《探究欧姆定律》教案

《探究欧姆定律》教案（精选8篇）

篇1：《探究欧姆定律》教案

课题：探究欧姆定律

【教学目标】 知识与技能：

（一）了解电流跟电压、电阻的关系；理解欧姆定律的内容及公式

（二）过程与方法：通过实验探究，进一步熟悉科学探究中被广泛采用的一种方法——控制变量法。

（三）情感态度与价值观：培养学生对科学探究的兴趣和探究活动中的协作精神。

【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，实验结果的评估。【教学准备】

器材：学生电源、电流表、电压表、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω）变阻器、开关、小灯泡、学生2——4人一组。【教学过程】

上节课我们学习了电阻和滑动变阻器，通过课本P54“活动3”知道滑动变阻器与灯泡串联可改变灯泡的电流，下面我们再通过实验回顾一下在这个活动中变阻器是怎样改变灯泡的电流的。

演示实验：按图1重组装一电路，电源为学生电源，闭合开关，滑动变阻器片，使灯泡发生明暗变化。

问：（1）滑动变阻器与灯泡串联后，为何能改变通过灯泡的电流？

（2）有没有其他方法改变电路中的电流？由以上两问可知，电压和电阻都影响通过电路、电流，是不是知道电压和电阻的变化就可以判断电流的变化呢？

（3）如果电路两端的电压增高，电路中电阻也增大，电路中电流如何变化？

（二）进行新课

1、提出问题：

由学生讨论第（3）问的答案，从而提出探究的问题“一段导体中电流跟这段导体两端的电压，导体的电阻有什么定量关系？”

2、猜想与假设

由于小组讨论作出猜想与假设，并说出自己的根据。

3、制定计划与设计实验

要验证自己的猜想与假设是否正确，我们只有通过实验来验证，鼓励学生以小组为单位讨论怎样设计实验（结合大屏幕上的提示）。温馨提示：

（1）研究电流I与电压U之间关系时： ①是否应该保持电阻不变？ ②怎样改变定值电阻两端电压？

③实验中用到哪些器材？各器材如何使用？ ④如何设计电路？

（2）研究电流I与电阻R之间的关系？ ①是否应该保持电压不变？你用什么方法？ ②怎样改变电阻？

③实验中用到哪些器材？各器材如何使用？ ④如何设计电路？

设计完毕，将学生设计的电路图用大屏幕展示，由学生简述方法，并鼓励学生利用多种简述方法。

4、进行实验与收集数据

在学生进行实验前，先由学生回答一下连接电路中注意的事项，然后以组为单位进行实验，（教师巡视指导）。

5、分析和论证

展示学生的测量数据，并由学生分析得出结论，然后鼓励学生用一句话概括得出：一段导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。

此结论德国物理学家欧姆早在19世纪初就得出来了，为纪念他的贡献，这个结论就被称为欧姆定律，欧姆定律也可以用公式 来表示，欧姆得出这个结论是不是也像我们这么容易呢？请阅读课本P59“信息浏览”。

6、评估：

（1）刚才那个小组的同学得出了欧姆定律的结论，其他小组有没有得出相同的结论呢？如果没有是什么原因造成的？你是怎么发现的？（可由学生通过实验分析回答）

（2）你们小组的数据有没有偏差？可能是什么原因造成的？你的结论是否可靠？具有不具有普遍性？

7、交流：

课下把你的探究过程及结论告诉同学和老师，或者把这个探究记录给他们看，征求他们的意见，既要改正自己的错误，弥补不足，又要为自己的正确观点和做法辩护，把交流的情况简要记录下来。

（三）课堂小结：

鼓励学生说一说本节课学到的知识和收获？ 想想议议

⑴、在学习电路连接时，课本为什么提示：切不可用导线直接把电池两端连在一起，这样会烧坏电池和导线。

（2）在电流表说明书中为什么规定：严禁将电流表两个接线柱直接连到电源两极上，否则会烧坏电流表。（3）如图2所示，某同学用电压表测串联电路中灯泡L1两端电压，开关闭合，两灯泡均不发光，电压，开关闭合，两灯泡均不发光，电压表指针有明显偏转，请分析一下产生此现象的原因。

（4）一天晚上，小明家一盏灯泡忽然亮度一增加，接着就熄灭了，而其他用电器照常工作，小明仔细观察灯泡发现灯丝烧断了，请你帮助分析一下灯丝烧断的原因。实际实验有一定难度，因此利用大屏幕加以提示。

在此处提注意事项，可避免烧坏某些电路元件

篇2：《探究欧姆定律》教案

第二课时

教学目标(一)知识与技能

1、进一步深刻理解欧姆定律及其表达式

2、能初步运用欧姆定律计算有关问题

3、培养学生应用物理知识分析和解决问题的能力(二)过程与方法

本节教学的课型属于习题课，以计算为主，习题训练是欧姆定律的延续和具体化.它有助于学生进一步理解欧姆定律的物理意义，并使学生初步明确理论和实际相结合的重要性．

教学过程中要引导学生明确题设条件，正确地选择物理公式，按照要求规范地解题，注意突破从算术法向公式法的过渡这个教学中的难点．特别需强调欧姆定律公式中各物理量的同一性，即同一导体，同一时刻的I、U、R之间的数量关系．得出欧姆定律的公式后，要变形出另外两个变换式，学生应该是运用自如的，需要注意的是，对另外两个公式的物理含义要特别注意向学生解释清楚，尤其是欧姆定律公式.(三)情感目标

介绍欧姆的故事，对学生进行热爱科学、献身科学的品格教育.教学建议 教材分析

本节教学的课型属于习题课，以计算为主.习题训练是欧姆定律的延续和具体化.它有助于学生进一步理解欧姆定律的物理意义，并使学生初步明确理论和实际相结合的重要性。

教法建议

教学过程中要引导学生明确题设条件，正确地选择物理公式，按照要求规范地解题，注意突破从算术法向公式法的过渡这个教学中的难点．特别需强调欧姆定律公式中各物理量的同一性，即同一导体，同一时刻的I、U、R之间的数量关系。得出欧姆定律的公式后，要变形出另外两个变换式，学生应该是运用自如

/ 4 的，需要注意的是，对另外两个公式的物理含义要特别注意向学生解释清楚，尤其是欧姆定律公式。

教学设计方案 引入新课

1．找学生回答第一节实验得到的两个结论：在导体电阻一定的情况下，导体中的电流跟加在这段导体两端的电压成正比；在加在导体两端电压保持不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比．

2．有一个电阻，在它两端加上4V电压时，通过电阻的电流为2A，如果将电压变为10V，通过电阻的电流变为多少？为什么？

要求学生答出，通过电阻的电流为5A，因为电阻一定时通过电阻的电流与加在电阻两端的电压成正比．

3．在一个10Ω 的电阻两端加上某一电压U时，通过它的电流为2A，如果把这个电压加在20Ω的电阻两端，电流应为多大？为什么？

要求学生答出，通过20Ω电阻的电流为1A，因为在电压一定时，通过电阻的电流与电阻大小成反比，我们已经知道了导体中电流跟这段导体两端的电压关系，导体中电流跟这段导体电阻的关系，这两个关系能否用一句话来概括呢？

启发学生讨论回答，教师复述，指出这个结论就叫欧姆定律．

（－）欧姆定律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．

1．此定律正是第一节两个实验结果的综合，电流、电压、电阻的这种关系首先由德国物理学家欧姆得出，所以叫做欧姆定律，它是电学中的一个基本定律．

2．介绍《欧姆坚持不懈的精神》一文．

3．欧姆定律中的电流是通过导体的电流，电压是指加在这段导体两端的电压，电阻是指这段导体所具有的电阻值．

如果用字母U表示导体两端的电压，用字母R表示导体的电阻，字母I表示导体中的电流，那么欧姆定律能否用一个式子表示呢？

（二）欧姆定律公式：I=U/R 教师强调

（l）公式中的I、U、R必须针对同一段电路．

/ 4（2）单位要统一I的单位是安（A）U的单位是伏（V）R的单位是欧（Ω）教师明确本节教学目标

1．理解欧姆定律内容及其表达式

2．能初步运用欧姆定律计算有关电学问题． 3．培养学生应用物理知识分析和解决问题的能力． 4．学习欧姆为科学献身的精神

（三）运用欧姆定律计算有关问题

【例1】一盏白炽电灯，其电阻为807Ω，接在220V的电源上，求通过这盏电灯的电流．

教师启发指导（1）要求学生读题．

（2）让学生根据题意画出画出简明电路图，并标出已经物理量的符号及数值及未知量的符号．

（3）找学生在黑板上板书电路图．

（4）大家讨论补充，最后的简明电路图如下图

（5）找学生回答根据的公式． 已知 R=807Ω，U=220V，求 I 解 根据I=U/R，得： I=220V/807Ω=0.27A（板书）答：这盏电灯的电流为0.27A 巩固练习

练习1 有一种指示灯，其电阻为6．3Ω，通过的电流为0．45A时才能正常发光，要使这种指示灯正常发光，应加多大的电压？

练习2 用电压表测导体两端的电压是7．2V，用电流表测通过导体的电流为0．4A，求这段导体的电阻。

通过练习2引导学生总结出测电阻的方法．由于用电流表测电流，用电压表测电压，利用欧姆定律就可以求出电阻大小．所以欧姆定律为我们提供了一种则

/ 4 定电阻的方法这种方法，叫伏安法．

板书设计

一、欧姆定律

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.二、欧姆定律表达式 I=U/R

三、欧姆定律计算

已知 R=807Ω,U=220V，求 I

解根据I=U/R 得 I=U/R=220V/807Ω=0.27A 答 通过这盏电灯的电流是0.27A 小结：

学生归纳，教师补充，布置作业 探究活动

【课题】欧姆定律的发现过程 【组织形式】个人和学习小组 【活动方式】 1.制定子课题.2.图书馆、互联网查找资料 3.小组讨论总结

篇3：“科学探究:欧姆定律”课堂实录

欧姆定律是一个实验定律, 是电学最基础、最重要的规律, 是电路计算的主要依据。本课的重点是欧姆定律的科学探究, 难点是电压的控制, 建议安排两个课时。要使学生在学习过程中, 理解并掌握欧姆定律及其变式的含义及用途, 经历与科学家进行科学探究相类似的过程 (发现并提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估) , 用科学探究的方法从实验中得出欧姆定律;体验科学探究的乐趣, 学习科学探究的方法, 领悟科学的思想和精神, 在科学探究中学习知识, 增长能力, 学会学习。培养学生的科学精神、尊重事实的科学态度、敢于创新和修正错误的良好品质。

二、教学实录

1.发现并提出问题

师:我们用电, 主要是利用电流产生的各种效应:热效应、光效应、磁效应等。这些效应都与电流的大小有关。电流的大小又与哪些因素有关呢?现在, 老师手里有一只手电筒, (边演示边讲) 我取下灯头, 打开开关, 请学生观察小灯泡的发光情况。

生众:不怎么亮, 该换电池了。

师: (换上新电池) 现在怎么样?

生众:亮多了。

师:请同学们就刚才观察到的现象提出问题。

生1:为什么换上新电池, 小灯泡就更亮了?

生2:为什么电池用久了, 小灯泡就不怎么亮了呢?

师:请同学们从物理的角度, 把问题提得更具体些。

生3:小灯泡的亮度与电流大小密切相关, 我的问题是电流的大小与什么因素有关?

生4:电池用久了, 电压会降低;换了新电池, 电压就高了。我的问题是:电流与电压之间有什么关系?

师:这问题提得好, 有物理思想。

生4:我是受到前面三个同学的启发而提出来的。我原来也没想到。

师:学习就应该这样, 要认真倾听他人的发言, 经过自己的思考, 提出新的问题。提出问题比解决一个问题更重要。没有问题, 科学探究就无从谈起, 科学发现、科学发明就不能产生。要想发现问题就要认真观察;要想提出问题就要认真思考。请同学们继续观察。 (把手电筒原来3.8V的小灯泡换成2.5V的小灯泡, 快速按动开关, 小灯泡快速闪亮后, 突然熄灭)

生众:哎呀!灯泡烧了!

师:现在只有换一个灯泡了 (将原来3.8V的灯泡换上) , 请同学们观察, 与刚刚烧掉的灯泡相比, 这个灯泡的发光情况怎么样?

生众:没有烧掉的那个亮。

师:我只是换了个灯泡呀?!请同学们帮我找找问题出在哪里?

生5:我想是因为老师换上的灯泡的电阻比烧掉的那个小灯泡的大。

师:能说说理由吗?

生5:电阻是对电流的阻碍作用, 老师只换了小灯泡, 其他条件都没有变, 然而小灯泡没原来的亮, 肯定是换上的小灯泡电阻更大, 对电流的阻碍作用大了, 电流就小了, 小灯泡就变暗了。

师:好!同学们还想提什么问题?

生众:电流与电阻有什么关系?

师:同学们问得很好。电流跟电压有什么关系?电流与电阻又有什么样的关系?这些都是我们今天要研究的问题。 (板书:科学探究:欧姆定律———探究同一段电路的电流、电压、电阻三者间的关系)

设计思考:发现问题、提出问题的过程极具创造性, 发现问题、提出问题的能力是学生最缺乏的。科学探究的终极目标之一, 就是培养学生的创造力。这一能力的培养, 宜从实际出发, 循序渐进地进行。演示实验接近学生的“最近发展区”, 为学生发现问题、提出问题创造了条件。

2.猜想与假设

师:我们要探究的问题已经十分明确, 请同学们和同桌商讨, 提出你们的猜想与假设。

(片刻后, 就有学生要求发言)

生6:我猜想, 电压越高, 电流越大。我是这样想的:有水压才有水流, 有电压才有电流。水压越高, 水流越大;电压越高, 电流越大。

生7:老师刚才做的实验也说明了这点, 换上新电池后的小灯泡比用旧电池的小灯泡亮。这说明电压越高, 电流越大。

师:随着某一个量的变大, 另一个量也变大的关系有很多, 数学中的正比例关系y=kx以及y=kx+c等等, 就是这个关系。电流与电压到底是什么样的关系呢?我们能不能用数学式子表示它们的关系呢?

生众:不知道。

师:这个问题我们暂时放一放, 我们再来猜想一下, 电流与电阻之间又有什么样的关系?

生众:电阻越大, 电流越小。

生8:电阻是导体对电流的阻碍作用, 我猜想电流随电阻的增大而减小。老师换上的那个电阻更大的小灯泡发出的光明显没有烧掉的那个电阻小的小灯泡亮, 这说明, 电阻增大了, 电流就减小了。

师:你的回答有理有据。我们能不能更具体地表述两者之间的关系呢?

生众:只知道电流随着电阻的增大而减小, 具体的关系就不知道了。

师:是啊。猜想终归是猜想, 要探明它们之间具体的关系, 就要用实验进行更细致地论证。

设计思考:猜想与假设, 是科学结论的先导, 能减少探究的盲目性。在这个过程中, 老师引导得法, 学生猜想有理, 以已有的知识和实验为依据, 取得了很好的教学效果。

3.制定计划, 设计实验

同学们按4人合作小组的形式, 讨论得出了用控制度量的方法去做具体的研究, 并画出了实验电路图。 (详细过程略)

师:在连接电路时, 要注意什么?

A组代表:电流表应串联在电路中, 并保证电流从电流表的正接线柱进入, 负接线柱流出;电压表要并联在小灯泡上, 同样要保证电流从电压表的正接线柱进入, 负接线柱流出。

B组代表:还要注意选档。电流表我们应该选择0～0.6A档, 电压表我们选0～3V档, 这样测量的精确度会高一些。电源我们选择两节新的钾电池串联, 电压为3V。

生9:做实验前要把滑动变阻器的滑片调到阻值的最大处, 这样做的目的是保护仪表。

生10:没有检查好电路是否连接正确前, 不能闭合电路。

生11:还应该在实验前设计好记录实验数据的表格。

师:你们考虑得真周到, 我们每个同学都应该有这种严谨认真的态度和科学精神。要控制电阻不变该怎么办?怎样研究电流与电压的关系?

C组代表:实验时不要更换电路中的小灯泡就可以了。滑动变阻器滑片, 记一组电流值和电压值, 再滑动滑片, 再记一组电流值和电压值。最好多记录几组。

D组代表:不能选电压过高的电源, 也不能选电阻过小的小灯泡, 以免电阻发热, 使得电阻值发生变化。

师:你们的合作真有效, 考虑也完善, 我为你们的科学精神感到高兴。

设计思考:制定探究计划和设计实验, 可以使探究的脉络更清晰, 探究的步骤更明确, 探究过程更科学, 探究结果更可靠。同学们发言认真积极, 倾听认真, 集思广益, 达到了多元探究的效果, 培养了团队精神。

4.实验操作与数据收集

师:现在我们可以开始实验了。两人一组, 你的同桌就是你的合作者。请打开桌面下的实验仪器柜, 自选器材和仪表, 并做好实验记录。

(老师巡视, 帮助有困难的小组。少数小组连接实际电路有困难, 如接入电路的变阻器不能变阻, 电压表与电流表的正负接线柱接反, 开关长时间闭合, 未检测电路就开始实验等, 在老师的点拨下, 都接好了电路并纠正了错误。全班同学约用了8分钟就完成了实验。)

设计思考:

磨刀不误砍柴工。由于制定计划与设计实验这一步做得很扎实, 实验完成得很快, 数据记录得也完整。可以看出, 在这一过程中, 学生都收获了成功的喜悦。

5.分析与论证

师:同学们都做完了实验, 得到了很多数据, 实验数据是客观事实的反映。要对实验数据进行科学分析, 才能得出科学的结论。现在, 我们开始分析, 进行交流和论证。请发言。

E组代表:我们先选择电阻为10欧的小灯泡, 调节滑动变阻器的滑片, 逐渐增大电阻两端的电压, 当电压是1伏时, 电流表上的示数是0.1安;再调节滑片, 当电压增大到2伏时, 电流表上的示数是0.2安;再调动滑片, 当电压增大到3伏时, 电流表上的示数是0.3安。我们得出的结论是:当电阻保持不变时, 电流与电压成正比关系。接着我们探究当电压保持不变时, 电流与电阻的关系。我们保持电压表的示数为2伏不变, 我们先接上电阻为4欧的小灯泡, 调节滑片, 使电压仍为2伏, 电流表示数为0.50安;接着换上电阻为8欧的小灯泡, 调节滑片, 使电压仍为2伏, 电流表上的示数为0.25安。我们认为已经可以得出结论了, 就没有继续做下去。我们的结论是:电压保持不变时, 电流与电阻成反比关系。

F组代表:我们收集数据的方法与H组有一点不同, 我们收集了许多数据, 并用描点法在坐标纸上画出了I—U图象。在保持电阻不变时, 我们得到的是一根通过坐标原点斜向上的直线。这也正说明了保持电阻不变时, 电流与电压成正比关系。我们在图象上任取一点, 还能求出我们保持不变的那个电阻的阻值。

师:你们做的实验都很成功, 发言也讲得很清楚, 得出的结论也很有道理。请你们两位把实验数据用表格写在黑板上, I组的代表还要把你们画的I—U图像画在黑板上。

(两位代表在黑板上写起来。这时, J组代表举手请求发言。)

G组代表:老师, 可以让我说说我们组的实验方法吗?

师:请说。

G组代表:我们小组用的是钾电池, 没有用电压表和变阻器。我们把两节钾电池串联使用做电源, 把电源、开关、电阻、电流表串联。先研究电压不变时, 电流与电阻的关系。当用电阻为6欧的小灯泡时, 电流表示数是0.50安;当用电阻为12欧的小灯泡时示数是0.25安。可以看出:电压保持不变时, 电流与电阻成反比关系。这个结论跟同学们的相同。我们再做保持电阻不变时, 探究电流与电压的关系。我们保持使用电阻为6欧的小灯泡, 先用一节钾电池, 电流表的示数是0.25安;接着我们又用一节钾电池与原来的那节串联做电源, 电压增加到原来的两倍, 可电流表的示数是0.48安, 而不是原来的两倍。因此我们认为:保持电阻不变时, 电流与电压不一定成正比。

师:请同学们认真思考, 是你们的实验结论正确还是他们的正确?

生众:当然是我们的结论正确。

师:在科学问题上, 我们不能搞“想当然”, 更不能搞“少数服从多数”。要讲求证据。

生12:我认为他们第二节电池的电压不到1.5V。

师:这样会有什么问题呢?

生12:如果第二节电池的电压低于1.5V, 那么两节电池串联起来的电压就不是之前电压的2倍, 所以电流也就不是原来的2倍。不信请他们量一量第二节电池的电压。

(G组测量以后, 派代表发言)

G组代表:我们刚刚测量了第二节电池的电压, 电压表示数是1.38伏。我们知道我们组得不出正确结论的原因了。两节电池串联以后, 总电压只有2.88伏, 而不是3伏。是同学们的结论正确。

师:你们组很有创意嘛。你们没有按照大家的设计做实验, 而是自己有自己独到的设计, 说明你们有求异思维。你们的设计也没有错, 如果这两个电池的电压是完全相同的, 还是能得出正确结论的。

生13:我认为, 如果他们在电源的两端接上一个电压表, 每次都读出电压表和电流表的读数, 还是能得出正确的结论。

生14:我认为他们的设计创造了一个与众不同的改变电压的方法, 不用滑动变阻器也能得出正确的结论, 这是一种创新。

师:你们的发言都很好。让我们为他们的求异精神和创新精神鼓掌。

(掌声热烈响起)

师:同学们现在知道什么是欧姆定律了吗?

生众:当电阻保持不变时, 电流与电压成正比关系。当电压保持不变时, 电流与电阻成反比关系。

师:同学们回答得对, 但是还不够概括, 还是两个分散的结论。那么应该怎样描述呢?

生众:一段导体中的电流, 跟加在这段导体两端的电压成正比, 跟这段导体的电阻成反比。

师:用数学形式应如何表示呢?

生众:I=U/R。

师:回答正确。法国物理学家欧姆最先通过实验归纳出这个规律, 人们为了纪念他, 就把这个规律叫做欧姆定律。

设计思考:分析论证得很精彩, 培养了学生的求异思维能力、分析讨论能力和创新精神。

6.评估

现在请同学们对今天的探究活动进行评估, 比较你所在小组得出的结论与其他小组的实验结论有什么差别?分析实验结论与开始的猜想有什么差异?分析产生实验误差的原因, 探讨改进实验的措施。

生自评 (略)

设计思考:要重视评估。评估能优化科学探究方案, 能引出新的发现, 有利于学生养成严谨的科学态度, 有利于发展学生的批判性思维。从以上的评估可以看出, 评估不仅能扩大、深化学生的认识, 而且使学生的能力得到发展, 能产生和收获多元的效益, 对学生的成长极为有利。

7.课堂小结

师:今天, 同学们都当了一次小欧姆, 知道了一段导体中的电流, 是随加在这段导体两端的电压和这段导体电阻的改变而改变的, 它们具体的关系是:I=U/R, 这就是欧姆定律。它有两个变式:R=U/I和U=IR。这两个变式并不反映物理规律, 只供我们在计算中应用。对于U=IR, 我们不能理解成导体两端的电压和这段导体电流成正比, 因果关系是不能颠倒的, 电压改变是“因”, 电流改变是“果”。对于R=U/I, 不能理解为电阻和电压成正比, 跟电流成反比, 电阻的大小不会因电压、电流的变化而变化, 决定电阻大小的因素是长度、横截面积、材料和温度。R=U/I是电阻的度量式, 也就是说, 它可以用来度量电阻的大小。下一课要学用“伏安法”测电阻, 用的就是这个原理。

篇4：闭合电路欧姆定律演示实验的探究

【演示一】路端电压的测量：闭合K1，将双刀双掷开关放在1处，数字电压表的读数即为路端电压，改变变阻器R的阻值以增大干路中的电流，实验发现路端电压随电流的变大而减小。

【演示二】内电压的测量：闭合K1，将双刀双掷开关放在2处，数字电压表的读数即为内电压。

【演示三】电动势的测量，断开K1，将双刀双掷开关放在1处，数字电压表的读数即为电动势。

【演示四】接通K1，调节外电路的电阻R，改变干路中的电流强度I，记录内压和路端电压U。

实验数据：

实验发现：当外电路的电阻R增大，干路中的电流I减少时，内压U′减小，路断电压U增大，但两者之和U′+U为一恒量，且在数值上等于电源电动势E。

【演示五】接通外电路，保持外电路电阻R不变，把通道中的闸板上下移动（即改变内阻r），记录内压和路端电压U。

实验数据：

实验发现：内阻r增大，干路中电流I减小时，路端电压U减小，内压U′增加，且两者之和U′+U亦为一恒量，在数值上等于电源电动势E。

通过实验得到电源电动势与内、外电路上的电压U、U′的关系：

E=U′+U

=IR+Ir

∴I=E/（R+r）

即得到闭合电路的欧姆定律。在闭合电路中的电流强度与电源的电动势成正比，与内、外电路中的电阻之和成反比。

篇5：《探究欧姆定律》教学方案

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。

篇6：《探究欧姆定律》教案

教学目标

1.知识与技能：①.明确电流与电压、电阻之间定量关系；

②.理解欧姆定律，记住欧姆定律公式。

2.过程与方法：①.通过问题情境，让学生猜想，设计实验方案、进行实验，以提高学生依据实验事实探索分析问题、总结物理规律的能力，进一步体验“控制变量法”的科学研究方法，认识科学方法应用的重要性；

②.体验用图像来说明物理现象，揭示物理规律的方法。3.情感态度与价值观：使学生亲身感受物理研究的意义，充分认识到科学攻关的艰巨性、科学方法的重要性，科学精神的可贵性。

教学重点：通过实验探究得出导体中电流与电压、电阻的定量关系。教学难点：学生对实验方法的掌握，主要是在实验设计、数据记录、数据分析并能正确得出实验结论。

教学方法:启发式教学、实验探究法、讨论法

教学用具:电子白板、干电池（2节）、开关、滑动变阻器、电压表、电流表、定值电阻(5欧、10欧、15欧各一个)、导线若干、小灯泡。

新课教学

一、情境导入新课

教师：展示亮度可调的台灯，提出爸爸和小明的不同看法 学生进行探究活动：怎样才能使得灯泡发光程度变暗 教师：同学们都用了什么办法让台灯变暗的？ 学生：减少一节电池或串联一个电阻。

教师：通过前面的学习已经知道：电压是产生电流的原因；电阻表示导体对电流的阻碍作用。那么流过导体的电流与导体的电阻及加在它两端的电压存在怎样的定量关系呢？我们还需要进一步用实验来探究，为了解决这个问题我们一起来学习第二节《科学探究：欧姆定律》。

二、新课教学 1.电流大小与哪些因素有关

猜想与假设:你认为电流大小与电压的大小有没有关系?如果有关系,你认为可能存在什么关系?电流大小与电阻的大小有没有关系?如果有关系,你认为可能存在什么关系? 学生猜想

实验一：电阻一定时，探究电流与电压的关系

教师：影响电流大小的因素有两个，我们探究电流与电压的关系应当采用什么方法？

学生：控制变量法 教师：控制什么不变？

学生1：控制电阻一定，探究电流与电压的关系教师：能否用小灯泡作为定值电阻？

学生2：控制电压一定，探究电流与电阻的关系。教师：需要哪些实验器材？

学生：①用电压表测导体两端的电压;②用电流表测导体两端的电流;③在实验中,还需要使用滑动变阻器。

教师：教师通过从组建最基本的电路→添加测量工具→如何改变电压逐步形成符合实验要求的电路图。

教师：宣布开始实验，并提醒分工合作要配合好，专人记录数据绘制图像。学生实验，教师巡回指导，发现问题及时解决。

教师：提醒断开开关，并请小组代表发言得出结论，并说明依据 学生：小组1.回答，小组2回答，小组3回答

（启发学生：①从数据上看电压增大几倍，电流大约也增大几倍，这是一种正比例关系，之所以不是那么严格，是因为实验存在误差，②从图像上看，符合正比例函数特征。）

总结：电阻一定时，电流与电压成正比（板书）

交流与评估①在实验中,滑动变阻器的作用②如何选择电流表和电压表的量程? 实验二 电压一定时，探究电流与电阻的关系

教师：接下来我们一起来探究电流与电阻的关系应当控制什么不变？ 学生：电压

教师：要改变哪个物理量？ 学生：电阻

宣布开始实验并提醒注意分工合作要配合好，专人记录数据绘制图像 学生实验，教师巡回指导发现问题及时处理。

教师：提醒断开开关，并请小组代表发言得出结论，并说明依据 学生：小组1.回答，小组2回答，小组3回答 教师总结：电压一定时，电流与电阻成反比（板书）。

交流与评估①在探究电流与电阻关系时,如何调节滑动变阻器保证电阻两端的电压不变? ②实验中使电压或电阻成倍数关系改变有什么好处? 教师：（展示图片）德国物理学家欧姆在1817年至1827担任中学物理老师期间，花了近10年的时间，通过自己设计实验仪器总结出了著名的欧姆定律，这得益于他强烈的好奇心和执着的探究精神，希望同学们能学习他优秀的品质。

他总结的内容是：一段导体中的电流，跟加在这段导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。

若都取国际单位则欧姆定律可以表达为：I=U/R 【布置作业】 课后作业1～5题；

利用欧姆定律解释电压不稳时，家里灯泡忽明忽暗的原因。【板书设计】

第二节 科学探究：欧姆定律

一、影响电流大小的因素

①电压 ②电阻 二．实验探究

1.电阻一定时，通过导体的电流与电压成正比；

2.电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比； 三．欧姆定律

1.内容：一段导体中的电流，与加在这段导体两端的电压成正比，与这段导体的电阻成反比。

篇7：欧姆定律教案

【学习目标】

1.理解欧姆定律，能运用欧姆定律进行简单的计算。

2.能根据欧姆定律以及电路的特点，得出串、并联电路中电阻的关系。3.学会解答电学计算题的一般方法。

【重点难点】

重点：掌握欧姆定律，会用欧姆定律分析电路问题，进行电路计算。难点：推导串联和并联电路中总电阻与各分电阻的关系。

【导学指导】

一、知识链接

导体中的电流与导体两端的电压和导体的电阻之间有什么关系？

二、探究新知

（一）阅读教材P26页，思考下列问题： 1.欧姆定律的内容是什么？

2.欧姆定律的表达式怎样？各个物理量的单位是什么？

点拔：利用欧姆定律解决问题要注意以下几点：

（1）欧姆定律中的 I、U、R 都是指同一导体或同一段电路上对应的物理量。同时欧姆U定律中三个物理量具有同时性。（2）由欧姆定律的变形公式为U = IR、R =。（3）

I欧姆定律中各物理量的单位必须统一。

（二）串联电路中的电阻关系

按教材图7.2-2进行实验，观察实验现象，思考这说明什么问题？ 实验现象说明：串联的两个电阻，总电阻比一个电阻

。拓展延伸：从理论上进一步探究串联电阻的总电阻和各分电阻之间的关系。

如图两个串联导体的电阻值分别为Rl和R2 , 设串联电路的总电阻为R，Rl和R2两端的电压分别为U1和U2，串联部分两端的电压为U ,通过Rl和R2的电流分别为I1和I2，根据欧姆定律推导R和R1、R2之间的关系。

对于多个电阻（R1、R2、R3 „ „ Rn）串联，同样可以得到:R=

即串联电阻的总电阻等于。

（三）并联电路中的电阻关系

把两个同样阻值的电阻并联起来，接到教材图7.2-3实验中，我们再观察实验现象，又能得到什么结论？

实验现象说明：并联电路的总电阻的阻值比＿＿＿＿＿＿＿

都小。

拓展延伸：从理论上进一步探究并联电阻的总电阻和各分电阻之间的关系。

设各支路的电阻分别为R1和R2，并联电路的总电阻为R.通过R1和R2的电流分别为I1和I2，并联电路的总电流为I。根据欧姆定律推导R和R1、R2之间的关系。对于多个电阻（R1、R2、R3 „ „Rn）并联，同理可以得到： =

即并联电阻的总电阻的倒数等于

之和。R

【课堂练习】

1、完成课本P29页的1、2、3、4、5、6题。2.欧姆定律是＿＿＿＿＿

国物理学家＿＿＿＿＿

在19世纪初期经过大量实验得出的，它的内容是导体中的电流，跟导体＿＿＿＿＿＿＿＿＿

成正比，跟导体的＿＿＿＿＿ 成反比。该定律用公式表示为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。人体安全电压不高于36V，当通过人体的电流接近30 mA时就会有生命危险。据此可以推断，人体是（填“导体”或“绝缘体”），人体电阻约 Ω。

3、对欧姆定律公式I=U/R的理解，下面哪一句话是错误的：()A．对某一段导体来说，导体中的电流跟它两端的电压成正比； B．在相同电压的条件下，不同导体中的电流跟电阻成反比； C．导体中的电流既与导体两端的电压有关也与导体电阻有关；

D．因为电阻是导体本身的属性，所以导体中的电流只与导体两端电压有关，与电阻无关。

4、如果某人的身体电阻约在3000Ω到4000Ω之间，为了安全，要求通过人体的电流不能大于 5mA，那么此人身体接触的电压不能大于：（）

A．5V B.15V C．30V D．36V

5、甲、乙两导体通过相同的电流，甲所需的电压比乙所需的电压大，则它们的阻值大小关系是：()A．R甲>R乙； B．R甲=R乙； C．R甲

6、有一电阻两端加上 6 V电压时，通过的电流为 0．5A，可知它的电阻为 Ω，若给它加上 18 V电压，导线中电流为 A，此时导线电阻为 Ω，若导线两端电压为零，导线中电流为 A，导线电阻为 Ω。

7、要想使1000Ω的定值电阻通过8mA的电流，那么应给它加________V的电压；如果该定值电阻所允许通过的最大电流是25 mA，那么它两端所能加的最大电压是_________V。

8、一个定值电阻接在某段电路中，当电压为1.5V时，通过的电流为0.15A，当电压增大为原来的2倍时，则下列说法正确的是（）

A．电流为原来的2倍 B．电阻为原来的2倍 C．电流为原来的1/2 D．电阻为原来的1/2

9、将2Ω和4Ω的电阻串联后接人电路，已知2Ω电阻通过的电流是0.5A，则4Ω电阻上的电压和电流分别为：()A．1 V、0.5 A； B．2 V、0.5 A； C．2 V、1 A； D．0.5 V、1 A。10．一个20Ω的电阻，接在由4节干电池串联的电源上，要测这个电阻中的电流和两端的电压，电流表，电压表选的量程应为()A．0～0.6A，0～3V B．0～0.6A，0～15V C．0～3A，0～3V D．0～3A，0～15V

11．如图所示电路，当图中的开关S闭合时，电流表的示数为1.2A，电阻R的阻值是2.6欧，电压表有“+”、“3V”、“15V”三个接线柱，问电压表应使用的是哪两个接线柱?

12、如图所示的电路中，A、B两端的电压是6V，灯L1的电阻是8Ω，通过的电流是0.2 A，求：

(1)通过灯L2的电流；(2)灯L1两端的电压；(3)灯L2两端的电压和灯L2的电阻。

13.小灯泡电阻为20欧姆，在正常工作时它两端的电压是12伏特，现有的电源电压是16伏特，要把这盏灯接在这个电源上，需怎样接入一个阻值多大的电阻？将电路设计出来，并画出电路图。

【要点归纳】

欧姆定律中的 I、U、R的关系是I=U/R,串联电阻的总电阻等于

。并联电阻的总电阻的倒数等于

之和。

【扩展训练】

1.电阻R1的阻值为10Ω，将它与R2并联后，总电阻为5Ω，若将R1与R2串联，则总阻值为（）

A.20Ω B.15Ω C.10Ω D.5Ω

2.有两个电阻，阻值分别为30和10Ω，把它们串联起来，其总电阻是（）A.40Ω B.30Ω C.20Ω D.7.5Ω

3.某段导体两端的电压是4V时，通过导体的电流是1A，如果将该导体两端的电压减少到2V时，通过导体的电流是（）A.0.25A B.0.5A C.2A D.3A 4.把一个3Ω的电阻和一个6Ω的电阻并联在电路中（图7.2-3)，它们的总电阻是多大？如果电源电压为3V，则电路中的电流为多

大？

5.在图电路中，R1=10Ω，R2=20Ω，闭合开关后，电流表的示数为0.3A。

篇8：《探究欧姆定律》教案

本课是人教版《物理》 (选修) 3-1第二章第三节《欧姆定律》的内容, 教材安排了测导体电流、电压和测绘小灯泡的伏安特性曲线两个实验。笔者根据教材做了大胆尝试, 把演示实验改为学生实验, 运用数字化实验系统进行物理实验的探究活动, 解决了本节课实验量大、不易完成的难题, 较好地体现了物理实验是科学探究的重要环节, 有助于培养学生科学探究能力和实践能力。对于“定值电阻的伏安特性曲线”, 采用传统实验测电压和电流值, 然后将数据输入Excel表格中, 生成定值电阻的伏安特性曲线。因为“定值电阻的伏安特性曲线”是学生高中阶段接触的第一个电学实验, 电路连接时的注意事项、电压表和电流表的使用方法以及注意事项都要呈现给学生。但是, 如果用传统实验仪器来测得“小灯泡的伏安特性曲线”和“二极管的伏安特性曲线”的数据, 就只能让学生凭感觉画出来, 其走向完全在重复教师直接告诉的结论, 这就与新课改要求学生以探究的方式研究问题相违背。在这样的矛盾冲突下, 笔者保留了部分传统实验, 把数字化实验系统应用进来。

●学情分析

本课时教学中学生可能会出现的主要思维障碍与困惑: (1) 本节课是学生高中阶段的第一次电学实验, 实验电路图的连接和实验的注意事项, 都应该让学生清楚, 要让学生养成良好的实验习惯, 培养学生严谨求学的态度; (2) 本节课要用到Excel来制作“定值电阻的伏安特性曲线”, 还要用到数字化实验系统来完成“小灯泡的伏安特性曲线”和“二极管的伏安特性曲线”, 所以, 教师要对学生进行一定的计算机培训, 以确保课上实验的顺利进行。学生掌握了数字化实验系统的操作, 掌握了如何应用传感器, 对于将来继续深入学习物理知识能够起到巨大的推动作用。

●教学目标

知识与能力目标:进一步体会用比值法定义物理量的方法, 理解电阻的定义, 理解欧姆定律;通过测绘小灯泡的伏安特性曲线的实验, 掌握利用滑动变阻器分压式电路来改变电压的基本技能;知道线性元件和非线性元件, 学会一般元件伏安特性曲线的测绘方法。

过程与方法目标:经历探究导体电压和电流关系的过程, 体会利用数字化实验系统对图像进行处理、分析实验数据、总结实验规律的方法;运用数学图像法处理物理问题, 培养学生运用数学进行逻辑推理的能力;课后由学生提交本次实验的实验报告, 并把打印好的数字化实验结果附在实验报告后, 以便反思和交流, 也作为教师对学生学习效果的反馈与检测的依据之一。

情感、态度与价值观目标: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, 进行热爱科学、献身科学的品格教育;通过传统实验与数字化实验系统的对比, 学生树立“继承与发展”的人生观。

●教学重、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;学生探究用电元件的伏安特性曲线。

难点:“小灯泡的伏安特性曲线”和“二极管的伏安特性曲线”的生成;学生能够建立概念图意识, 自己能够画出概念图。

●教学过程

1. 课堂引入

演示仪器:红绿灯演示仪。

师: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?这节课同学们会通过实验自己找到答案。

2. 实验探究

(1) 探究定值电阻的“电压-电流关系图像”及其“电流-电压关系图像” (即伏安特性曲线) 。

师:同学们在连接电路时, 按电流的方向连接, 先连干路再连支路 (如图1) , 最后将电压表并联到灯泡的两端;连接电路时, 电键要处在断开状态, 滑动变阻器滑片处于这个电路图的最左端 (滑动变阻器的分压式接法将在以后课堂上加以介绍, 不是这堂课的主题) ;电流表、电压表的量程选择要正确, 要使电流从正接线柱流入, 从负接线柱流出;调节滑动变阻器时要缓慢移动滑片, 且电表指针稳定时读数;每个实验台上有两个定值电阻, 阻值分别为15Ω的和5Ω的。同学们从电压表和电流表示数均为零开始对其中的一个定值电阻进行实验, 电压表每增加2V就在Excel上记录一组电压和电流值, 一共记录7组数据;做完实验后马上把滑动变阻器挪回到这个电路图的最左端;用另一个定值电阻替换前一个定值电阻, 仍然在Excel上记录7组数据;在Excel上生成U-I图和I-U图。

学生制表过程详细操作步骤: (1) 选中表中数据, 点击“插入”菜单的“图表”;点击“XY散点图”, 然后点击“下一步”;点击左上角的“系列”, 把“i1”系列中的“A”和“B”互换, 再把“i2”系列中的“A”和“C”互换, 点击对话框中的“下一步”;在对话框“图表标题”中输入“U-I”, 在“数标 (X) 轴 (A) ”处输入“I”, 在“数标 (Y) 轴 (V) ”处输入“U”;再次点击“下一步”;点击“完成”, 生成“U-I”的散点图。 (2) 点击“图表”中的“添加趋势线”;“类型”选“线性”;在“选项”里选择“显示公式”, 此时能生成“i1”系列的“U-I”图像。 (3) 点击“图表”中的“添加趋势线”;“类型”选“线性”, 在系列中选择“i2”;在“选项”里选择“显示公式”, 生成“i2”系列的“U-I”图像。

学生用同样的方法还要生成这两个定值电阻的“I-U”图像 (如图2) 。

师:说出所做的U-I图像是什么形状。

生:同一金属导体的U-I图像应该是一条通过原点的直线。这一组数据虽然生成的是一次函数图像, 但在误差允许范围之内, 可以把它看成正比例函数图像。

师:通过你对导体图像的认识, 能否说明“i1”系列的“U-I”图像直线的斜率有什么物理意义?

生:同一导体, 不管电流、电压怎样变化, 电压跟电流的比值都是一个常数, 可写为, 比值R反映了导体对电流的阻碍作用, 这个比值R我们叫导体的电阻。

师:比较“i1”系列的“U-I”图像与“i2”系列的“U-I”图像, 你又能得出什么结论?

生:由图像的斜率值的大小, 可以看出不同导体的U-I图像的倾斜程度不同, 即不同导体的R值也不同。在“U-I”图像中, 倾斜程度越大的图像, 阻值R就越大。

师:注意物理量的比值定义法然后回答:由电阻的定义式能否说成“电阻和导体两端电压成正比、和导体中的电流成反比”?

生:不能。电阻R是一个跟导体本身性质有关而与通过的电流无关的量, 这就是数学函数关系与物理规律之间的差别。

师:我将以上结论式做变形处理, 可以得到什么规律?

生:将结论式变形就得到了我们在初中学习过的“欧姆定律”, 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。

师:同学们, 我们刚才还在表格中生成了一个“I-U”图像, 请大家结合教材说出这种图像的名称, 并进行具体表述。

生:表格中的“I-U”图像, 即伏安特性曲线。教材上介绍:在实际应用中, 常用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U, 这样画出的I-U图像叫做导体的伏安特性曲线。

师:请同学们思考, 为什么教材上说“实际应用中, 常用I-U图像, 而不是U-I图像”?

生:我们之所以常用“I-U”图, 是因为电压是比较容易控制的变量, 所以常用电压作为横坐标。

师:“I-U”图像的斜率表示什么物理意义?它与“U-I”图像的斜率有什么区别?

生:“I-U”图像的斜率等于电阻的倒数;而“U-I”图像的斜率等于电阻。

情感目标落实:欧姆的生平;欧姆在经济十分困难的情况下还锲而不舍地求学, 这种精神很值得我们学习。

(2) 探究小灯泡的电压和电流关系图像。

师:电路连接时注意先断开电键, 滑动变阻器还是达到A端, 把定值电阻用小灯泡代替, 电压表和电流表分别用电压传感器和电流传感器代替。用数字化实验系统来完成这个实验的数据处理。

学生用数字化实验系统完成实验的同时, 在计算机上就可以看出数据走向 (如图3) 。

师:通过数字化实验系统得到的实验数据点走向是什么样的?

生:U-I图像的走向可以看成是一条曲线。

师:那么这条曲线的斜率怎样变化?说明什么?

生:曲线斜率逐渐增大, 说明电阻逐渐变大。

师:你能否解释这一现象呢?

生:因为小灯泡灯丝中电流增大, 温度升高, 电阻变大。

师:灯两端电压在额定电压附近变化时, 此时小灯泡正常发光, 曲线的斜率几乎不变, 也就是说, 灯丝电阻变化很小, 我们在此将小灯泡灯丝电阻看成是定值电阻。

(3) 探究二极管的电压和电流关系图像。

实验电路图同上, 不过把小灯泡换成二极管。生成图像如图4。

师:请大家观察稳压二极管的电压和电流关系, 分析二极管的电压电流关系图线是不是线性关系。

生:二极管的电流与电压不成正比, 二极管是非线性关系。

师:二极管加正向电压时, 电压越高, 电流随电压的变化越快还是越慢?

生:二极管加正向电压时, 电压越高, 电流随电压的变化越快。

师:二极管加反向电压时, 一般电压下电流为0表示导通还是不导通?

生:不导通。

师:二极管加反向电压时, 一般电压下电流为0表示不导通, 当电压达到一定值时, 电流出现什么现象?

生:迅速增大。

教师总结。

3. 课堂练习 (略)

4. 课堂小结

教师应用概念图技术对知识进行归纳 (如下页图5) 。在概念图相应概念处, 教师用链接技术对相应的知识点加以解释。这使学生对本节课的知识有了更系统、更全面的认识;使得学生的思维能力得到了很大程度的提升。

教师建议学生课下自己试着画出概念图。

5. 课后作业

(1) 完成《物理学习质量监测》P54“理解与应用”第1～10题;思考并回答第11题。

(2) 课下查找资料, 写一篇关于课上所用电路图误差分析的小论文。

(3) 今天网上QQ交流与答疑时间为:晚上7:30～8:00。

●教学反思

1.新课标、新教材赋予实验教学新的内容和要求

物理实验教学不仅仅是为学生演示一个物理现象、验证一个物理原理、发现一条物理规律, 更为重要的是通过实验来引导学生掌握科学实验的方法、树立科学实验的思想。此外, 物理实验还是科学探究的重要一环, 它有助于培养学生科学探究能力和实践能力。新教材也加大了实验教学的力度, 学生实验由19个增加到23个。

2.在矛盾中寻求实验手段的进步

《欧姆定律》这节安排了“定值电阻的伏安特性曲线”、“小灯泡的伏安特性曲线”和“二极管的伏安特性曲线”三个实验。对于“定值电阻的伏安特性曲线”, 我采用了传统实验测电压和电流值, 然后将数据输入Excel中, 生成定值电阻的伏安特性曲线。因为它是我们高中阶段接触的第一个电学实验, 电路连接时的注意事项, 电压表和电流表的使用方法以及注意事项都要呈现给学生。

但是, “小灯泡的伏安特性曲线”和“二极管的伏安特性曲线”用传统实验仪器来测得数据, 就只能让学生凭感觉画出来, 其走向完全在重复教师直接告诉的结论, 这就与新课改要求学生以探究的方式研究问题相违背。在这样的矛盾冲突下, 笔者辨证地保留了部分传统实验, 想到了把数字化实验系统应用进来。

3.用数字化实验系统来优化传统实验

数字化实验系统是利用计算机作为实验终端, 通过数据采集器、多种教学专用传感器以及配套使用的专用软件和常规仪器共同完成物理量的采集、测量、数据记录和处理。数据采集器与计算机以串行方式通信, 与传感器采用并行输入方式, 可同时接多y个传感器。它同时具备电流表、电压表、示波器、数字毫秒计、温度计和气压计等仪器设备的功能, 实现了测量结果的高精度和数字化。

数字化实验系统是一个开放性的实验平台, 将传感器和计算机组成多功能的测量系统, 能够独立地或者与传统的仪器结合起来进行实验, 快速、高精度地实时采集数据, 自动记录和分析处理。具有操作简便、所得图像直观、可回放等优点。

点评

《欧姆定律》教学设计不同于一般的整合教学设计, 设计者在设计中并没有使用多少花哨的素材和信息化手段, 但却“招招”实用。

第一招:利用电子表格处理实验数据。相对于传统的手工记录及处理数据的方式, 使用电子表格来记录、处理数据方便、快捷, 高效。此外, 也让学生进一步亲身体验信息技术在日常学习、生活、工作中的重要应用。

第二招:数字化实验系统探究实验。数字化实验系统具有数据采集智能化、数据处理智能化的特点, 操作更加简单, 也更加节省时间。与传统实验方法结合, 从而确保自主实验探究落到实处。

第三招:概念图的使用。在本节课的结尾部分使用概念图的形式明确和分析了本节课的任务及为了达成该任务所需要具备的知识、条件、方法和过程, 借助于概念图所具有的思维效率高、让人的左右脑同时运作的特点, 使学生更容易建构知识体系。