高中物理第3节欧姆定律教学过程一新人教版选修3-1

第3节、欧姆定律新课教课过程一进行新课一、欧姆定律教师：既然在导体的两头加上电压，导体中才有电流，那么，导体中的电流跟导体两头的电压有什么关系呢？下边我们经过实验来研究这个问题。演示实验：投影教材图2.3-1（以下图）教师：请一位同学简述怎样利用以下图的实验电路来研究导体A中的电流跟导体两头的电压的关系?学生：合上电键S，改变滑动变阻器上滑片P的地点，使导体两头的电压分别为0、2.0V、4.0V、6.0V、8.0V，记下不同电压下电流表的读数，而后经过分析实验数据，得出导体中的电流跟导体两头电压的关系。教师：选出学生代表，到讲台上读取实验数据。将获得的实验数据填写在表格中。换用另一导体B，重复实验。［投影］实验数据以下U/V0I/A导体AI/A导体B教师：同学们怎样分析在此次实验中获得的数据？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，依据实验数据在座标纸上描出相应的点。依据这些点能否在一条直线上，来研究导体中的电流跟它两头的电压的关系。教师：请一位同学上黑板作U-I图线。其余学生在练习本上作。学生：作图，以下图。教师：这类描点作图的方法，是办理实验数据的一种基本方法，同学们必定要掌握。分析图象，我们能够获得哪些信息？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。这个比值能够写成：R=UI对于不同的导体，这个比值不同，说明这个比值只与导体自己的性质相关。这个比值反应了导体的属性。师生互动，得出电阻的观点：电压和电流的比值R=U，反应I了导体对电流的阻挡作用，叫做导体的电阻。教师：将上式变形得I=UR上式表示：I是U和R的函数，即导体中的电流跟导体两头的电压成正比，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成立，进而对学生进行思想道德教育。议论：依据欧姆定律I=U得R=U，有人说导体的电阻R跟加RI在导体两头的电压U成正比，跟导体中的电流I成反比，这类说法对吗？为何？学生：这类说法不对，因为电阻是导体自己的一种特征，因此导体的电阻与导体两头的电压及导体中的电流没相关系。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）：1kΩ=103Ω1MΩ=106Ω教师：1Ω的物理意义是什么？学生：假如在某段导体的两头加上1V的电压，经过导体的电流是1A，这段导体的电阻就是1Ω。因此1Ω=1V/A教师：要注意欧姆定律的合用条件：纯电阻电路，如金属导体和电解液。对于含有电动机等的非纯电阻电路不合用。二、导体的伏安特征教师：用纵轴表示电流I，用横轴表示电压U，画出的I—U图线叫做导体的伏安特征曲线。以下图，是金属导体的伏安特征曲线。学生议论：在I—U曲线中，图线的斜率表示的物理意义是什么？总结：在I—U图中，图线的斜率表示导体电阻的倒数。即k=I1。图线的斜率越大，电阻越小。UR教师：伏安特征曲线是过坐标原点的直线，这样的元件叫线性元件。师生活动：用晶体二极管、电压表、电流表、滑动变阻器、电键连成如左以下图所示的电路，改变电压和电流，画出晶体二极管的伏安特征曲线，右以下图所示，能够看出图线不是直线。教师：伏安特征曲线不是直线，这样的元件叫非线性元件。三、测绘小灯泡的伏安特征曲线1．实验目的1）描述小灯泡的伏安特征曲线并分析其规律2）学习利用图表和图象来办理实验数据，领会研究问题的思想方法。2．实验原理依据欧姆定律，电阻两头的电压与经过电阻的电流V的比值即可求出该电压下的电阻。用电压表丈量电阻两×AL端的电压，电流表丈量经过电阻的电流，绘出I-U图线，即可获得小灯泡的伏安特征曲线。实验原理图如图2-3-2所示。

RES图2-3-2教材中采纳的是限流接法，在实质实验中可改用分压式接法。3．实验步骤1）依据实验原理图连结实验电路（可让学生连结实验电路）教师：请依据实验原理图，按什么次序接线？接线的过程中应注意什么问题？生：可按从电源的正极出发，经灯L、安培表、滑动变阻器、开关到电源的负极，最后把伏特表与灯泡并联。接线的过程中要注意：A．注意电压表、安培表的正负极。B．接线过程中电键应断开，滑动变阻器应滑到最大地点。2）电路检查无误后，闭合开关。3）改变滑动变阻器滑动片的地点，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U，记入表格内，断开开关S。4）在座标纸上成立一个直角坐标系，纵轴I/A表示电流，横轴表示电压，用光滑曲线将各数据点连结起来，获得伏安特征曲线。有条件的学校也能够把丈量数据输入计算机中，利用数表软件U/V图2-3-3直接生成伏安特征曲线。（5）拆去实验线路，整理好实验器械。4．试验数据分析伏安特征曲线如图2-3-3所示，跟着电压的增大曲线的斜率逐渐减小，即小灯泡的电阻渐渐增大。结论：金属电阻随温度的高升而增大。【要点、难点分析】1．对于IU和RU的理解RIQ是电流在物理公式中有的是定义式，有的是决定式，比如It定义式，IU是电流的决定式，电流定义式IQ中，电流I其实不Rt会随Q、t的变化而变化，故不可以说成I和Q成正比和t成反比；而在电流的决定式IU中，电流的大小由导体两头的电压U和导R体的电阻阻值决定，故能够说成电流I和导体两头的电压成正比，跟导体的电阻R成反比。RU是电阻的定义式，电阻阻值的大小I与电阻两头的电压和经过电阻的电流大小没关，故不可以说电阻阻值R与电阻两头的电压U成正比，与经过电阻的电流成反比。2．数学图象中的斜率与物理图象中的斜率的比较在数学图象中，因为纵横坐标的标yI/A度是相同的，其图像的斜率k与图象11与横轴的夹角的正切值相等，如图Aθθ所示，θ=450,k=tanθ；而在物理图xU/V12AB象中，因为横纵坐标的标度不相同，如图B，相同的长度在纵坐标中表示1A，而在横坐标中表示2V,虽然角度θ仍为450,明显tan450的值与图象斜率表示的电阻的倒数不等。若k值用I计算，仍和电阻的倒数值相等。故在物理图像U中不可以采纳丈量图象和横轴夹角的方法计算k值进而求解电阻的阻值。【典例分析】种类一欧姆定律的理解例1．依据欧姆定律，以下说中错误的选项是（）A．从B．从

U可知，导体的电阻跟加在导体两头的电压成正比IU可知，对于某一确立的导体，经过的电流越大，导I体两头的电压越大C．从IU可知，导体中的电流跟导体两头的电压成正比，跟R导体的电阻成反比D．从RU可知，对于某一确立的导体，所加电压跟经过导线I的电流之比是定值分析：欧姆定律的原形关系应为

I

U

，电流

I和导体的电阻R以及导体两头的电压相关，故能够说导体中的电流跟导体两头的电压成正比，跟导体的电阻成反比；而对于确立的电阻，其阻值和其两头的电压及经过的电流没关，该关系式是电阻的比值定义式，故不可以说成导体的电阻跟加在导体两头的电压成正比与经过导体的电流成反比，说法错误的选项是A。答案：A。变式题1．由公式IU能够获得U=IR，以下相关说法正确的R是（）A．导体两头的电压U与导体中的电流I、导体的电阻R成正比B．导体两头的电压U，由经过它的电流和它的电阻共同决定C．在电路中，导体的电阻越大，它两头的电压越大D．导体两头的电压在数值上等于它的电阻R与经过它的电流的乘积分析：当电流一准时，U与R成正比，当R必定时，U与I成正比，故A、C错误。依据公式I/AU=IRR1R26000030U/V图2-3-4可知B、D正确。答案：B、D。种类二伏安特征曲线例2．两电阻R1、R2的伏安特征曲线如图2-3-4所示，由图可知：（1）这两个电阻的大小之比R1：R2为________A．1：3B．3：1C．1:3D．3:12）当这两个电阻上分别加上相同的电压时，经过的电流之比为____A．1：3B．3：1C．1:3D．3:1分析：（1）由欧姆定律IU可知，在I-U图线中，图线的斜R率kI1，即电阻的大小等于伏安特征曲线斜率的倒数。URR1：R2=tan300：tan600=1：3因此A选项正确。（2）由欧姆定律IU可知，给R1、R2分别加上相同的电压时，R经过的电流与电阻成反比即I1：I2=R2：R1=3：1,故B选项正确。答案：（1）A（2）B变式题2．如图2-3-5所示，是电阻R的I-U图线，图中α=450,由此得出（）A．经过电阻的电流与两头电压成正比B．电阻R=0.5Ω

I/A1050αU/V1020图2-3-5C．因I-U图线的斜率表示电阻的倒数，故R=1tan

=1.0ΩD．在R两段加上6.0V电压时，每秒经过电阻横截面的电荷量是3.0C分析：由I-U图象可知，图线是一条过原点的倾斜直线，即I和U成正比，A正确。而电阻U102，B错误。因为纵横R5I坐标的标度不相同，故不可以用tanα计算斜率表示电阻的倒数，C项错误。在R两段加上6.0V电压时U6.0A，每秒经过电IA2R阻横截面的电荷量q=It=3.0×1C=3.0C，选项D正确。答案：A、D。变式题3．一只标有“220V60W”的白炽灯泡，加上的电压U由UUUU0I0I0I0IABCD图2-3-6零渐渐增大到220V,在此过程中，电压U和电流I的关系可用图线表示，在如图2-3-6所示的四个图线中，切合实质的是（）分析