師:我們以干電池為例來研究一下電源。 如圖1所示,電路由干電池和電阻箱組成。 為了讓我們有共同語言,我們先介紹兩個概念。 我們把電源兩端的電壓稱為“端電壓”; 連接在電源外部的電阻稱為“外部電阻”。 圖1電路中電源的端電壓也是外部電阻上的電壓。
師:請按圖1所示連接電路,測量電源端電壓,完成下表,并告訴我們你發現了什么。
電阻箱電阻R
斷路
電源端電壓U
學生:我們發現,外部電阻R越大,電源端電壓U越大,說明端電壓與外部電阻有關。
學生:不同電源的外接電阻相同時U不同,說明端電壓也與電源有關。
健康:電路斷開時的端電壓僅由電源本身決定。
老師:當電路斷開時,電源兩極之間的電壓是由電源本身決定的。 也就是說,不同的電池在電路斷開時維持兩個節點之間電壓的能力不同。 為了描述電源的這一特性,物理學中引入了電動勢的概念。 電源電動勢等于電源未接入電路時兩極之間的電壓。 電動勢的符號是E,單位是伏特。
師:請測量桌子上干電池的電動勢。
探索2:閉合電路中的電流
師:在圖1所示的電路中,如果電源的電動勢和電阻已知,那么電路中的電流是多少? 根據您的知識、經驗、智慧或靈感進行猜測。
學生:我的猜測是:I=E/R
師:這個猜測正確嗎? 我們已經測量了電池的電動勢。 現在請測量具有不同外部電阻的電路中的電流。 完成下表,最后看看我們的猜測是否正確?
電阻箱電阻R
電路中的電流I
學生:通過實驗,我們發現當前的I
師:那么,電流、電動勢和外電阻之間有什么關系呢? 請再猜一下。
學生:把分母變大就可以了。 我的猜測是電源內部可能存在電阻。
師:假設你的猜測是正確的,我們不妨將電源內部的電阻稱為內阻,用r表示。 此時電路中的電流可寫為:I=E/(R+r)。 現在請用實驗數據和你所學的數學知識求出r的大小,然后看看上面的關系在誤差范圍內是否成立。
學生:我將每組數據代入I=E/(R+r),通過計算發現每次計算出的r在2.3歐姆左右,說明電源有內阻的假設成立,并且電路中的電流應滿足I=E/(R+r)。
學生:我用圖像法來處理實驗數據。 首先畫出IR圖像,發現圖形是一條曲線。 后來我把I=E/(R+r)寫成R=E/Ir的形式,發現電阻R與電流1/I的倒數呈線性關系。 如果I=E/(R+r)成立,那么通過實驗數據繪制的R-1/I圖像應該是一條直線。 利用實驗數據繪制的圖形如圖2所示,說明I=E/(R+r)的關系是正確的,圖形的截距為-2.344,表明電源的內阻為2.334歐姆。
師:通過上面的分析,我們得出I=E/(R+r)成立的結論,同時我們還利用圖像得到了電源的內阻。
師:這個定律I=E/(R+r)是歐姆首先發現的。 為了與初中學過的歐姆定律區別,我們稱之為閉路歐姆定律。 之所以稱為“閉合電路”,是因為I=E/(R+r)涉及到由電源、電阻等組成的整個閉合電路。初中學習歐姆定律I=U/R只涉及其中一部分整個電路的歐姆定律,所以我們稱I=U/R,也稱為部分電路歐姆定律。
(3)應用─聯系實際,講解實驗
題目:研究實驗表明,閉合電路中外部電阻越大,電路中的電流越小,電源的端電壓越大。 請解釋一下。
答:根據閉路歐姆定律I=E/(R+r),當外接電阻R變大時,電路中的電流I肯定會變??; 將I=E/(R+r)代入U=IR可得,U=E/(1+r/R),因此當外部電阻R變大時,電源的端電壓U變大。
9. 工作設計
在本班作業設計方面,我們力求使作業與社會、生活、環境相聯系,甚至超越物理學科。 同時,我們通過問題設計引導學生進行有目的的自主學習。
自主學習:為什么電子可以從電源內部的正極移動到負極?
自主學習:電動勢和電壓有什么區別和聯系? 從能量的角度解釋電動勢的物理意義。
開闊視野:簡述課本中閉路歐姆定律的建立過程。
擴展研究:重新審視課堂實驗數據。
(1)繪制UR、IR、UI圖像,并運用相關理論對圖像進行分析。
(2)假設E和r未知,如何利用實驗數據計算電源的電動勢和內阻。
注意壽命:查看手機電池上的說明,指出各個參數的含義以及注意事項的原因。
聯系實際:為什么日常生活中不用水果電池? 并設計一個實驗來檢驗你的想法。
10.教學反思
建構主義告訴我們,知識的獲取過程是學習者在一定情境下借助他人的幫助,即通過人際協作活動實現意義建構的過程。 獲得的知識量取決于學習者自己的經驗。 建構相關知識的能力并不取決于學習者記憶和背誦老師所教內容的能力。 教學過程中,我們獲得電源電動勢、電流和外部電阻的實驗數據后,要求學生猜測它們之間的關系。 一位自學閉路歐姆定律的同學說,電流等于電動勢與外電阻的比值。 。 課后與該同學交談后,我發現該學生并不是為了配合我的教學設計而故意犯錯,而是他忘記了之前自己學過的知識。 通過這次談話,我對意義建構有了更深入的認識,也更加堅定了我們的信念:物理課堂應該是學生通過探究性學習掌握知識的場所。
目前大家都比較注重課程和課堂的教學改革,而且改革的力度也比較大。 然而,作業改革步伐緩慢。 對作業功能定位的研究較少; 布置作業的時間是五個教學環節中最短的; 作業來源單一,往往只是課本或練習冊上的一些習題; 題目通常側重于理論研究,通過演繹和推理來完成。 本班嘗試在作業布置上進行一些改革。 力爭讓作業與社會、生活、環境相關,甚至超越物理學科。 作業的主要作用不僅是鞏固知識、查漏補缺,而且還具有承前啟后、承新啟新、引導學生自主學習的作用。 例如,作業要求學生對實驗數據進行重新處理,這不僅導致課堂上的深入研究,也為今后“內阻和電動勢的測定”實驗教學奠定了基礎; 又如有目的地引導學生通過作業進行獨立研究。 保證學生在一課時內完成第二輪《電源與閉路歐姆定律》的學習。 另外,自主學習有時也需要指導。 由于我們在課堂上讓學生觀看有關電源內部充電運動的FLASH動畫,學生課后自學變得有趣、輕松、高效。 是因為電荷受到非靜電力的影響?!崩斫庖脖容^深刻。
歐姆定律新課程簡介第 2 部分
一、教學目標
1. 知識和技能
(1)能夠描述歐姆定律所涉及的內容、公式和單位;
(2)理解歐姆定律,能夠轉化歐姆定律公式,理解和應用公式時注意“同一性”和“同時性”,能夠在新的問題情境中應用歐姆定律進行解釋、推理和計算。
2. 流程與方法
(1)體驗通過導體探索電流、電壓、電阻之間關系的實驗研究過程,使你更加熟練地利用圖像處理處理實驗數據,理解電流、電壓之間的正反關系和電阻。
(2)在實驗探索的基礎上初步學會相互溝通、討論和合作。
(3) 學習如何用數學公式來表達物理定律并體會這樣做的好處。
3、情感態度和價值觀:結合歐姆研究電流、電壓、電阻關系的簡史,培養學生勤奮努力、大膽探索的科學精神,同時讓學生增強成功的體驗在自我實現中。
2、教學重點:
歐姆定律揭示的物理意義和數學表達式;
3、教學難點:
歐姆定律的實驗設計以及學生對實驗數據的分析、歸納和總結。
4、教學設備:
調光燈、小燈泡、電池組、滑動變阻器、電流表、電壓表、阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω的電阻一個,電線若干根等。
5、教學流程:
(1) 布置實際情境進行討論并提出問題。
在如圖所示的電路中,可以用什么方法來改變小燈泡的亮度? 小組內討論,然后交流。
學生方法:
①改變電源電壓
②改變定值電阻的阻值
③串聯滑動變阻器。
實驗驗證,學生觀察燈的亮度變化
師:燈亮、滅分別代表什么意思?
學生:電路中的電流可大可小。
師:電路中電流的大小由哪些因素決定?
(二)大膽猜測,激活思維
鼓勵學生大膽猜測:你猜是什么因素決定了電流的大???
學生分組討論,教師給予適當提示。 學生結合所學內容和剛才的實驗現象猜測:電流與電壓的大小有關,因為電壓是電流形成的原因; 電流與導體的電阻有關,因為電阻對電流有阻礙作用——老師對學生的回答進行了回應。 肯定:最后,根據猜想,師生共同得出電路中的電流與電壓和電阻均有關的結論:
轉:有什么關系?
“創設情境——提出問題——猜測”的兩個步驟引起了學生的極大興趣。 學生注意力高度集中,渴望解決問題,這就產生了積極探索的動力。
(3)設計實驗
1.課件提供思考題
(1)根據研究影響電阻大小的因素的方法,應該用什么方法來研究這個問題?
(2)您應該選擇使用哪些設備?
(3)這個實驗應該分為多少步? 具體步驟是什么?
2、同學們進行了熱烈的討論,明確了該問題的研究方法:必須先盡量控制其中一個物理量不變,然后再研究另外兩個物理量的變化關系,即控制變量法。
學生們討論并提出,這個實驗必須分兩步完成:第一步保持R不變(確定應該用定值電阻代替燈泡),研究I和U的關系; 第二步是保持U不變,研究I和R之間的關系。第一步,改變U(用電壓表測量),觀察I(用電流表測量),電壓調整可以通過以下方式實現:電池芯的數量(在電源兩端直接連接一個阻值為R的電阻),或者可以通過將電阻與滑動變阻器串聯并移動變阻器滑塊來實現。
師生們共同討論:通過改變滑動變阻器的滑塊來改變電阻兩端的電壓,比通過改變電池節數來改變要好。
3.設計實驗電路并繪制電路圖:學生親自設計,然后選擇幾個有代表性的用實物投影展示,分析該方案的優點和缺點。
4.學生進一步討論:第二步,研究I和R之間的關系,首先改變圖中R的值。 可以使用5Ω、10Ω、15Ω的電阻。 為保持U不變,可調節滑塊P的位置,使電壓指示數保持不變。
5、師生共同討論:要完成上述實驗,還必須測量相關數據,并設計實驗數據記錄表格。
(四)分組合作,深入探索
在這個環節中,學生們分組進行,按照提出的方案開始實驗,像科學家一樣充滿興趣,邊做邊思考、邊記憶。 老師們巡視其設計是否合理,儀器使用是否得當,數據記錄是否正確,并進行個別輔導。
歐姆定律新課簡介第 3 部分
一、教學目標:
【知識與技能目標】:理解歐姆定律的物理意義,能夠進行簡單的計算。
【過程與方法目標】:通過計算,學習解決電學計算問題的一般方法,養成初步的邏輯思維能力和解決電學問題的良好習慣。
【情感態度與價值觀目標】:通過歐姆生平的介紹,了解科學家對科學的執著和探索真理的勇氣,激發他們的學習熱情。
2、教學重難點
【要點】:了解歐姆定律并能夠利用歐姆定律進行簡單的計算;
【難點】:理解歐姆定律并應用。
三、教學過程
(一)新課程介紹
復習舊知識并介紹一下:上節課,我們通過實驗探究了電流、電壓和電阻之間的關系。 讓學生一起回憶兩個實驗結論。
答:當R一定時,通過導體的電流I與導體兩端的電壓U成正比; 當U一定時,導體的電流I與導體電阻R成反比。
這兩個結論是普遍規律。 當我們結合兩個結論時,我們得到通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比,與電阻成反比。 用公式表示,I=U/R。 這個公式是19世紀德國非常著名的物理學家歐姆通過大量實驗推導出來的。 我們稱之為歐姆定律。 導入主題。
(二)探究學習
歐姆定律的介紹是,導體中的電流與導體兩端的電壓成正比,與導體的電阻成反比。
歐姆定律的表達式:I=U/R,請介紹一下三個字母的含義:U——電壓,國際單位是伏特,用V表示; R——電阻,國際單位是歐姆,用Ω表示; I——電流的SI單位是安培,用A表示。
歐姆定律是電學的核心定律。 有兩個重要的規律需要注意,即:
1.歐姆定律有兩個變形公式:U=IR和R=U/I(不是行列式)。
2、I=U/R表達式中的三個量必須代表“同一截面導體”的“同一狀態”; 用實際電路圖來感受和理解每一個。
(三)鞏固提高
科學家介紹:邀請幾組學生輪流上臺分享課前收集到的有關歐姆事跡的信息。
教師小結:歐姆是一位優秀的科學探究者。 歐姆在研究電流、電源和導線長度之間的關系時,自己設計了一種電流扭尺來解決電流測量的問題。 他的代表作是1827年出版的《伽伐尼電路:數學研究》。
歐姆定律在電學中非常重要。 我們用一個問題來加深理解,用歐姆定律來解決問題。
例如:當在導體兩端施加2V的電壓時,流過它的電流為5mA; 如果在導體兩端施加3V電壓,流過導體的電流是多少?
分析:已知電壓和電流是同一截面的導體,但給出了該導體的兩種狀態。 在計算問題的計算中,要有規范的步驟:首先要畫出等效電路圖,有計算表達式,然后帶入數據(單位),計算結果(單位)。
(四)作業總結
摘要:學生講述歐姆定律的概念和注意事項。
作業:希望學生課后能很好地理解歐姆定律,整合收集到的歐姆信息,并編入班級科學家手冊。
歐姆定律新課簡介第 4 部分
一、教學目標
1. 知識和技能
① 使學生能夠使用電壓表和電流表測量導體兩端的電壓和電流。
②通過實驗了解電流、電壓和電阻之間的關系。
③能夠在實驗中觀察、收集和分析數據。
2. 流程與方法
① 根據已有知識猜測未知知識。
②體驗歐姆定律的發現過程,掌握實驗思路和方法。
③能夠評價自己的實驗結果并找出成功和失敗的原因。
3. 情感、態度和價值觀
① 讓學生從關聯的角度看待周圍的事物,并設計實驗方案來證實自己的猜測。
②培養學生大膽猜測、仔細求證,養成嚴謹的科學精神。
二、重點和難點
1.重點:掌握實驗方法; 了解歐姆定律。
2.難點:實驗流程設計; 分析實驗數據; 評估實驗結果。
三、教學方法
啟發式綜合教學法。
4、教學準備
1. 教具:投影儀、透明膠片。
2、學習工具:電源、開關、電線、定值電阻(5Ω、10Ω)、滑動變阻器、電壓表、電流表。
5、黑板設計
已學過的電氣物理量:電流I、電壓U、電阻R。
猜猜三者之間的關系:I=UR、I=U/R、I=UR。
實驗所需設備:電源、開關、電線、電阻、電流表、電壓表、滑動變阻器。