欧姆定律12469.docx
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欧姆定律12469
学科
电工基础
课
题
欧姆定律
班级
机电0602
人数
48
授课时数
2课时
课型
新授课
周次
第三周
授课时间
2008年3月15日星期四第3、4节
教学目的
【知识目标】
1．掌握部分电路和全电路欧姆定律及其表达式，并能熟练地运用解决有关的电路问题。
2．理解电源的外特性，能用其分析、计算有关问题。
【能力目标】
1．通过观察，培养学生观察事物和总结归纳问题的能力。
2．通过本节的教学，培养学生分析问题和解决问题的能力。
【德育目标】
1．培养学生严谨细致、一丝不苟、实事求是的科学态度和探索精神。
2．通过对欧姆定律研究历史的学习，使学生深刻体会到物理学家努力探索真理的人格魅力。
教学重点
部分电路及全电路欧姆定律的理解和应用。
教学难点
应用全电路欧姆定律讨论电源的外特性。
教具
多媒体课件、光盘，１号电池（旧的），小灯泡，开关，电压表，导线
教
后
小
结
1．利用实验及多媒体课件演示，不仅优化了教学节奏，而且增强了教学的直观性，从而使学生达到深刻理解的目的。
2．遵循学生的认知规律，摒弃“灌输式”的空洞枯燥的说教，让学生主动、积极地参与课堂活动，特别是一些学习基础较差的同学也表现出了浓厚的学习兴趣，并且在这些学习活动中提高思维能力、培养创新意识。
3．补充了“人体触电”和“几个名词的含义”等内容，提高学生学习的积极性，同时也用简单易懂的方法突破了教学难点。
4．透过课堂练习及学生表现，表明教学效果良好，同学们加深了对所学知识的理解和记忆，灵活运用所学知识解决实际问题的能力显著提高，个别学生对于全电路欧姆定律灵活运用仍有所欠缺，通过课后作业讲解有了很大的改善，日后应适当增加课堂练习比重。
§1-6欧姆定律
【教材分析】
【学生情况
分析】
【教学方法】
欧姆定律是中等职业技术学校电工类专业通用教材《电工基础》第一章第六节的内容，是本章的重点。
欧姆定律编排在学生学习了电流、电压、电动势和电阻等概念之后，这既符合学生由浅入深，由简单到综合的认识规律，又保持了知识逻辑结构的系统性。
其反映了这些量之间的相互关系，是电学中最基本的定律之一。
它不仅是学习直流电路、交流电路的基础，也是学习电工专业其他技术基础课和专业课的重要基础理论。
1．学生认识事物的特点是：
开始从具体的形象思维逐步向抽象逻辑思维过渡，但思维过程常常与感性经验相联系，仍需具体形象来支持。
2．学生在没有学习本节知识之前，已了解了电流、电压、电动势、电阻的概念，初中也学习过部分电路欧姆定律及相关问题分析计算，具备学习本节内容的基础知识和基本能力。
然而应用全电路欧姆定律分析电源的外特性，对于学生来说有一定的难度。
3．此班学生学习积极性高，基础较好，少部分同学对综合性问题的理解能力稍差。
1．通过演示实验引出学生暂时还无法解释的新问题，激发了学生探求新知识的兴趣和动机，为突破难点提供了良好的情境。
2．教师通过直观教学，利用多媒体技术演示强化学生感性认识，从而达到理解的目的。
3．考虑学生的认知特点，引导学生仔细观察，激励学生积极思考，尽可能地让学生运用物理思想方法主动地去探索全电路欧姆定律的本质，教师在适当的时候作点拨、启发、梳理、归纳、概括。
这样，既有利于学生主动构建新知识，又有利于学生创新意识的培养。
教案用纸附页
教学内容、方法、过程
一、组织教学、展示教学目标
（2分钟）
◆投影本节课的教学目标、重难点及学法指导
二、复习旧课
（5分钟）
◆教师设问
◆学生回答
为讲解欧姆定律导出公式的意义铺垫。
◆教师设问
◆学生回答
三、创设情境，激趣导入
（3分钟）
◆出示标题
◆故事引入
◆课件展示
通过对欧姆定律研究历史的学习，使学生深刻体会到物理学家努力探索真理的人格魅力。
同时使学生提高对本节课学习的兴趣。
四、新课教学
（60分钟）
讲解定律应用的范围
◆播放光盘
通过光盘演示实验，引出部分电路欧姆定律内容及表达式。
◆教师设问
◆学生回答
◆教师设问
◆学生回答
◆教师设问
◆学生讨论
◆教师点拨
◆课件展示
线性电阻电压电流关系曲线画法及图形
◆学生观察
得出结论
◆课件展示
通过补充人体触电的一些常识，提高学生学习的兴趣。
并使学生感觉到能将理论上的知识运用到实际当中的乐趣。
◆学以致用
选择简单例题使理解能力较差的学生同样得到自信。
讲解时复习单位的换算，并强调欧姆定律公式中的Ｕ、Ｉ、Ｒ是表示一段电路的三个物理量。
◆引出全电路欧姆定律
强调该定律应用范围
◆教师设问
◆学生讨论
◆教师演示
◆教师讲解
◆课件展示
◆学生讨论
◆教师引导学生总结
◆课件展示
教师由直观的演示实验，引入所要研究的问题，并通过归纳总结，启发学生得出定律表达式，以突出本节重点
◆课件展示
根据经验，学生对这几个概念模糊不清，在此进行详细说明
◆学以致用
选择此例题一方面巩固全电路欧姆定律，另一方面使学生更深入的理解上面的若干概念
◆教师设问
◆学生回答
◆教师设问
◆学生讨论后回答
◆教师设问
◆学生讨论
◆教师引导学生分析得出结论
教师将学生的探索过程加以归纳整理，形成清晰的分析推理步骤流程
以突破本节难点，同时巩固全电路欧姆定律的运用。
◆课件展示
电源外特性概念及曲线
教师对曲线进行说明
◆课件展示空表格
◆学生自主研究
◆教师点拨
得出正确结论
通过练习题使学生更深刻理解电路的工作状态且巩固电源外特性的知识。
同时使学生体会到自主总结的公式表给解题带来的便利。
请一位学习好的同学及一位学习中等的同学到黑板前作练习，教师同时巡视全体学生练习情况，为评讲及点拨做准备。
◆教师点评
练习
五、课堂小结
（7分钟）
◆课件展示
◆教师启发学生共同总结本节内容
六、布置作业
（3分钟）
教师对四、2题进行提示
安定课堂秩序，集中学生注意力。
（一）、教学目标（同P1，见课件）
（二）、重难点（同P1，见课件）
（三）、学法指导
对于本节课的内容，学生一般性地了解识记欧姆定律是比较容易的，但要透彻地理解几个物理量的关系，在学法上，一是要对学生多提问、多设疑，从而有了探究问题和学习的动力，而问题的解决恰好是建立新的知识结构的过程，从而培养了学生发现问题、分析问题、解决问题的能力；二是在让学生较深刻理解全电路欧姆定律之后，通过对电源外特性及典型问题的剖析，达到巩固提高的目的。
１．电阻定律的内容及其表达式？
导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，并与导体的材料性质有关。
２．电动势的概念及符号表示？
在电源内部，电源力将单位正电荷从电源负极b移到正极a所做的功叫做电源的电动势，用符号E表示。
在前面的课程中，我们已经学习了电压、电流、电动势和电阻这几个物理量。
那么它们之间是否存在一定的关系，关系又是怎样的呢，这就是我们今天要学习的内容——欧姆定律。
§1-6欧姆定律
欧姆定律的发现者就是欧姆。
欧姆是德国物理学家，幼年家贫，曾中途辍学，后来经过自己的努力才完成学业，他当过多年的中学数学和物理教师，在教好学生之余，他还努力从事科学研究，花费了十年的心血来研究欧姆定律，当时的实验条件很差，没有现成的测量电流的电流扭称；他最初使用的电源，电压很不稳定，使实验工作遇到很大困难，经过5年他才找到电压稳定的电源，再经过长期的细致研究，终于取得了成果。
他的研究成果在1862年发表后，当时的物理学界并不重视，使他非常失望。
但随着电学研究的进展，大学终于认识到这一成果的重要性，欧姆本人也被聘为大学教授，并获得英国皇家学会的奖章。
为了纪念他，后人把他的名字定为电阻的单位名称，并把他发现的定律叫做欧姆定律。
一、部分电路欧姆定律
1．部分电路：
不含电源的电路。
【实验】（控制变量法）：
在研究电流与电压关系时，保持电阻不变，通过改变电压，观察电流是如何变化的。
在研究电流与电阻关系时，保持电压不变，通过改变电阻，观察电流是如何变化的。
2．内容：
流过电阻的电流I与电阻两端的电压U成正比，与电阻R成反比。
3．表达式：
I=
定律表达式是否还可变形成其他形式？
该定律表达式还可变形成：
U=IR、R=
根据式R=
，是否Ｕ降低，Ｒ也降低？
公式表象可能导致情景估计：
1.部分同学回答是。
2.部分同学回答不是或不清楚。
如果电压降到零，是否电阻也为零？
矛盾产生，肯定答案、否定答案皆有。
式R=
只是欧姆定律的导出公式，电阻定律的定义式
在上一节已经涉及到了。
对于金属导体而言，电
阻只与导体本身的材料、粗细、长度有关，这些因素一旦确定，导体的电阻就确定了。
所以电阻是客观存在的，它不随导体两端电压大小而变化。
对于同一电阻来说，
电压与电流的比值
不会改变，电压增高，电流增大；
电压降低，电流减小。
二、电压电流关系曲线
在上个实验中，当保持电阻不变，改变其两端电压，使其分别为2V、4V、6V，观察电流表读数分别为0.2A、0.4A、0.6A，若我们以电流为横坐标，电压为纵坐标在直角坐标系中可画出电阻的电压、电流关系曲线。
电阻的电压、电流关系曲线是条直线。
１．线性电阻：
电阻的电压、电流关系曲线是条直线时，该电阻称为线性电阻。
电阻用欧姆定律可以算出R=
=
可以看出电阻Ｒ是个常数。
２．线性电路：
由线性电阻及其他线性元件组成的电路称为线性电路。
●用欧姆定律分析人体触电
1.人体电阻通常在10K
—100K
之间。
皮肤薄、潮湿电阻就小。
2.人体各部分电阻不同。
皮肤的角质层最大；脂肪、骨骼、神经较小；肌肉、血液最小；角质层损坏，人体电阻可降至0.8K
—1K
。
3.人体通过5mA的电流时，会感觉麻、痛。
人体通过10mA左右电流时，会麻木、巨痛不能摆脱。
人体通过50mA以上电流时，很危险，会造成呼吸窒息，心脏停跳。
例1：
当人体电阻为1K
，在220V电压下通过人体电流是多少？
人体是否存在危险？
解：
I=
=
=0.22A
=220mA
>50mA
通过人体的电流已经大于致死人体的电流，所以此人会迅速致死。
三、全电路欧姆定律
上面我们所接触的电路均是不含电源的电路。
那么含有电源的电路，称为什么呢，遇到这样的电路，又该如何分析呢？
接下来就让我们来学习全电路欧姆定律。
１．全电路：
指含有电源的闭合电路。
普通干电池电动势是1.5V。
那么把一节电压为1.5V的
1号电池接入到如右图所示
电路中，它两极间的电压是
否还是1.5V呢？
【实验】：
把一节电压为1.5V的1号电池接入如图电路中，开关闭合前，电压表示数是1.5V，开关闭合后，电压表示数变为1.4V。
实验表明，电路中有了电流后，电源两极间的电压减少了。
电源的内部一般都是有电阻的，这个电阻称为电源的内电阻，简称内阻，用字母r表示。
内电阻在电路图中的表示法。
实验中为何电压减少了？
这是因为电流流过电源内部时，在内电阻上产生了电压降Ur，Ur=Ir。
可见电路闭合时，U=E-Ur=E-Ir
即I=
2．内容：
在一个闭合电路中，电流强度与电源的电动势成正比，与电路中内电阻和外电阻之和成反比。
这个规律称为全电路欧姆定律。
3．表达式：
I=
4．公式其他形式：
U=E-Ur=E-Ir
●几个名词的含义
在有负载的闭合电路中，
Ur=电源内阻上的电压（电压降）=内压降
U=外电阻（负载）上的电压（电压降）=电源的端电压=电源的输出电压
例2如图所示，已知电源电动势E=220V，R=100
，r=10
，求：
（1）电路中的电流；
（2）电源内阻上电压降；（3）电源端电压；（4）负载上的电压降；（5）电源的输出电压。
解：
（1）I=
=
=2A
（2）Ur=Ir=2×10=20A
（3）U=E-Ur=220-20=200V
（4）U=IR=2×100=200V
（5）U=E-Ur=220-20=200V
或U=IR=2×100=200V
四、电源的外特性
对于同一个电源的电路来说，当外电阻不变时，电路中各部分电压保持不变；而当外电路变化时（负载电阻变化），是否将引起电路中各部分电流、电压的改变？
大部分学生回答是，个别学生回答不是或不清楚。
闭合电路中的各个物理量中，哪些是不变的量；哪些是自变量；哪些是因变量？
电动势E和内电阻r一般是不变的；外电阻R为自变量；电流强度I、内电压Ur，外电压U为因变量。
如何利用公式的变形来分析各个量的内在联系？
讨论得出部分结论。
根据全电路欧姆定律的公式，可得出如下结论：
可以看出电压是随着负载电流变化而变化的，我们把这种电压随负载电流变化的关系，称为电源的外特性。
所绘成的曲线称做电源的外特性曲线。
当电路接小电阻时，电流增大，端电压就下降。
图中的虚线表示电路中内阻为零，也就是处于理想情况时，端电压不再随电流变化，端电压等于电动势。
电路状态
公式
通路
I=
，U=E-Ur=E-Ir
短路
R=0，I=
，U=0，Ur=E
断路（开路）
R→∞，I=0，U=E，Ur=0
练习：
如图所示，已知E=6V，r=0.5
，R=200
，求开关分别打在1、2、3位置时电压表和电流表的读数。
解：
（1）当开关接在位置1时，电路处于短路的状态，电流表读数为：
I=
=
=12A
电压表读数为：
U=0V
（2）当开关接在位置2时，电路处于断路的状态，电流表读数为：
I=0A
电压表读数为：
U=E=6V
（3）当开关接在位置3时，电路处于通路的状态，电流表读数为：
I=
=
=0.0299A
电压表读数为：
U=IR=0.0299×200=5.98V
或U=E-Ir=6-0.0299×0.5=5.98V
1．部分电路欧姆定律的内容及其表达式。
2．全电路欧姆定律的内容及其表达式。
3．电源的外特性。
习题册P6一、1-3二、2-4四、2
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