欧姆定律教学设计

欧姆定律是实验定律,要求学生自己通过探究得出,从而在探究过程中进一步认识和学习科学探究的方法。重视过程和方法是新理念的核心,这样既使知识和技能成为有源之水、有本之木,又可培养学生的情感态度和价值观,因而本节课的关键就是组织学生进行探究活动。
    1.探究电阻上的电流和电压的关系
    (1)提出问题
    可按教科书上那样由定性关系过渡到定量关系,承上启下提出问题、明确问题,激发学生的探究动机。
    (2)猜想和假设
    教科书上提示“给学生的电阻、电压和电流的关系能否用乘除或其他形式表示”,直接指向欧姆定律的表达形式,这也是新教科书不同于旧教科书的地方,这样引导和处理不仅降低了教学难度,而且也揭示了一种寻找规律的方法。
    (3)设计实验
    根据新的物理课程标准可要求学生针对某一定值电阻进行设计。学生首先根据要探究的问题确定实验器材,同时画出教科书第18页所要求的电路图。然后引导学生思考:要探究定值电阻上的电流和电压的数量关系,就需要改变电阻两端的电压,再观察电流的变化。那么如何改变定值电阻两端的电压?这需要放手学生思考各种方法。教师可提示“根据串联电路中电压的特点,可否采取串联滑动变阻器的方法改变电压?”学生讨论后在上面的电路图上添上滑动变阻器,完善电路图,并要求学生尝试这种方法。
    进行完一组实验后,应提示学生更换另一个电阻进行实验。这样做的一个目的是体现物理规律的客观性、普遍性和科学性,同时也便于得出在电压一定时,电流和电阻的关系。
    (4)进行实验
    提示学生要正确地连接电路,注意仪器使用的规范性,事先设计好实验数据记录表格。实验时尽量让定值电阻两端的电压成整数倍的变化。更换电阻后要确保有两个电压值与上组实验数据相同,以便分析电流和电阻的关系。
    (5)分析和论证
    要引导学生通过实验数据得出三个结论:一是电阻一定时,电流和电压成正比;二是在电压一定时,电流和电阻成反比;三是电流、电压和电阻的关系可表示为I=U/R或U=IR,R=U/I。
    (6)评估
    既要回顾研究思路,又要总结操作中的得失,并引导学生体会“控制变量法”这一研究问题的思想,培养学生的科学素养。
    (7)交流
    学生相互交流、纠正不足。
    2.欧姆定律
    根据上面的实验数据引导学生得出欧姆定律,强调应用公式时要注意单位的统一,并通过例题巩固。
    3.额定电压和短路
    (1)额定电压
    ①首先让学生通过看灯泡铭牌数据引出额定电压的定义;
    ②教师说明实际电压与额定电压的异同,并设计一个由电源、开关、滑动变阻器、小灯泡、电压表(测U灯)组成的串联电路;
    ③教师演示并让学生观察U实<U额,U实=U额,U实>U额三种情况对应状态的灯的亮度,加深对实际电压与额定电压的了解;
    ④继续增大小灯泡两端的电压一直加到灯泡烧毁,使学生对实际电压超过额定电压带来的危害有一个感性认识。
    (2)短路
    首先启发学生利用欧姆定律分析教科书图6.4—4的电路,推测可能出现什么后果,然后将教科书上短路电路图上的铜线换成细保险丝,演示短路将保险丝烧毁的现象(要求学生在3米以外观察,也可直接采用照明电路板演示),使学生对短路的危害获得感性认识,加深对短路的理解。