初中物理教学设计：欧姆定律.doc

欧姆定律

●本章概述
本章在 “电流和电路”的基础上，学习电压、电阻的概念。通过探究实验了解串、并联电路中电压的规律及用伏安法测定小灯泡电阻的方法，并进一步通过探究电流、电压和电阻的关系，得出了欧姆定律.欧姆定律是电学中的基本定律，它是进一步学习电学知识和分析电路的基础，是本章的重点和核心.
通过本章的学习，要使学生在会使用电流表的基础上，学会使用电压表和滑动变阻器；能连接简单的串联电路和并联电路，了解串、并联电路在生产、生活中应用的实例；理解欧姆定律，能利用欧姆定律进行简单的计算，解决简单的实际问题；了解家庭电路和安全用电知识，具有安全用电的意识.
本章内容中大部分的知识需要经过学生的探究和实验才能获得，在每节课后“动手动脑学物理”栏目中还设计了许多实践性、开放性和应用性很强的题目.因此，教师在教学中应注意结合实际生活情况，创设情景，激发学生探究的兴趣，在学生积极参与探究活动的过程中了解探究问题的一般程序和方法，掌握仪器仪表的使用规则和操作技能，培养学生的观察能力、分析和概括能力，形成实事求是的良好作风，客观、严谨的科学态度和与同伴密切合作的协作精神.在引导学生接触生活实际的过程中，培养学生应用所学的物理知识解释身边发生的实际问题和自然现象的能力.
●课时建议
本章共分六节，建议8课时
第一节 电压 1课时
第二节 探究串联电路中电压的规律 1课时
第三节 电阻 1课时
第四节 欧姆定律 2课时
第五节 测量小灯泡的电阻 1课时
第六节 欧姆定律和安全用电 1课时
复习和总结 1课时
第一节 电压
●教学目标
一、知识目标
1.初步认识电压，知道电压的作用.电源是提供电压的装置.
2.知道电压的单位,能对电压的不同单位进行换算.
3.记住干电池、家庭电路及人体安全电压的电压值.
4.知道电压表的用途及符号,会正确使用电压表,能正确地读出电压表的示数.
二、能力目标
1.通过实验观察小灯泡亮度的变化,获得电路中电流的强弱信息,使学生具有初步的观察能力、分析和推理的能力.
三、德育目标
1.通过对学生正确使用电压表技能的训练使学生学会阅读说明书,养成严谨的科学态度和工作作风.
●教学重点
建立电压的初步概念;通过实验观察理解电压的作用.
●教学难点
电压表的正确选择、连接及读数.
●教学方法
实验法、观察法.
●教具准备
干电池若干、灯座、小灯泡、开关、导线若干、电压表、电流表、投影仪、家用手电筒.
●课时安排
1课时
●教学过程
一、引入新课
［师］电与我们的生活息息相关.“电压”这个词听起来也不陌生.同学们知道哪些知识与电压有关呢?
［生］手电筒里电池有电压,电压值是1.5 V.
［生］电子表和电动玩具车里用的电池也有电压.
［生］高压线上有电压,人不能靠近.
…
［生］到底什么是电压?电压是哪来的?
［师］同学们说得都很好.下面我们一起来探究什么是电压.
二、进行新课
［探究］什么是电压?
［师］请两位同学在黑板上画出串联电路图并利用干电池、小灯泡及导线、开关连接串联电路.电路检查无误后,闭合开关,请同学们观察.
［生］小灯泡发光.
［师］取走干电池,补上一段导线,再闭合开关,请同学们观察.
［生］小灯泡不亮.
［师］导线和灯丝都是金属制成的,不是有大量自由移动的电子吗?为什么灯不发光呢?
［生］只有电子产生了定向移动,才能形成电流,小灯泡才会发光.
取走电源,换上导线,导线中虽然有大量的自由电子,但不发生“定向”移动,所以没有电流,小灯泡不亮.
［生］电路中必须有电源,才能使电路中的自由电子产生定向移动,电路中才会有电流.
［师］也就是电源的两极间存在着某种“力量”迫使整个电路中的电子产生了定向移动.我们就把电源两极间的这种作用称为“电压”.
［板书］电压是使电路中形成电流的原因,而电源是提供电压的装置.
［想想做做］
［师］改变电路中接入的电池的多少,请同学们仔细观察,灯泡的亮度相同吗?
［生］接入电路中的电池不同时,灯泡的亮度不同.
［生］接入两节电池时比用一节电池时灯亮.
［师］这样的现象说明了什么问题呢?
［生］用一节电池做电源和两节电池做电源的电压不同,不同的电压产生的效果不同.
［生］电源的电压越大,电路中的电流就越大,灯泡就越亮.
［师］同学们精彩的回答,说明大家对电压的概念已有所掌握.哪位同学还知道电压的代表符号及单位是什么?
［生］电压的符号是“U”.
电压的单位是“伏特”，简称为“伏”，单位符号是“V”.电压常用的单位还有：“毫伏（mV）”“微伏（μV）”“千伏（kV）”它们之间的换算关系是：1 kV=103 V 1 mV=10-3 V 1 μV=10-6 V.
［师］请同学们打开课本P5，阅读书中小数据，了解常见电压值，记住干电池的电压值.人体安全电压值及家庭电路的电压值.将数据中以千伏、毫伏为单位的数值化成以伏特为单位，以伏特为单位的数值化成以千伏或毫伏为单位.
［同学们练习，教师巡视］
［师］同学们已经知道电池有电压，在闪电的云层间也会有很高的电压，以前的学习中大家还了解过“生物电”，生物体内也会产生电压吗？
［投影］
●电鳐
●电鳗
［师］同学们在课后也可以查阅有关的资料了解相关的内容.
［师］通过大家的努力,我们对电池及电压已有所了解.如果老师现在有几节不同的电池,由于不小心将电池上标称的电压值磨掉了看不清楚,但必须知道其电压值是多少,大家可以帮助我吗?
［生］找到和老师的电池相同的电池,看看上面标的值是多少.
［生］用电压表测量电池的电压.
［师］大家的主意不错.电路中电流的大小用电流表测量，电压的大小可以用电压表来测量.但是,什么样的表是电压表呢?
出示几种电表,让同学们分辨.
［师］请一位同学从这几块表中选出电压表，并说出选择的依据.
［生］表盘上标有字母“V”的就是电压表.因为电流的单位是安培（A），标有“A”的是电流表.电压的单位是伏特（V），标有“V”的就是电压表.
［师］肯定学生的回答，并进一步向同学们介绍电压表的分类，如演示用表、学生用表等.
［师］同学们一定还记得电流表在电路图中的符号，电路中电压表又该如何表示呢？
［生］电路中电流表符号是，电压表符号应该是.
［投影］“电压表”
请同学们观察如投影所示的电压表，根据以前学过的电流表的知识，认识电压表.接线柱；如果公共接线柱标出的是“-”，则剩下的两个接线柱皆为“+”接线柱.
问题（2）：如何确定电压表要使用的量程？
［生］电压表的量程必须大于被测电路两端的电压.
［生］如果能判定被测电压不超过15 V，可以先用“0~15 V”的量程测；如果测出的电压不超过3 V，可以改接“0~3 V”的量程，提高测量的准确性.
［师］同学们知道了怎样使用电压表.现在请两位同学将电压表接入我们开始连接的串联电路，测量小灯泡两端的电压.另两位同学一起在原来画出的电路图上加入电压表，并在图中标出电压表的“+、-”接线端.
［投影］接入电压表后的电路.
全体同学认真检查.电路无误后合上开关，观察电压表的示数.
［师］电压表的示数是多少？如何读数呢？
［生］电压表的指针向右偏得越多，表示电压越高.
［生］读数时，首先应该看清选用了电压表的哪个量程，知道满刻度表示的电压值.第二，要看清该量程下一大格表示的电压值是多少？每一大格又分成了几个小格，每一小格表示的电压值是多少？第三，看清测量时，指针停在哪个大格，哪个小格上.然后读出来.
［师］如果指针没有指在刻度线上，而是指在两刻线之间，该如何读数呢？
电流表、电压表都不需要估读.测量时，指针的位置离哪条刻线近，就按哪条刻线算.
［投影］练习题
1.读数练习：利用指针能活动的刻度盘.
（1）量程已知且不变：指针在不同位置时电压表的读数是多少？
（2）指针的位置不变，接不同的量程时，电压表的读数分别是多少？
2.一名同学使用学生用电压表测电压.这只电压表有两个量程：0~3 V，0~15 V.经判断选用0~3 V这一量程连入电路.但是0~3 V的刻度盘上的数字模糊不清，无法准确读出实验数据，于是他从0~15 V刻度盘上看到指针在12.5 V处，从而判断出实验测得电压是_________V.
通过思考此题，引导学生总结得出：指针指在同一位置时，从0~15 V刻度盘上读出的电压值是从0~3 V刻度盘上读出的电压值的5倍.
［师］电压表、电流表不仅外形相似，构造也相似.因此，在使用上它们有相同的地方，但它们测量的又是两个不同的物理量，同学们要注意区分.
同学们一起归纳电压表的使用规则：
板书：二要、一不、二看清
二要：电压表要并联在被测电路的两端，要使电流从电压表的“+”接线柱流入，从电压表的“-”接线柱流出.
一不：被测电压不能超过电压表的量程.

［生］①该电压表的零刻度线在表盘的最左端.
②该电压表有三个接线柱，两个量程.一个公共的“-”接线柱和两个“+”接线柱.
③使用“-”和“3”两个接线柱时，量程是3 V，刻度盘上每一大格表示“1 V”，每一小格表示“0.1 V”；使用“-”和“15”两个接线柱时，量程是15 V，刻度盘上每一大格表示“5 V”，每一小格表示“0.5 V”.
④电压表中间的旋钮可以调零.
［师］同学们已经认识了电压表.该怎样用它来测量，如何使用电压表呢？请同学们仔细阅读教材P6“使用说明书”，回答书中提出的问题，总结出电压表使用的一般规则.
教师指导学生阅读“使用说明书”，提醒同学们不需要读懂说明书中的所有内容.
问题（1）：电压表应该和被测用电器怎样连接？具体接法是什么？
［生］用直流电压表测量某元件两端电压时应与这个元件并联.具体的接法是：标有“+”号的接线柱应靠近电源的正极，标有“-”号的接线柱要靠近电源的负极.
教师通过引导应使学生明白：双量程电压表的三个接线柱中有一个是公共的接线柱标有“+”或“-”.如公共接线柱标出的是“+”则剩下的两个接线柱皆为“-”
二看清：读数时一要看清电压表所用的量程；二要看清每一小格所表示的数值.
［想想议议］
［师］电压表的接线柱旁都标有“+、-”号.使用规则要求电流必须从电压表的“+”接线柱通入，从“-”接线柱流出；还要求被测电压值不能超过电压表的量程.请同学们思考：
［投影］
1.如果正、负接线柱接反了，会出现什么现象？
2.如果被测电压超过了电压表的量程会出现什么现象？
3.如果事先不能估计被测电压的大小，应怎样选择量程？
［生］如果正、负接线柱接反了，指针会反向偏转，即向没有刻度的方向偏转.
［生］如果被测电压超过了电压表的量程，电压表的指针可能会超出刻度盘上的刻度线.
经过大家的讨论并结合演示（注意不允许学生效仿），肯定同学们的回答.强调这两种情况的后果是不仅测不出电压值，电压表的指针还会被打弯甚至损坏电表.
在事先不能估计被测电压的情况下，可以用“试触”的办法来选择量程.连接好电路后，在合上开关时轻轻接触一下就断开，同时观察电压表指针的偏转情况.如偏转过激，指针超出了表盘刻度线，则电压表量程太小，应换用较大量程;如果电压表指针偏转角度太小，则电压表量程太大，应换用小量程.
“试触”的方法在电学中很重要，利用试触的方法不仅可以选择电压表的量程，还可以判断电源的正负极；判断电压表正、负接线柱连接是否正确.
［想想做做］
出示家用手电筒及干电池若干节.
［师］请一位同学将干电池装入手电筒，并能使手电亮起来.同学们仔细观察，怎样装电池，才能使手电发光？
［生］第一节电池正极朝前，第二节电池的正极和第一节电池的负极接在一起，第三节电池的正极和第二节电池的负极连在一起.
［师］同学们观察得非常仔细.请同学们将刚才的实物连接图和电路图画出来.
学生画图，教师巡视，指导学生画出正确的图形，并请一位同学将正确的图画在黑板上.
［师］（结合学生画出的正确的电路及电路图）说明：像这样将电池的正极和负极依次连接起来就叫电池的串联.这几个电池合在一起叫电池组.余下的一个正极和一个负极就是电池组的正极和负极.根据以前学过的知识，同学们可以探讨什么是电池的并联.
［师］请同学们分组测量每节电池的电压和电池组的电压，并找出它们之间的关系.
［生］用电压表测电池的电压，就要把电压表并联在电池两端.电压表可以不经用电器直接连到电源的正负极上吗？
［师］这位同学的问题非常好.这种认真的态度很值得我们大家学习.电压表可以直接连接在电源的两极上.这也正是电压表与电流表使用中的一个区别.
学生操作，教师巡视指导，操作完毕，各组汇报实验结果.
第一组：用两节电池，每节电池电压是1.5 V，电池组电压为3 V.
第二组：用三节电池，每节电池电压是1.5 V,电池组电压是4.5 V.
第三组：…
［师］根据各组的实验结论，谁能总结出电池电压和电池组电压之间的关系？
［生］串联电池组的电压，等于各个电池电压之和.
［师］同学们的表现非常棒.课后同学们还可以再比较电池的倒接和顺接究竟有什么不同，电池“并联”成电池组电压会怎样变.现在请同学们一起来小结本节内容.
三、小结
利用投影仪投影如下的表格，请同学们填写.

四、动手动脑学物理
1.连接图如下：

连接过程中要注意电压表的正、负接线柱以及量程的选择要正确.
也可以换用其他电器进行练习.
2.如下图，将图中连接正（或负）接线柱的导线松开，将电压表正（或负）接线柱的塑料帽扭下来露出接线的金属柱.用导线（线芯的金属丝）迅速碰撞电压表的金属柱，观察电压表指针偏转情况.若电压表反偏，说明电压表正接线柱接的是电源的负极，电压表负接线柱接的是电源的正极.若电压表正偏，说明电压表正负接线柱连着的分别是电源的正负极.这就是用“试触”法判电源极性.也可以用“试触”法来判断电表接入量程的大小是否合适，这种方法在实验中经常要用到.

3.如图：甲连接的是0~3 V的量程，最小刻度是0.1 V，所以甲的读数为2 V；乙中连接的是0~15 V的量程，最小刻度是0.5 V，因此乙读数为12.5 V；丙中连接着小量程，其读数为0.1 V×6=0.6 V.

4.这位同学连接的电路，测量的是两只灯泡的总电压，而不是左边灯泡的电压.正确的连接如下图：

五、板书设计

第二节 探究串联电路中电压的规律
●教学目标
一、知识目标
1.通过探究实验，得出串联电路中电压的规律，学习科学探究的方法.
2.在实验过程中，训练连接电路的基本技能.
3.通过实验，训练正确识记、使用电压表的技能.
二、能力目标
1.通过观察和实验，探究串联电路中电压的规律，提高学生对问题的探究能力.
2.通过学生的亲自实验，培养他们初步的观察能力和动手操作的实验能力.
3.通过对实验结论的归纳和总结，培养学生的概括能力.
三、德育目标
1.通过学生探究活动，激发学生学习兴趣，培养学生热爱科学、积极研究、探索科学知识的精神.
2.通过同学们共同的实验过程，培养学生严谨的科学态度和协作精神.
●教学重点
通过实验探索串联电路中电压的规律.
●教学难点
组织指导学生在探究过程中认真观察，仔细分析，得出恰当的结论.
●教学方法
探究法、实验法、观察法、讨论法.
●教具准备
电池组、小灯泡（带座）、开关、导线若干、投影仪.
●课时安排
1课时
●教学过程
一、引入新课
［师］请同学们在纸上画出你熟悉的串联电路图.
学生画图，教师巡视，选出较好的图，用投影仪放大.
［师］同学们观察自己画出的串联电路图.
思考：你已经了解了串联电路的哪些知识，还想知道哪些内容，还有什么问题？
［生］串联电路中的电流处处相等.
［生］电流表工作的时候必须串联在电路中.
［生］串联电路中的电压有什么样的关系？也和电流一样，处处相等吗？（提出问题）
二、进行新课
［师］这位同学提出了一个很好的问题，同学们可以大胆猜想，你认为会是什么呢？
［猜想或假设］
［生］我认为串联电路中电压的关系应该和电流的关系相同，也是处处相等.
［生］我们认为电压应该从电源正极出发，沿着电流的方向越来越小.因为电压是使电路中形成电流的某种“力量”，力量会越用越小.
［生］我们认为灯泡大的地方电压大，灯泡小的地方电压就小.
［生］串联电池组的电压等于各个电池的电压之和，串联电路各点的电压之和也应该等于两点间的总电压.
…
［师］同学们作出了各种猜想，各样假设，真实的结果到底是什么？请同学们用实验来求证.大家先设计实验.
［设计实验］
（学生讨论，教师巡视了解）
［师］各组可以简单说明你们的设计方案.
第一组：我们计划用三节电池，选择两只完全相同的灯泡，分别测出每只灯泡两端的电压和两只灯的总电压进行比较.
第二组：我们组选择两只不同的灯泡，选三块电压表，同时测量每只灯泡和两只灯泡的电压，比较结果.
第三组：我们组选择三只差别较大的灯泡，分别测量每只灯泡的电压，每两只灯泡的电压和三只灯泡的总电压.
第四组：我们计划选四只灯泡，两只一组，先将两只灯泡串联接入电路，分别测每只灯泡的电压和两只灯泡总电压.然后再换上另外两只灯再次测量.（通过投影展示）这是我们的实验电路，这是我们设计的实验数据表格.
第五组：我们想选择两只灯泡，一块电压表，像测电流那样分别测出A、B、C各点的电压，然后进行比较.
［师］老师觉得同学们的设计都很好.不过要提醒大家一点，你的设计一定要有书面的内容，你要怎么做（同学们刚才已谈到的），你是怎么做的（要按电路图测量），你得出了什么样的结果（要有实验记录）.以便于自己检查和与别人交流做更好的改进.
各组同学补充设计实验电路和实验数据表格.
［师］电压表应该如何连接在电路中？
［生］电压表应并联在被测电压的两端.
［生］我们知道了，测电压不能像测电流那样将电流表接在某一点，测该点电流.应将电压表并联在被测电路的“两”点间，测出来的是“两”点间的电压.
［师］很好！同学们进一步完善自己的设计方案后，可以进行实验.建议大家在实验中更换不同的小灯泡，进行重复测量，并在时间允许的情况下探究并联电路中电压的规律.
［进行实验］
(学生分组实验，教师巡视指导)
要求同学们注意仪器使用的规范性.特别是电压表正、负接线柱连接正确，量程要选择合适，读数时要弄清分度值，读数准确.原始数据的记录要实事求是如实记录，不许随意改动.实验中出现的问题要记录下来，以便查找、分析原因.
［分析和论证］
［师］同学们认真分析你们测量出的数据.测量结果说明了什么？你得出了什么样的结论？和你原来的猜想一致吗？
［生］我们用的是两只完全相同的小灯泡，测出每只小灯泡两端的电压相等，并且每只灯泡两端电压的和与测出的两只灯泡的总电压几乎相等.
［生］我们用两只不同的灯泡串联，测出每只灯泡的电压不同，但两只小灯泡两端电压的和等于电源电压.
［生］我们用的是三只差别较大的小灯泡，测出来每只灯泡的电压都不同，但每两只灯泡电压的和都和直接测得的这两只灯泡的总电压相等，三只小灯泡电压的和几乎等于电源电压.
［生］我们先用两只小灯泡测，然后又换了两只不同的小灯泡测.尽管测出的四只小灯泡的电压都不一样，但前一次测量的两只小灯泡电压的和与第二次测量的两只小灯泡电压的和几乎相等，且都差不多等于电源电压.
［生］做完串联，我们还将两只小灯泡并联起来，分别测它们的电压，结果电压表指针指的是同一个位置.
［生］我们也测并联了，相同的两只小灯泡电压相同，不同的两只小灯泡电压也相同.
［生］我们从两只灯泡并联开始，一直增加到四只小灯泡并联，测出来的结果几乎不变.
［生］我们在原来两只小灯泡串联的基础上给其中的一只灯泡并联了第三只小灯泡，结果并联的两只小灯泡两端的电压相等.
…
［师］同学们这种勇于探索的精神非常好，归纳大家的实验，可以得到一般结论吗？
［生］不管怎样选择灯泡，不论如何进行测量，尽管测出的数据不相同，但是有一个共同点就是同一个串联电路中各个灯泡两端电压的和等于这几个灯泡两端的总电压且等于电源电压.
［生］通过实验可以得到结论：
串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和.
并联电路中的总电压，等于各个支路两端的电压，各支路电压相等.
［师］同学们通过自己的努力和同伴的配合得出了串联电路中电压的规律，祝贺同学们得到了一个正确的结论.不过，对同学们来讲获得结论的过程更重要.请大家对自己的探究活动过程进行回顾，认真分析、思考在实验过程中真正明白了哪些问题，还有什么新的发现？
［评估］
［生］我开始将电压表连接错了.现在我知道了，电压表的正负接线柱必须连接正确，否则一接通电源，指针反偏，并且速度很快，很容易将电压表指针打弯.
［生］电压表的量程选择也很重要.如果选择的量程太大，指示值很小，几乎不能读数.如果选择的量程太小，指针偏出了刻度盘外.
［生］我们连电压表的时候，先不接死，合上开关，迅速“试触”一下，大概估计好量程再连接，很省事，一次就差不多能选对.
［生］读数也很重要.我第一次读数，读出一只小灯泡的电压值比电源电压还大，原来电压表接的是小量程，我是按大量程的刻度读出来的.
［生］我将电压表接在了一根导线两端，结果灯都亮了，可是电压表读数是零，为什么呢？
［生］我不小心将电压表串联在了电路中，灯全不亮，电压表却有指示值，和电源电压几乎一样大.
［生］我们是将电路连接正确了，电压表也有指示，就是灯不亮，换了另外一个灯泡还是不亮.用手按住才亮起来.
［生］我们组开始做时，有一只灯亮，另一只灯不亮,测电压时，亮着的灯有指示值，不亮的灯两端电压为零.
…
［师］同学们发现了这么多的问题，说明大家一定是很认真地去做了.养成好的习惯要比得到一个正确的结论更重要，希望同学们以后继续努力.刚才提到的问题，请同学们互相讨论，看能不能找出问题的原因.
（教师巡视并参加同学们的讨论）
［生］电压表接在一根导线的两端，中间没有用电器，相当于“一”点，所以电压表示数为零.
［生］将灯泡用手按着才能亮，我觉得是因为没有接触好，另外的问题我不知道.
［师］同学们一定非常想知道这些问题的答案，那就在以后的学习中努力，相信你一定会有收获的.在同学们的交流中我注意到许多同学都用了“几乎相等”这个词，而不是说“相等”，为什么呢？
［生］因为它们相差很小，但又不完全相等.
［师］能分析出其中的原因吗？
［生］因为读数或用表测量的过程中有一些偏（误）差.
［师］同学们的表现非常棒.现在需要同学们根据你们的探究过程写一份科学探究的小报告.
（学生完成探究报告，教师巡视，选择完成较好的，利用投影和同学们交流、小结.）
三、小结
通过我们这次的探究活动，同学们了解了研究问题的一般方法：（同学们一起总结）
提出问题——猜想或假设——制订计划与设计实验——进行实验与收集证据——分析与论证——评估——交流与合作.
通过实验同学们还得出了串联电路中电压的规律.
四、动手动脑学物理
1.彩灯是串联的，串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和.所以，根据题意有：36 V·n=220 V，n==6.1.
至少要串联6个这样的灯泡.
建议同学们自己动手制作彩灯.如用36 V额定电压的灯泡，可以串联6个或7个，分别点亮比较它们的亮度，也可以用5个灯泡串联，但点亮时要注意安全.
如果家里有用过的彩灯串，可以利用起来.再给你制作的彩灯串连接一个日光灯上用的起辉器，看看有什么效果.
2.（1）可以用“试触”的方法来判断水果电池的极性.测量电压时，因水果电池电压不会很高，应注意选择电压表的小量程测量.
（2）选择其他的水果可以用桔子、柚子、苹果等，土豆也可以.
选择的金属还可以是锌片、铝丝等.
五、板书设计
串联电路中电压的规律：串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和.
并联电路中电压的规律：并联电路各支路电压相等.
探究问题的一般方法：提出问题——猜想或假设——制订计划与设计实验——进行实验与收集证据——分析与论证——评估与交流.
第三节 电阻
●教学目标
一、知识目标
1.通过观察和实验，初步学习电阻的概念、电阻的单位及其换算关系.
2.知道电阻的大小跟导体的种类等因素有关.
3.知道滑动变阻器的构造，会把滑动变阻器正确地连入电路来改变电路中的电流.
二、能力目标
1.通过观察和实验，探究电阻及影响电阻大小的因素，培养学生观察、分析、比较、概括的能力.
2.通过学生探究活动，研究电阻大小与材料种类、长度、横截面积的关系，渗透研究问题的一种方法——控制变量法.
三、德育目标
1.通过了解半导体及超导在现代科技中的应用，开阔视野，激发学生求知欲.
2.通过多种活动形式，联系学生生活实际，培养学生对科学探索的热爱.
●教学重点
电阻概念的建立.
变阻器的原理及使用.
●教学难点
根据要求正确连接与使用变阻器.
●教学方法
实验法、观察法、比较法.
●教具准备
接线板、演示用电流表、干电池组、开关、导线若干、小灯泡、长短粗细相同的铁丝及铜丝各一段、滑动变阻器、电阻箱、调光台灯、半导体收音机一台、电位器、投影仪.
●课时安排
1课时
●教学过程
一、引入新课
［师］出示预先准备的各式各样的电线.问这是什么东西？
［生］电线、导线、电缆线、电话线、闭路线…
［师］肯定同学们的回答.请大家从导线的截面观察.
［生］电线芯是用容易导电的金属来做的，是导体.电线芯的外面包了一层橡胶或塑料，是不容易导电的物体，叫绝缘体.
［师］现在请同学们剥开导线的绝缘外皮，看一下导线的芯到底是用什么材料做成的.
［生］是用铜做的.
是用铝做的.
［师］大家见过用钢、铁做芯的导线吗？
［生］好像没有.
［师］常用的导线通常是用铜或铝做的，特别重要的用电设备的导线还要用昂贵的银来做.我们已经知道，钢、铁也是导体，又多又便宜，那么为什么不用钢铁来做导线呢？同学们大胆地猜想.
［生］是不是因为铁容易生锈，所以不用铁.
［生］是因为用铁做导线没有铜好.
［生］…
［师］大家想不想用实验找找原因呢？
二、进行新课
1.电阻是导体本身的一种性质
［师］我们可以把铁丝和铜丝分别接入电路,观察一下有什么现象发生.
［想想做做］
请同学按图6.3-1连接电路.
先将铁丝接入电路，合上开关，观察小灯泡的亮度.
将铁丝换成长短、粗细相同的铜丝，合上开关，观察小灯泡的亮度.
［生］接入铜丝比接入铁丝时灯泡亮.
将电流表串入电路，重复上述的实验，观察电流表的示数.
［生］接铁丝时的电流比接铜丝时的电流小.
［师］比较两次电流的示数，实验中用的是相同的电池，也就是说电压相同，为什么两条导线中的电流不同呢？
原来，导体能导电，但同时对电流又有阻碍作用.相同电压下，导线中电流不同，说明两条导线对电流的阻碍作用不同.在物理学中用“电阻”这个物理量来表示导体对电流阻碍作用的大小.
［板书］导体对电流的阻碍作用叫电阻（resistance）.
［师］比较实验现象——相同电压下，接入铜丝的电流大，说明了什么问题？
［生］铜对电流的阻碍作用小即电阻小.
［师］相同电压下，接入等长、等粗的铁丝电流小，又说明了什么？
［生］等长、等粗的铁丝比铜丝的电阻大.
［师］请同学们看书P13“几种长1 m，横截面积1 mm2的金属导线在20 ℃时的电阻值”比较几种材料导线的电阻值，能得出什么样的结论？并说明为什么不用铁做导线.
［生］导线的电阻值和导线的材料有关.不同材料的导线其电阻值不同.
［生］电阻是导体本身的一种性质.
［生］几种材料中银的电阻最小，除镍铬合金外，铁的电阻最大，铜的电阻和银差不多，但铜比银便宜.所以不用铁做导线，而常用铝或铜.
（有学生会注意到镍铬合金的电阻值最大，它有什么用？此问题可留在变阻器中再来说明）
2.电阻的单位和换算.
请同学们阅读材料P13，知道下述内容.
［板书］电阻的符号：R
电阻的单位：欧姆（O hm)简称欧 符号 Ω
常用单位：千欧（kΩ） 兆欧（MΩ） 1 kΩ=103 Ω 1 MΩ=106 Ω
［师］同学们对于电阻这个物理量已经有了一定的了解.在电子技术中经常用到具有一定电阻值的元件——电阻器.
（出示书图6.3-2所示各种电阻器实物）
注意：这些电阻器，无论它们是否被连入电路，通过它们电流是多少，其阻值一般是不变的，即电阻是导体本身的一种性质.
电阻器也叫定值电阻，它在电路图中的符号是“”.
［师］请同学们阅读小数据栏中“常见的电阻”，看看你能有什么发现.
［生］实验用的导线电阻很小，它们是用容易导电的铜来做的.
［生］实验用小灯泡的电阻是每根导线电阻的500倍.导线的电阻是不是可以忽略不考虑呢？
［生］人双手间电阻在手干燥时很大，潮湿时会变小，甚至比照明灯泡工作用的电阻还小.相同电压下，电阻小的电流大，电阻大的电流小.所以电器工作时，用湿手去触摸用电器开关会很不安全.
［师］积极肯定学生仔细观察认真思考问题的学习态度，并对他们能根据学到知识联系生活中实际的做法及同学的安全意识进行表扬.
［师］人的双手间干燥和潮湿时的电阻不同.谁知道还有什么东西在干燥和潮湿时的导电能力不同？
［生］木柴.木柴干燥时是绝缘体，不容易导电；而湿木柴就是导体，就比较容易导电.
［生］这说明干木柴电阻大、湿木柴的电阻小.绝缘体的电阻大，导体的电阻较小.
［师］肯定同学的分析，进一步引导学生利用电阻的知识明白绝缘体的本质.绝缘体之所以能起到绝缘的作用，就是由于其电阻很大的缘故.
［师］在电工材料中，除了同学们已了解的导体和绝缘体外，还有一种很重要的材料就是半导体.
［投影］半导体及超导的相关内容（或让学生自己阅读课文内容）.通过介绍这方面内容，进一步提高学生的学习兴趣.
［师］前面实验中，铁丝和铜丝电阻不同，接入电路中，使电路中电流的大小不同.由此，同学们考虑电阻的作用是什么呢？
［生］电阻可以改变电路中的电流.
［师］不同材料的铜丝、铁丝接入电路可以改变电路中的电流，那么同一种材料的一根导线能否改变电路中的电流呢？
［想想做做］
用刀将铅笔剖开，仔细取出铅笔芯，注意不要折断.用铅笔芯代替前面实验中铁丝（铜丝）或照图6.3-5连接电路.
［师］铅笔芯是导体还是绝缘体？
［生］铅笔芯接入电路，电灯能发光，所以铅笔芯是导体.
［师］如果想要改变接入电路中的铅笔芯的长度，谁有办法，请来操作一下.
［生］将连接铅笔芯的导线一端打开，并使其在铅笔芯上滑动.
［师］滑动过程中同学们观察到了什么现象？
［生］灯泡的亮度发生了变化.
［生］连入电路的铅笔芯越长，灯越暗；连入电路的铅笔芯越短，灯越亮.
［师］同学们观察得非常仔细，表现很好.
我们在这个过程中电源没动，是同一个电源，灯的亮、暗又说明了什么问题？
［生］灯泡的亮暗，说明通过灯泡中的电流大小不同，灯亮时电流大，灯暗时电流小.
［生］相同电压下，电流大、电阻小；电流小、电阻大.
［生］铅笔芯越长，电阻越大；铅笔芯越短，电阻越小.
［师］如果我们换用铁丝做实验会怎样呢？
（重复上述实验）
［生］铁丝越长,电阻越大；铁丝越短，电阻越小.
［师］铁丝和铅笔芯都是导体,根据实验现象能得到什么结论呢？
［生］导体电阻的大小与导体的长度有关.在相同粗细的条件下，导体越长，电阻越大；导体越短，电阻越小.
［生］可以通过改变导体在电路中的长度来改变电阻，从而改变电路中的电流.
［师］同学们的表现太棒了，这就是变阻器的工作原理.
但是，老师有一个问题需要同学们帮助，在前面观察P13“几种金属导线的电阻”时，哪种金属电阻最大呢？
［生］镍铬合金.长1 m，横截面积是1 mm2的镍铬合金的电阻是0.1 Ω.
［师］如果老师需要电阻在0~10 Ω范围内变化，使用电阻最大的镍铬合金丝，需要多长?
［生］需100 m.
［师］也就是说，老师要想将接入电路的电阻从0变化到10 Ω，就必须进行一次百米跑，这样做可行吗？
［生］不行!
［师］同学们有什么办法呢？
［生］将100 m长的镍铬线绕成像弹簧那样的圈，就能减小长度.
［师］（教师可预先将变阻器拆开，取出绕着线圈的瓷管）请同学们看，是不是这样绕就可以呢？（得到同学们的肯定后，教师继续引导）怎样使用它呢？
［生］需要使用哪部分，就在哪个地方抽出一个头.
［生］就像刚才实验中在铅笔芯上滑动一样，用一个头在线圈上滑动就可以.
［师］（教师将滑动变阻器的金属杆及滑片再装上）是不是这样就可以了呢？（同学们肯定）利用滑片在线圈上滑动就可以改变接入电路的电阻，所以把它叫做：（同学们一起说）“滑动变阻器”.
［师］同学们面前的就是实验室常用的滑动变阻器.请大家仔细观察你面前的滑动变阻器并阅读教材P16第一自然段，弄清以下问题.看看大家还有什么疑问？

［板书］变阻器的构造：
结构示意图：（如右图）
变阻器在电路图中的符号：
（先板书问题，然后由同学补充结论）
［生］电阻丝是用什么材料做的？
［生］为什么要将电阻丝绕在绝缘瓷管上？
［生］电阻丝外面为什么要涂绝缘层？
教师引导同学们分析后明确：
●滑动变阻器是用电阻率较大的合金线制成的，这种合金线又叫电阻线.
●变阻器是通过改变接入电路中导体的长度来改变其电阻的.要想增大变阻范围，电阻线必须做得很长.因此要将电阻线绕在绝缘管上，并使各线圈间互不接触.
［生］变阻器滑片上还有一个铭牌，上面写有“50 Ω，1.5 A”是什么意思呢？
［师］同学们讨论一下，你认为是什么意思？
［生］“50 Ω”可能是说这个变阻器的变化范围是0~50 Ω，它的最大电阻值就是50 Ω.
［生］“1.5 A”应该是说它能通过1.5 A的电流.
［师］同学们分析的很正确.变阻器铭牌上标出的是滑动变阻器的“最大阻值”和允许通过的“最大电流”.因此在使用滑动变阻器的时候要注意以下规则.
［投影］滑动变阻器使用规则
●为了防止烧坏变阻器，通过变阻器的电流，不能超过允许的最大值.
●为了避免电路中电流过大，使用变阻器前应将其阻值调到最大.
［师］同学们对变阻器有了一定了解.请大家观察下面现象.
［演示］
1.用调光台灯的控光旋钮，改变灯的亮度.
2.用收音机控制音量的旋钮改变收音机的音量.
［师］光亮的控制、改变，收音机音量的控制、改变就是利用变阻器来实现的.收音机控制音量的变阻器是我们教材P16的电位器.
［师］谁能给大家说说电位器的电阻是如何改变的？
［生］从图上可以看到，电位器的滑片是可以在电阻丝上滑动的.滑片在不同的位置上时电阻丝接入电路的长度也会不同，这样就可以改变接入电路的电阻的大小.
［师］同学们想不想试试怎样用滑动变阻器来改变灯泡的亮度呢？
［探究］怎样用变阻器改变灯泡的亮度？
［师］同学们先移动滑动变阻器的滑片，看一下滑片滑过的地方有什么特别吗？
［生］滑片滑过的地方绝缘漆被刮去了.
［师］为什么呢？是因为变阻器使用太多，不小心刮掉了吗？
［生］（学生讨论）不是不小心刮掉了.必须刮掉这些地方的绝缘漆，滑片到达时，变阻器才能接入电路.
［师］同学们现在可以设计电路，进行实验，在设计和实验过程中弄清下列问题.
［投影］
●哪两个接线柱之间的电阻是不变的？
●移动滑片时，哪两个接线柱之间的电阻随着改变？向哪个方向移动，电阻变大？
●使灯泡和变阻器中电流大小相等，变阻器应与灯泡串联还是并联？
●要能控制电流的大小，应使用滑动变阻器的哪两个接线柱？
●要使灯泡由暗变亮，接通电路前应将滑片放到什么位置上？
学生操作，