第二冊歐姆定律

第二節 歐姆定律

(一)教學目的

1.掌握歐姆定律，能熟練地運用歐姆定律計算有關電壓、電流和電阻的簡單問題。

2.培養學生解答電學問題的良好習慣。

(二)教具

書寫有問題和例題的投影幻燈片。

(三)教學過程 

1.復習

提問：(使用投影幻燈片)表1、表2是某同學研究電流跟電壓、電阻關系時的兩組實驗數據。請在表格中空白部分填寫出正確數值，并說明道理。

表1

U(伏)

I(安)

R=5歐

1.5

0.3

0.6

4.5

表2

R(歐)

I(安)

U=1.5伏

5

0.3

10

0.1

答：表1填3伏和0.9安。根據：在電阻一定的情況下，導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比。

表2填0.15安和15歐。根據：在電壓不變的情況下，導體中的電流跟導體的電阻成反比。

2.進行新課

(1)歐姆定律

由實驗我們已知道了在電阻一定時，導體中的電流跟這段導體兩端的電壓成正比，在電壓不變的情況下，導體中的電流跟導體的電阻成反比。把以上實驗結果綜合起來得出結論，即歐姆定律。

板書：〈第二節 歐姆定律

1.內容：導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。〉

歐姆定律是德國物理學家歐姆在19世紀初期(1827年)經過大量實驗得出的一條關于電路的重要定律。

歐姆定律的公式：如果用U表示加在導體兩端的電壓，R表示這段導體的電阻，I表示這段導體中的電流，那么，歐姆定律可以寫成如下公式：

I =U/R。

公式中I、U、R的單位分別是安、伏和歐。

公式的物理意義：當導體的電阻R一定時，導體兩端的電壓增加幾倍，通過這段導體的電流就增加幾倍。這反映導體的電阻一定時，導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比例關系(I∝U)。當電壓一定時，導體的電阻增加到原來的幾倍，則導體中的電流就減小為原來的幾分之一。反映了電壓一定時，導體中的電流跟導體的電阻成反比例的關系(I∝U/R)。公式I=U/R完整地表達了歐姆定律的內容。

板書：<2.公式：I=U/R

I-電流(安) U-電壓(伏) R-電阻(歐)>

有關歐姆定律的幾點說明：

①歐姆定律中的電流、電壓和電阻這三個量是對同一段導體而言的。

②對于一段電路，只要知道I、U和R三個物理量中的兩個，就可以應用歐姆定律求出另一個。

③使用公式進行計算時，各物理量要用所要求的單位。

(2)應用歐姆定律計算有關電流、電壓和電阻的簡單問題。

例題1：課本中的例題1。(使用投影片)

學生讀題，根據題意教師板演，畫好電路圖(如課本中的圖8-2)。說明某導體兩端所加電壓的圖示法。在圖上標明已知量的符號、數值和未知量的符號。

解題過程要求寫好已知、求、解和答。解題過程寫出根據公式，然后代入數值，要有單位，最后得出結果。

板書：〈例題1：

已知：R =807歐，U =220伏。

求：I。

解：根據歐姆定律

I =U/R =220伏/807歐 =0.27安。

答：通過這盞電燈的電流約為0.27安。〉

例題2：課本中例題2。(使用投影片)

板書：〈例題2〉

要求學生在筆記本上按例題1的要求解答。由一位同學到黑板上進行板演。

學生板演完畢，組織全體學生討論、分析正誤。教師小結。

①電路圖及解題過程是否符合規范要求。

②答題敘述要完整。本題答：要使小燈泡正常發光，在它兩端應加2.8伏的電壓。

③解釋U=IR的意義：導體兩端的電壓在數值上等于通過導體的電流跟導體電阻的乘積。不能認為"電壓跟電流成正比，跟電阻成反比。"因為這樣表述顛倒了因果關系也不符合物理事實。

例題3：課本中的例題3。(使用投影片)

板書：〈例題3〉

解題方法同例題2。學生板演完畢，組織學生討論、分析正誤。教師小結。

①解釋R=U/I的物理意義：對同一段導體來說，由于導體的電流跟這段導體兩端的電壓成正比，所以i的比值是一定的。對于不同的導體，其比值一般不同。U和I的比值反映了導體電阻的大小。導體的電阻是導體本身的一種性質，它的大小決定于材料、長度和橫截面積，還跟溫度有關。不能認為R=U/I表示導體的電阻跟導體兩端的電壓成正比，跟導體中的電流成反比。由于電阻是導體本身的一種性質，所以某導體兩端的電壓是零時，導體中的電流也等于零，而這個導體的電阻值是不變的。

②通過例題3的解答，介紹用伏安法測電阻的原理和方法。

板書：(書寫于例題3解后)

〈用電壓表和電流表測電阻的方法叫做伏安法。〉

3.小結

(1)簡述歐姆定律的內容、公式及公式中各物理量的單位。

什么叫伏安法測電阻？原理是什么？

(2)討論：通過課本中本節的"想想議議"，使學生知道：

①電流表的電阻很小(有的只有零點幾歐)，因此實驗中絕對不允許直接把電流表按到電源的兩極上。否則，通過電流表的電流過大，有燒毀電流表的危險。

②電壓表的電阻很大(約幾千歐)，把電壓表直接連在電源的兩極上測電壓時，由于通過電壓表的電流很小，一般不會燒毀電壓表。

4.布置作業 

課本本節后的練習1、4。

(四)說明：通過例題，要領會培養學生在審題基礎上畫好電路圖，按規范化要求解題。

第四節 電阻的串聯

(一)教學目的

1.通過實驗和推導使學生理解串聯電路的等效電阻和計算公式。

2.復習鞏固串聯電路電流和電壓的特點。

3.會利用串聯電路特點的知識，解答和計算簡單的電路問題。

(二)教具

學生實驗：每組配備干電池三節，電流表、電壓表、滑動變阻器和開關各一只，定值電阻(2歐、4歐、5歐各一只)三個，導線若干。

(三)教學過程 

1.引入新課

(1)閱讀本節課文前的問號中提出的問題，由此引出本節學習的內容。

板書：〈第四節 電阻的串聯〉

(2)問：什么叫串聯電路？畫出兩個定值電阻串聯的電路圖。(同學回答略，板演電路圖參見課本圖8-7)

(3)問：串聯電路電流的特點是什么？舉例說明。

學生回答，教師小結，在板演電路圖上標出I1、I2和I。

板書：〈１．串聯電路中各處的電流相等。I1=I2=I。〉

(4)問：串聯電路的總電壓(U)與分電壓(U1、U2)的關系是什么？舉例說明。

學生回答，教師小結，在板演電路圖上標出U1、U2和U。

板書：〈2.串聯電路兩端的電壓等于各部分電路兩端電壓之和。U =U1+U2。〉

(5)幾個已知阻值的電阻串聯后，總電阻和各電阻之間有什么關系？這是本節課學習的主要內容。

2.進行新課

(1)實驗：測R1和R2(R3)串聯的總電阻。

問：實驗的方法和原理是什么？

答：用伏安法測電阻。只要用電壓表測出R1和R2串聯電阻兩端的總電壓放用電流表測出通過串聯電阻的電流，就可以根據歐姆定律逄出R1和R2串聯后的總電阻。

要求學生設計一個測兩個定值電阻(R1 =2歐、R2 =4歐)串聯總電阻的實驗電路。如課本圖8-5所示。

進行實驗：

①按伏安法測電阻的要求進行實驗。

②測出R1 (2歐)和R2(4歐)串聯后的總電阻R。

③將R1和R3串聯，測出串聯后的總電阻R′。將實驗結果填在課文中的結論處。

討論實驗數據，得出：R =R1 + R2, R′=R1 + R3。實驗表明：串聯電路的總電阻，等于各串聯電阻之和。

(2)理論推導串聯電路總電阻計算公式。

上述實驗結論也可以利用歐姆定律和串聯電路的特點，從理論上推導得出。

結合R1、R2的串聯電路圖(課本圖8-6)講解。

板書：〈設：串聯電阻的阻值為R1、R2，串聯后的總電阻為R。

由于U =U1 + U2,

因此IR =I1R1 + I2R2,

因為串聯電路中各處電流相等，I =I1 =I2

所以R =R1 + R2。〉

請學生敘述R =R1 + R2的物理意義。

解答本節課文前問號中提出的問題。

指出：把幾個導體串聯起來，相當于增加了導體的長度，所以總電阻比任何一個導體的電阻都大，總電阻也叫串聯電路的等效電阻。

板書：〈3.串聯電路的總電阻，等于各串聯電阻之和。R =R1 + R2。〉

口頭練習：

①把20歐的電阻R1和15歐的電阻R2串聯起來，串聯后的總電阻R是多大？(答：35歐)

②兩只電阻串聯后的總電阻是1千歐，已知其中一只電阻阻值是700歐，另一只電阻是多少歐？(答：300歐。)

(3)練習

例題1：

出示課本中的例題1投影幻燈片(或小黑板)。學生讀題并根據題意畫出電路圖(如課本圖8-7)。標出已知量的符號和數值以及未知量的符號。請一名學生板演，教師講評。

討論解題思路，鼓勵學生積極回答。

小結：注意審題，弄清已知和所求。明確電路特點，利用歐姆定律和串聯電路的特點求解。本題R1、R2串聯，所以I =I1 =I2。因U1、U2不知，故不能求出I1或I2。但串聯電路的總電壓知道，總電阻R可由R1+R2求出，根據歐姆定律I =U/R可求出電流I。

板書：〈例題1：

已知：U =6伏，R1 =5歐，R2 =15歐。

求：I。

解：R1和R2串聯，

R =R1+R2 =5歐+15歐 =20歐。

電路中電流：I =U/R =6伏/20歐≈0.3安。

答：這個串聯電路中的電流是0.3安。〉

例題2：

出示課本中例題2的投影片，學生讀題，畫電路圖(要求同例題1)。

討論解題思路，鼓勵學生積極參與。

①問：此題中要使小燈泡正常發光，串聯一個適當電阻的意義是什么？

答：小燈泡正常發光的電壓是2.5伏，如果將其直接連到6伏的電源上，小燈泡中電流過大，燈絲將被燒毀。給小燈泡串聯一個適當電阻R2，由于串聯電路的總電壓等于各部分電路電壓之和，即U =U1 + U2。串聯的電阻R2可分去一部分電壓。R2阻值只要選取合適，就可使小燈泡兩端的電壓為2.5伏，正常發光。

②串聯的電阻R2，其阻值如何計算？

教師引導，學生敘述，分步板書(參見課本例題2的解)。

本題另解：

板書：〈R1和R2串聯，由于：I1 =I2，

所以根據歐姆定律得：U1/ R1 =U2/ R2，

整理為U1/ U2 =R1/ R2。〉

3.小結

串聯電路中電流、電壓和電阻的特點。

4.布置作業 

本節后的練習：1、2、3。

(四)說明

1.本節測串聯電路總電阻的實驗，由于學生已學習了伏安法測電阻的知識，一般掌握較好，故實驗前有關要求的敘述可從簡。但在實驗中教師要加強巡回指導。

2.從實驗測出串聯電阻的總電阻和運用歐姆定律推導出的結果一致。在此應強調實踐和理論的統一。在推導串聯電阻總電阻公式時，應注意培養學生的分析、推理能力。

3.解答簡單的串聯電路計算問題時要著重在解題思路及良好的解題習慣的培養上下功夫。

第五節 電阻的并聯

(一)教學目的

1.使學生知道幾個電阻并聯后的總電阻比其中任何一個電阻的阻值都小。

2.復習鞏固并聯電路電流、電壓的特點。

3.會利用并聯電路的特點，解答和計算簡單的電路問題。

(二)教具

每組配備干電池二節，電壓表、電流表、滑動變阻器和開關各一只，定值電阻2只(5歐和10歐各一只)，導線若干條。

(三)教學過程 

1.復習

問：請你說出串聯電路電流、電壓和電阻的特點。(答略)

問：請解答課本本章習題中的第1題。

答：從課本第七章第一節末所列的數據表可以知道，在長短、粗細相等條件下，鎳鉻合金線的電阻比銅導線的電阻大；根據串聯電路的特點可知，通過銅導線和鎳鉻合金中的電流一樣大；根據歐姆定律得U=IR，可得出鎳鉻合金導線兩端的電壓大于銅導線兩端的電壓。

問：請解本章習題中的第6題。(請一名學生板演，其他學生自做，然后教師講評。在講評中要引導學生在審題的基礎上畫好電路圖，按規范化要求求解。)

2.引入新課

(1)請學生閱讀本節課文前問號中所提出的問題，由此提出本節學習的內容。

板書：〈第五節 電阻的并聯〉

(2)問：并聯電路中電流的特點是什么？舉例說明。

學生回答，教師小結。

板書：〈1.并聯電路的總電流等于各支路中電流之和。即：I =I1 + I2。〉

(4)問：并聯電路電壓的特點是什么？舉例說明。

學生回答，教師小結。

板書：〈2.并聯電路中各支路兩端的電壓相等。〉

(5)幾個已知阻值的電阻并聯后的總電阻跟各個電阻之間有什么關系呢？這就是本節將學習的知識。

3.進行新課

(1)實驗：

明確如何測R1=5歐和R2=10歐并聯后的總電阻，然后用伏安法測出R1、R2并聯后的總電阻R，并將這個阻值與R1、R2進行比較。

學生實驗，教師指導。實驗完畢，整理好儀器。

報告實驗結果，討論實驗結論：實驗表明，幾個電阻并聯后的總電阻比其中任何一個電阻都小。

板書：〈3.幾個電阻并聯后的總電阻比其中任何一個電阻都小。〉

問：10歐和1歐的兩個電阻并聯的電阻小于多少歐？(答：小于1歐。)

(2)推導并聯電路總電阻跟各并聯電阻的定量關系。(以下內容教師邊講邊板書)

板書：〈設：支路電阻分別是R1、R2；R1、R2并聯的總電阻是R。

根據歐姆定律：I1 =U1/ R1, I2 =U2/ R2, I =U/ R,

由于：I =I1 + I2,

因此：U/R =U1/ R1+ U2 / R2。

又因為并聯電路各支路兩端的電壓相等，即：U =U1 =U2,

可得：1/R =1/ R1 + 1 / R2。

表明：并聯電路的總電阻的倒數，等于各并聯電阻的倒數之和。〉

練習：計算本節實驗中的兩個電阻(R1 =5歐，R2 =10歐)并聯后的總電阻。

學生演練，一名學生板演，教師講評，指出理論計算與實驗結果一致。

幾個電阻并聯起來，總電阻比任何一個電阻都小，這是因為把導體并聯起來，相當于增加了導體橫截面積。

(3)練習

例題1：請學生回答本節課文前問號中提出的問題。(回答略)

簡介：當n個相同阻值的電阻并聯時總電阻的計算式：R =R'/n。例題1中：R′=10千歐，n =2，所以：R =10千歐/2 =5千歐。

例題2.在圖8-1所示電路中，電源的電壓是36伏，燈泡L1的電阻是20歐，L2的電阻是60歐，求兩個燈泡同時工作時，電路的總電阻和干路里的電流。(出示投影幻燈片或小黑板)

學生讀題，討論此題解法，教師板書：

認請此題中燈泡L1和L2是并聯的。(解答電路問題，首先要認清電路的連接情況)。在電路圖中標明已知量的符號和數值以及未知量的符號。解題要寫出已知、求、解和答。

（過程略）

問：串聯電路有分壓作用，且U1/ U2 =R1 / R2。在并聯電路中，干路中電流在分流點分成兩部分，電流的分配跟電阻的關系是什么？此題中，L1、L2中電流之比是多少？

答：（略）

板書：〈在并聯電路中，電流的分配跟電阻成反比，即：I1/ I2 =R2 / R1。〉

4.小結

并聯電跟中電流、電壓、電阻的特點。

幾個電阻并聯起來，總電阻比任何一個電阻都小。

5.布置作業 

課本本節末練習1、2；本章末習題9、10。

參看課本本章的"學到了什么？，根據知識結構圖寫出方框內的知識內容。

(四)說明

1.關于并聯電路總電阻的計算，教學大綱上未做要求，建議對基礎較差的班級不增加這部分教學內容。

2.在課時安排可能的情況下，建議根據學生掌握知識的實際情況，增加一節復習題。總結第4-8章所學內容，并做適當的練習

第二冊歐姆定律