初中物理教学案例
——《欧姆定律》

2020-12-31 01:46江苏省南京市第二十九中学天润城分校王球
家长 2020年15期
关键词:滑片欧姆定律变阻器

□江苏省南京市第二十九中学天润城分校 王球

一、课程目标

(一)理论层面

1.熟记欧姆定律的概念、公式以及对应单位。

2.掌握欧姆定律的变形方式,区别适用范围,找准限定条件,分清变量与不变量,利用欧姆定律解决实际问题。

(二)运用层面

1.学生利用欧姆定律的相关内容,读懂图像信息,获取有效的电流电压与电阻间的关系,确定正反比例,准确处理数据,感受欧姆定律实验的操作过程,体验变化特点。

2.探究实验过程,讨论变量与不变量对实验结果的影响,找准误差出现的原因,感受组间合作的重要性,提升学习兴趣。

3.更进一步地学会运用数学公式来表示物理规律的方法,感受这样做的好处。

(三)价值观层面

1.介绍并提出欧姆定律的发展历史以及电压、电流、电阻概念的来源,传递勇于探索、不言放弃的科学精神,提高学生的抗压能力,增强学生自我探究意识,建立科学发展观,内化创新价值取向,转变情感态度。

2.教学重点:欧姆定律所表达的意义以及数学表达式。

3.课前准备。复习上节课所学习的电流和电压,进一步熟悉他们的定义、测量工具和单位并上网查找关于欧姆的资料。

(四)教学过程

1.设置物理情境讨论,提出问题。

如图所示的电路图,通过哪些办法可以更改小灯泡的亮度?小组间进行讨论,然后进行交流,最后上前演示。同学们的方法:(1)接入不同的定值电阻;(2)接入不同的电源电压;(3)串联一个滑动变阻器实验验证:观察小灯泡的亮暗变化。教师:小灯泡时亮时暗说明了什么?学生:小灯泡的电流实大实小。教师:那么,什么决定小灯泡里的电流大小?鼓励学生大胆思考,大家思考一下究竟是什么因素决定电流的大小呢?

2.设计实验。

探究一:保证电阻阻值不变,确定电流、电压的内在联系。实验器材:直流电源、电压表、电流表、定值电阻15欧、开关、导线。

实验步骤:(1)按照画好的电路图,正确连接电路保持开关断开状态;(2)将滑动变阻器滑片移到最左端保证电阻最大,闭合开关,改变滑动变阻器滑片位置使电压表示数为U0,记下电流表示数;(3)再次移动滑片,使电压表示为U1,记下电流表示数;(4)再次移动滑片,使电压表示为U2,在表中记下电流表示数;(5)断开开关,结合实验数据和操作过程,明确滑动变阻器的作用。

探究二:保持电源电压一定,明确电流、电阻间的规律。实验器材:直流电源、电压表、电流表、定值电阻(各一个)、开关、导线若干

实验步骤:(1)断开开关,按图1连接电路,先选用5欧的定值电阻;(2)将滑动变阻器调到最左端,闭合开关,调节滑片位置,当电压表示数为3V时,在表格内记下电流表示数;(3)保持开关断开,将5欧电阻取下接入10欧的定值电阻,继续调节滑片到最左端,闭合开关,再次调节滑动变阻器滑片位置,使电压表示为3V,在表格内,记下电流表示数;(4)保持开关断开,将10欧电阻取下,接入15欧的定值电阻,继续调节滑片到最左端,闭合开关,再次调节滑动变阻器滑片位置使电压表示为3V,在表格内,记下电流表示数;(5)断开电路开关,整理实验数据,分析实验数据,得出结论。

在以上的实验中,可以发现,需要的器材比较多步骤也比较麻烦,尤其探究二的实验,需要更换三次定值电阻,并且每次更换都必须重新调节变阻器的滑片否则就不能保证电压不变,这对于学生来说无疑增加了困惑和难度。

3.整理归纳数据结果。

教师:依据以上两个关于电流、电阻和电压的实验,可以提出何种猜测假设?

学生:当电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。教师:我们之所以可以得出这个结论,是因为电流与电阻、电压之间的定量关系电流跟电压成正相关,电流与电阻负相关。教师:欧姆定律中三个单位的国际标准单位是什么?学生:伏特、欧姆、安培。教师:同学们有没有发现这些单位之间有何种共同点?学生:(经过小组间讨论)都是科学家的名字。教师:物理中使用科学家命名单位,是对科学家的纪念,使后人铭记对科学做出的巨大贡献。

板书:规范电流、电压、电阻的单位:

电流I:安培(A),电压U:伏特(V),电阻R:欧姆(Ω)。注意:在电流、电压、电阻对应于同一个导体的情况下,欧姆定律才成立。

4.巩固练习,强化记忆。

教师:同学们想一想,欧姆定律真的能这么简单的就被发现了吗?利用短短一节课的时间,就探究出欧姆定律的表达式和内容,能够表明物理定律是通过简单实验就可以被发现的吗?接下来,同学们跟随老师一起观看影片。

[视频]欧姆生平简介和欧姆定律建立过程

教师:观看了视频内容后,同学们认为定律的建立是一蹴而就的吗?

学生:科学探究的过程从来不是一蹴而就的,凝结了好几代科学家们的心血,基于大量的实验论证过程才能得到一个实验结论。因此,欧姆定律的建立也是通过众多科学家的共同研究,苦尝数不清的实验失败进行N+1次的实验,改正许多缺点才得出来的。欧姆是很坚强的人,遇到困难的时候也从不放弃,哪怕别人不理解他,他也不会畏缩。

二、结语

通过本节课程内容的讲解,学生了解了欧姆定律的建立过程,明确了定律概念,基本可以掌握运用定律解决问题的步骤。本节实验内容较多,需要学生的动手能力和自我探究能力,实验过程中,学生遇到问题能够在小组间进行讨论,增强解决问题的能力,增加与学生间的互动。物理是以实验为基础的学科,教师要充分把握这一特点,积极探索创新的教学模式,改变传统的知识传递方向,培养学生的探究意识,传递科学发展观。

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