歐姆定律教學(xué)設計
教材分析
歐姆定律是電學(xué)中的基本定律，是進(jìn)一步學(xué)習電學(xué)知識和分析電路的基礎，是本章的重點(diǎn)。本次課的邏輯性、理論性很強，重點(diǎn)是學(xué)生要通過(guò)自己的實(shí)驗得出歐姆定律，最關(guān)鍵的是兩個(gè)方面：一個(gè)是實(shí)驗方法，另一個(gè)就是歐姆定律。歐姆定律的含義主要是學(xué)生在實(shí)驗的過(guò)程中逐漸理解，而且定律的形式很簡(jiǎn)單，所以是重點(diǎn)而不是難點(diǎn)。學(xué)生對實(shí)驗方法的掌握既是重點(diǎn)也是難點(diǎn)，這個(gè)實(shí)驗難度比較大，主要在實(shí)驗的設計、數據的記錄以及數據的分析方面。由于實(shí)驗的難度比較大，學(xué)生出現錯誤的可能性也比較大，所以實(shí)驗的評估和交流也比較重要。這些方面都需要教師的引導和協(xié)助，所以這次課采用啟發(fā)式綜合教學(xué)法。
教學(xué)目標
知識與技能
�、偈箤W(xué)生會(huì )同時(shí)使用電壓表和電流表測量一段導體兩端的電壓和其中的電流。
�、谕ㄟ^(guò)實(shí)驗認識電流、電壓和電阻的關(guān)系。
�、蹠�(huì )觀(guān)察、收集實(shí)驗中的數據并對數據進(jìn)行分析。
過(guò)程與方法
�、俑鶕延械闹R猜測未知的知識。
�、诮�(jīng)歷歐姆定律的發(fā)現過(guò)程并掌握實(shí)驗的思路、方法。
�、勰軐ψ约旱膶�(shí)驗結果進(jìn)行評估，找到成功和失敗的原因。
情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)
�、僮寣W(xué)生用聯(lián)系的觀(guān)點(diǎn)看待周?chē)氖挛锊⒛茉O計實(shí)驗方案證實(shí)自己的猜測。
�、谂囵B學(xué)生大膽猜想，小心求證，形成嚴謹的科學(xué)精神。
重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn)：掌握實(shí)驗方法；理解歐姆定律。
難點(diǎn)：設計實(shí)驗過(guò)程；實(shí)驗數據的分析；實(shí)驗結果的評估。
教學(xué)方法
啟發(fā)式綜合教學(xué)法。
教學(xué)準備
教具：投影儀、投影片。
學(xué)具：電源、開(kāi)關(guān)、導線(xiàn)、定值電阻（5Ω、10Ω）、滑動(dòng)變阻器、電壓表和電流表。
板書(shū)設計
已學(xué)的電學(xué)物理量：電流I、電壓U、電阻R。
猜測三者之間的關(guān)系：I＝UR、I＝U／R、I＝U－R、……
實(shí)驗所需器材：電源、開(kāi)關(guān)、導線(xiàn)、電阻、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器。
實(shí)驗電路圖：見(jiàn)圖－10
記錄表格：
結論：（歐姆定律）
教學(xué)過(guò)程
課題引入
師：我們到目前已經(jīng)學(xué)了電學(xué)方面的幾個(gè)物理量？
生：電流I、電壓U、電阻R（教師板書(shū)1）
師：（引導學(xué)生回憶這幾個(gè)物理量的概念，并從中體會(huì )它們之間的聯(lián)系）它們之間并不是孤立的，而是有著(zhù)重要的聯(lián)系。一段導體兩端的電壓越高，通過(guò)它的電流將如何變化？當導體的電阻越大，通過(guò)它的電流將如何變化？
生：（對于這個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題，大家的回答都很積極和準確）
師：這只是一種粗略的推薦，是一種定性的關(guān)系。例如：一支5Ω的電阻當它兩端的電壓從5V變?yōu)?0V時(shí)通過(guò)它的電流會(huì )變得怎樣？進(jìn)一步我問(wèn)大家，電流變化了多少？
生：（對于第一個(gè)問(wèn)題學(xué)生能夠不假思索回答出來(lái)，但第二個(gè)問(wèn)題把學(xué)生難住了，激起學(xué)生的求知欲望）
師：如果我們知道一段導體的電阻，還知道加在它兩端的電壓，能不能具體計算出通過(guò)它的電流？這個(gè)問(wèn)題對于我們是很有意義的，如果我們能具體知道電流的值，那么就不僅僅能知道電壓升高后電流會(huì )變大，還能精確地知道電流增大了多少。今天我們就來(lái)研究一下這三個(gè)物理量之間存在一種什么定量關(guān)系。
探究課題
師：既然電流與電壓及電阻都有關(guān)系，那么大家大膽猜想一下將電流I與電壓U和電阻R的關(guān)系式應該是一種怎樣的形式？
生：（學(xué)生的各種猜想……）
�。ń處煱鍟�(shū)2．這里的猜想不是一段語(yǔ)言表述，而是一個(gè)具體的公式，因此學(xué)生可能會(huì )沒(méi)有把握表達自己的觀(guān)點(diǎn)，所以需要鼓勵，即使有的學(xué)生說(shuō)出一個(gè)公式也不一定能夠說(shuō)出猜想的理由，這種情況下老師可以替他向同學(xué)說(shuō)出猜想的理由，理由的正確與否不重要。但應該注意：猜想不是瞎猜、亂猜，不是公式越多越好，應該引導學(xué)生在原有知識的基礎上有根據，符合邏輯進(jìn)行猜想。）
師：到底哪一種想法是對的，我們只能通過(guò)實(shí)驗來(lái)驗證。這個(gè)實(shí)驗要怎么做呢？
生：用電源和一段已知阻值的導體組成一個(gè)電路，用電壓表測出導體兩端的電壓，用電流表測出通過(guò)導體的電流，看三個(gè)值滿(mǎn)足哪一個(gè)關(guān)系式。
師：說(shuō)出你所需的器材有哪些？
生：電源、開(kāi)關(guān)、導線(xiàn)、電阻、電流表、電壓表。
�。ń處煱鍟�(shū)3）
生：改變電阻兩端的電壓，測出在不同的電壓下通過(guò)電阻的電流。
師：如果你得出了結論，我會(huì )懷疑是不是因為你用的這個(gè)電阻比較特殊，這個(gè)結論只是一個(gè)巧合，可能換了其他的電阻就沒(méi)有這個(gè)規律了。
生：可以換幾個(gè)電阻，測出不同電阻情況下的電壓和電流。
師：換電阻很簡(jiǎn)單，這里老師可以給你們5Ω和10Ω兩個(gè)不同的電阻；如何改變電壓呢？
�。劢處熞龑W(xué)生從電源的角度（用的電源是干電池或學(xué)生電源怎么操作？）和從電路的組成結構角度（電路中增加一個(gè)什么元件？）進(jìn)行思考］
�、僭鰷p干電池的個(gè)數。
�、谡{節學(xué)生電源的輸出電壓。
�、叟c定值電阻串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器。
師：由于滑動(dòng)變阻器能連續調節電壓，使用起來(lái)比較方便，這里我們使用串聯(lián)滑動(dòng)變阻器的方法改變電壓。［補充教師板書(shū)3（增加“滑動(dòng)變阻器”）］
師：現在我們知道了所用的器材，大家現在畫(huà)出用這些器材組成的一個(gè)能同時(shí)測量電壓和電流的電路圖。（引導：我們研究的對象是定值電阻，因此電流表和電壓表測量的是通過(guò)定值電阻的電流和定值電阻兩端的電壓，電流表和電壓表應與定值電阻怎樣連接？要用滑動(dòng)變阻器改變定值電阻兩端的電壓，滑動(dòng)變阻器應與定值電阻怎樣連接？）
生：（學(xué)生將自己畫(huà)的電路圖展示在黑板上，教師引導學(xué)生進(jìn)行修改）
師：同學(xué)們畫(huà)的電路圖可能不同，但只要把握住關(guān)鍵的要點(diǎn)就可以。
要點(diǎn)：
�、匐娫�、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、定值電阻、電流表串聯(lián)；
�、陔妷罕聿⒙�(lián)在定值電阻的兩端。（見(jiàn)圖－11）
師：記錄數據是必不可少的一個(gè)環(huán)節，并且記錄還有一定的技巧，因為大家要從這些數據中尋找規律，所以數據的排布要合理，做到一目了然。我們常用的方法是列表格。表格大家都很熟悉，每天大家上課都要用課程表；考試結束會(huì )看到全班的成績(jì)表。這里我們改變的是電壓和電阻，測量的是電流，記錄數據的表格應如何設計？
生：（有的學(xué)生會(huì )看看自己的課程表，有的學(xué)生會(huì )想到把課程表中的星期和節次換成電壓和電阻，教師可在引導的過(guò)程中一步步揭示答案）
師：為了在實(shí)驗完畢后能與其他小組的數據進(jìn)行比較，大家的實(shí)驗條件應該相同，這里我們都使用5Ω和10Ω的兩個(gè)定值電阻，調節定值電阻兩端電壓依次為1V、2V、3V（教師板書(shū)5，下表中實(shí)踐部分）
師：在大家的共同努力下，我們的實(shí)驗設計完成了。但這并不代表我們的實(shí)驗成功了，如果你在實(shí)際操作中出現錯誤，實(shí)驗可能因此功虧一簣，現在我問(wèn)大家幾個(gè)問(wèn)題，你們想想應該怎么做？為什么？
�。ㄍ队皟x投影：①連接電路的過(guò)程中開(kāi)關(guān)應該斷開(kāi)還是閉合？②開(kāi)關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片應調節到什么地方？③如果已經(jīng)知道實(shí)驗中遇到的最大電流是0．6A，電流表和電壓表的量程應如何選擇？）
生：（第一個(gè)問(wèn)題比較簡(jiǎn)單，大部分學(xué)生能夠回答，第二個(gè)問(wèn)題比較難，教師要進(jìn)行提示，第三個(gè)問(wèn)題要讓學(xué)生學(xué)會(huì )從實(shí)驗設計中尋找數據，教師要提示。最后教師投影答案）
師：請同學(xué)按照上面的實(shí)驗方案開(kāi)始實(shí)驗。
�。▽W(xué)生以小組為單位進(jìn)行操作，教師巡視指導）
師：［將學(xué)生的實(shí)驗數據展示在黑板上（補充教師板書(shū)5），每個(gè)小組都很積極地告訴老師自己的實(shí)驗數據］因為任何實(shí)驗都存在誤差，所以大家的數據有差別是正常的，但數據差別不大，不影響我們總結規律，同學(xué)們觀(guān)察這些數據之間有什么關(guān)系？
�。ㄍ队埃孩儆^(guān)察表格的縱行。當電阻是5Ω時(shí)，電阻兩端的電壓增大到原來(lái)的2倍，通過(guò)它的電流增大到原來(lái)的____________倍，電壓增大到原來(lái)的3倍，通過(guò)它的電流增大到原來(lái)的____________倍。對于10Ω的`電阻，電流和電壓有這種關(guān)系嗎？
結論：導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比。
�、谟^(guān)察表格的橫行。當電壓是1V時(shí)，電阻增大到原來(lái)的2倍，通過(guò)它的電流變?yōu)樵瓉?lái)的__________倍。對于2V和3V的情況，電流和電阻有這種關(guān)系嗎？
結論：導體中的電流跟導體的電阻成反比。
�、蹖㈦娏鱅、電壓U、電阻R的關(guān)系用公式表示為_(kāi)_________。
生：（數據的規律性很明顯，學(xué)生基本能自己獨立得出結論）
師：這個(gè)規律最早是由德國的物理學(xué)家歐姆發(fā)現的，因此稱(chēng)為歐姆定律。
師：實(shí)驗完成了，大家分組討論下面的幾個(gè)問(wèn)題，然后做出回答。
�、賹�(shí)驗的結論具不具有普遍性？
我們的實(shí)驗采用改變電壓和電阻多次測量的方法，在條件改變后得到的規律是相同的，說(shuō)明規律應該具有普遍性。
�、跒槭裁瓷贁敌〗M的數據偏差比較大？
多種情況的錯誤都可能引起這種結果。如：電路連接是否正確；電壓表是不是并聯(lián)在定值電阻的兩端；電表選擇的是另外的量程自己卻還沒(méi)有意識到；讀數時(shí)誤將電流表當電壓表，電壓表當電流表；數據是不是填入表格中正確的位置等等。
�、蹫槭裁炊鄶敌〗M的數據總有一些小小的偏差？
這屬于正常誤差。如：在讀數時(shí)，每個(gè)人的習慣不同，當遇到電表指示在刻度的半格處時(shí)，有的同學(xué)忽略半格，有的同學(xué)多讀了半格；還有你們用的定值電阻的阻值以及電表的準確性也不可能完全一樣。
鞏固練習
�、伲〝U展教師板書(shū)5的虛線(xiàn)部分）
既然我們已經(jīng)掌握了這個(gè)規律，不用測量，大家能不能把表格中的空白部分補充完整？
�。ń處熑我馓砑右粋�(gè)電阻和電壓，學(xué)生補充電流）
除了應用規律求電流，我們能不能求電壓或電阻？
�。ń處熑我馓砑右粋�(gè)電流，學(xué)生補充電壓或電阻）
�、谕瑢W(xué)們家中使用的電冰箱阻值大約是500Ω，請你根據歐姆定律估算一下當它工作時(shí)通過(guò)的電流大約是多少？
探究過(guò)程小結
�、賾没瑒�(dòng)變阻器改變電路中部分元件兩端的電壓。
�、谕瑫r(shí)使用電流表和電壓表測量通過(guò)某導體的電流和它兩端的電壓。
�、鄹淖儗�(shí)驗條件多次測量使結論具有普遍性。
�、軐�(shí)驗要按照要求規范操作。
�、蓦娏�、電壓、電阻之間的關(guān)系：歐姆定律。
“歐姆定律”學(xué)習
班級 姓名 學(xué)號
（一）提出問(wèn)題
1．在電學(xué)中我們學(xué)了幾個(gè)物理量？你覺(jué)得他們之間有聯(lián)系嗎？
2．當一段導體兩端的電壓升高，通過(guò)它的電流會(huì )怎樣變化？
3．當導體的電阻變大，通過(guò)它的電流會(huì )怎樣變化？
4．電流、電壓、電阻之間的關(guān)系能用公式表達出來(lái)嗎？
（二）猜想或假設
1．_________________________________________
2．_________________________________________
3．_________________________________________
4．_________________________________________
（三）設計實(shí)驗
實(shí)驗目的：探究電流、電壓、電阻之間的關(guān)系。
實(shí)驗器材：電源、開(kāi)關(guān)、導線(xiàn)、________、________、________、________。
（四）進(jìn)行實(shí)驗
按圖連接電路，測量并記錄以下幾組電流的值。
換接另一個(gè)電阻，再次記下幾組電流的值。
實(shí)驗電路圖：
（五）分析和論證
電流I、電壓U、電阻R之間的關(guān)系可以用公式表達為_(kāi)___________。
（六）評估與交流
1．實(shí)驗的結論是一種偶然還是具有普遍性？
2．為什么多數小組的數據總有一些小小的偏差？
3．為什么少數小組的數據偏差很大？
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