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欧姆定律实验总结十篇

发布时间:2024-04-29 11:39:23

欧姆定律实验总结篇1

关键词:初中;物理;欧姆定律;教学问题

中图分类号:G633.7文献标志码:a文章编号:1008-3561(2015)09-0056-01

一、在实验探究中让学生学习欧姆定律

欧姆定律是电学重要内容之一,也是中考重点考查内容,所以能否教好欧姆定律关系到之后对中考的重点知识复习,更有可能影响学生对于物理学的热情。在实验探究的过程之中以学生为主,教师起引导作用,让学生通过观察电压表、电流表、滑动变阻器的微量变化发现问题、提出问题,他们对于自己发现的问题会比老师直接教导的印象深刻,从而达到了教学目的。

二、在欧姆定律的学习中最经常遇到的问题

在实际的教学之中,教师要把电路的认识与画电路图、连接电路作为主要的教学任务,开阔学生的思维,加强对电路的认识。物理是一门比较枯燥的课程,只有激发学生的热情,才能更好地完成授课。电流、电压、电阻的概念及单位,电流表、电压表、滑动变阻器的使用,是最基础的概念。电流表测量电流、电压表测量电压、变阻器调节电路中的电流,这部分则比较重要,需要重点讲解。电流、电压、电阻的概念是基本的电学测量仪器,明确这些仪器的使用与操作,是非常重要的,关系到后期实验的正确性与对知识的理解。以上基础知识的理解与运用又是进一步学习欧姆定律的基础。

三、欧姆定律的主要内容是电流、电压、电阻的关系

这部分知识是在实验的基础上概括、归纳出了电路中电压、电流、电阻三者相互关联的关系。教师在实验中要让学生理解电流随电压和电阻的变化而变化,对于多个变量问题的研究是采用固定一个量不变,研究其余两个量的变化的处理方法,从而让学生学会物理学中常用这种方法。欧姆定律在初中只讲部分电路的欧姆定律,是电学中的基本定律,是进一步学习电学知识分析和进行电路计算的基础,是初中电学的重点知识。

欧姆定律是初中物理学电学的重点、也是难点,想要研究欧姆定律必须要建立电流、电压、电阻的关系,并在实验的基础上得出欧姆定律,做好演示实验,归纳、分析、概括实验结果,使学生正确理解欧姆定律的基础。所以,使用电流表、电压表、滑动变阻器是这部分知识中的重点实验的基础。

电流、电压、电阻的概念是学生学习的难点,由于初中学生水平有限,对电流、电压的概念要求较低,并没有下准确的定义。因此,电阻的概念就成了学生理解的难点。教师要多举例子帮助学生理解电阻是导体本身的属性,决定于导体的材料、长度、横截面和温度,它用两端的电压和通过的电流的比值来表示是为了测量的方便,与外加电压、电流无关。同时,教师一定要纠正一些学生经常出现的电阻随电压、电流的变化而变化的错误概念,也就是对欧姆定律的错误理解。欧姆定律在学生头脑的建立过程是十分重要的,认真做好演示实验,用实验来探索一个量随两个量变化的定量关系是第一次。首先要向学生交代清楚实验的研究方法,本实验彩用控制变量法来研究,即“固定电阻不变,研究电流跟电压的关系;固定电压不变,研究电流跟电阻的关系”。在连接如图(图略)所示的实验电路时,要将具体接法演示给学生看。可以先从电源正极开始,按电流方向依次为电池、开关S、滑动变阻器R′、定值电阻R、电流表串联起来组成一个闭合回路,最后将电压表并联在定值电阻R两端。同时提醒学生注意电流必须从电流表和电压表的正接线柱流进电表,负接线柱流出电表及量程选择,电流表与R串联,其示数等于通过R的电流。电压表与R并联其数等于R两端的电压。

运用欧姆定律可以推导串联电路中的总电阻跟各串联电阻之间的关系及电压分配跟导体电阻的关系,具体推导如下:

在串联电路中:i=i1=i2;U=U1+U2;由欧姆定律公式i=U/R,可得U=iR;U1=i1R1;U2=i2R2将这些式子代入上式得:iR=i1R1+i2R2即R=R1+R2;也就是说串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和。

在串联电路中:i=i1=i2;由欧姆定律公式i=U/R,可得:i1=U1/R1;i2=U2/R2;将这些式子代入上式得:U1/R2=U2/R2变换一下形式得:U1/U2=R1/R2;即串联电路中,电压分配跟导体电阻成正比。

四、结束语

通过对物理教学内容的分析、思维方法、能力训练的具体研究,对教学内容进行归纳总结,可以使初中物理教师掌握欧姆定律的基本理论方法,更好地驾驶物理教材,提高物理教学质量,把重点真正落实在教学过程中,帮助学生提高实验操作能力、归纳概括能力、演绎推理能力、逻辑推理能力、抽象思维能力及灵活运用知识解决问题的能力,让学生学会控制变量法研究多个变量的问题,学会用等效法分析复杂电路。因此,教师要注重培养学生实事求是的科学态度,从而有效培养学生的物理素质。

参考文献:

欧姆定律实验总结篇2

论文关键词:多用电表,欧姆档,多倍率,电路图

多用电表是中学物理教材电学内容的一个基本点,也是重点。因为多用电表的原理包含了串、并联电路的规律和闭合电路欧姆定律,而这些规律是电流计改装成电流表、电压表和欧姆表的理论基础,更是历年高考电学实验考察的重点。新课程改革中,人教版教材在本节的编写上充分体了现新课程理念,摆脱了旧教材中单纯理论的推导和仪表结构、原理、使用方法的讲解,而是先以例题的形式引入,让学生结合教材中的电路图(图1),通过“体验式探究”的方式,来理解欧姆表的工作原理。然后过度到图2探究如何把三个单独的电压表、电流表、欧姆表合为一个单量程多用电表,通过共用表头让学生体会实现“多用功能”的巧妙之处。最后的难点是让学生掌握如何实现多量程多用功能的,结合图3领悟转换开关在实现“多量程”功能上的作用。

笔者教学中就是把这些难点进行梯度化处理的,以探究的方式来完成本节“欧姆表”、“多用电表”两模块内容的。但在师生探究多用电表原理时,学生通过讨论发现书中的电路图与实际的电表内部结构不同,并向教师提出疑问:教材的电路图(图3)虽然能实现多功能测量,即能测电流、电压、电阻,而且能实现测电流和电压的多量程功能,但却不能实现测电阻的多量程功能,即不能实现电阻档的倍率转换功能。

学生的提出的两个主要问题如下:

1、电路图中多路电源与实际表内只有一路电源相矛盾

keyimg22、如果实际电路有多路电源按着教材中的原理图去设计时,确实能实现多倍率功能,但有一个基本要求:即每路电源的电动势关系应满足e=ne1。(e1是×1档的那条支路电源电动势)。由此可推知若e1=1.5V,则×10、×100档的电源分别为15V、150V,而×1K档的电源电动势就应高达1500V!显然这不可能,也很荒谬!任何电表内都不可能装有这么高的电源,还是直流电源!

提出第1个问题,是因为学生打开多用电表后发现确实表内只有一个含源电路,且通常只装有一节或两节干电池,即电动势只有1.5V或3V,这与教材电路图中的多个含源支路相矛盾。

提出第2个问题,是通过分析教材电路图图3必然会得出的结论。由于虚线框内的电路相当于一个安培表,选择开关置于3或者4,等于制作了两个欧姆表(类似图1),很显然这两个欧姆表是同一个安培表改装的。那么实际测电阻时,只要指针偏角相同,流过两个表头的电流就应相等(因为表头G一样),且流过电源的总电流——即安培表的电流也应相同(因为安培表内部结构一定,流入表头的电流占总电流的比例也就确定)。不防设3为×1档,4为×10档,显然多用电表要求用这两档测电阻时,若指针均指在i0(假设为半偏)的地方,3档对应的阻值若为R0,则4档对应的阻值应为10R0。现在就用3档来测某个实际的电阻(阻值就为R0),首先要进行欧姆调零操作,即短接两表笔,调节电源支路的可调电阻,使指针满偏,操作的结果是欧姆表现在的总内阻

R内=e/ig,(由闭合电路欧姆定律ix=e/(RX+R内)决定的);然后测电阻R0时,指针刚好半偏,则必有R内=R0。同理用4档来测另一个电阻R`X(其阻值为10R0)时,也要进行以上操作,且必有R`内=e`/ig,R`内=10R0,综上可知R`内=10R内,即有e`/ig=10e/ig,显然要求e`=10e。同理可推:若多用电表还有其它倍率档,辟如×n(n可以为1、10、100、1K)档,则必须要增加类似3、4那样的含源支路,且电动势大小应是e`=ne(e为×1档支路电源的电动势)。可见按照教材原理图实现欧姆档多倍率功能就必须要满足e`=ne这一条件。试想一上,若×1档支路是一节干电池,e1=1.5V,那么×10档的支路电池就必须为15V,而×1K档的电池就会高达1500V!这显然是不可能的!

实际的学生电表内部是没有那么多含源电路的,更不可能有那么高的电动势,但学生电表又确实具有欧姆档多倍率功能的。矛盾产生的原因在哪里呢?通过查找各种厂家多用电表的资料,发现实际电路远非教材中的示意图那么简单,矛盾的焦点在于实际的电表欧姆档的多倍率功能,并不是靠增加含源支路和提高电源电动势来实现,而是靠改变安培表的量程来实现的!笔者研究后设计了一个简单的电路图(图4),用它向学生说明欧姆档多量程原理,就很容易,也与实际的电表内部结构吻合。本图相当于把三个量程ia不同的电流表用相同的电源和可调电阻改装成了三个欧姆表。根据R内=e/ia可知,由于ia不同(ia是安培表的满偏电流,流过总电路而不是流过电流计的满偏电流ig),所以三个档所对应的欧姆表内阻R内是不同的,由闭合电路欧姆定律ix=e/(RX+R内)可知,当指针指在相同的电流值ix上,由于R内不同,所以RX不同,举例来说:假设现在来测一个未知电阻RX,刚好使指针半偏。因为欧姆刻度线上正中间的刻度值对应的电流为ia/2,所以所测电阻RX=R内,如果测量前选择的开关置3且欧姆调零后R内=15Ω,则说明所测的RX=15Ω;若开关置的是2且R内=150Ω,则所测的RX=150Ω;如果开关置1且R内=1500Ω,则RX=1500Ω。可见,尽管原来的电流刻度盘一样,但改装时相同电流刻度值i(注:不是电源的总电流,而是流过电流计的电流)所对应的电阻值RX是不同的,因此原来的一条电流刻度线就可以表示三个欧姆刻度盘,因而实现了多倍率功能。

教材中电路图和本图的最大区别在于,是否体现出换档后电流表的电路变化。对于前者(见图3)不论接3档还是4档,当表头指针偏转角度相同,电路的总电流也会相同,由ix=e/(RX+R内)知,欧姆调零时由于指针都要满偏,所以电路总电流ix相等,此时ix=e/R内,所以要想R内不同只有改变e才行,这也是前面学生发现的矛盾e=ne1原因所在。对于后者(图4)即使表头指针偏转相同角度,由于换档导致其他支路与表头支路的电阻比例关系已经变化,总电流仍然是不同的。可见,本图设计一方面保证了换档后即使指针偏转角度相同,但流经电源的总电流也是不同的;同时也重点保证了换档后欧姆调零时表的总内阻会不同,这就确保了欧姆档多倍率功能的实现。

参考文献

1.廖佰琴、张大昌主编《物理课程标准(实验)解读》湖北教育出版社

2.赵沃槐.优化物理实验教学培养学生创新能力.教学仪器与实验,2002,(10).

3.安忠刘炳升《中学物理实验与教学研究》高等教育出版社

欧姆定律实验总结篇3

一、教材分析《欧姆定律》一课,学生在初中阶段已经学过,高中必修本(下册)安排这节课的目的,主要是让学生通过课堂演示实验再次增加感性认识;体会物理学的基本研究方法(即通过实验来探索物理规律);学习分析实验数据,得出实验结论的两种常用方法——列表对比法和图象法;再次领会定义物理量的一种常用方法——比值法.这就决定了本节课的教学目的和教学要求.这节课不全是为了让学生知道实验结论及定律的内容,重点在于要让学生知道结论是如何得出的;在得出结论时用了什么样的科学方法和手段;在实验过程中是如何控制实验条件和物理变量的,从而让学生沿着科学家发现物理定律的历史足迹体会科学家的思维方法.

本节课在全章中的作用和地位也是重要的,它一方面起到复习初中知识的作用,另一方面为学习闭合电路欧姆定律奠定基础.本节课分析实验数据的两种基本方法,也将在后续课程中多次应用.因此也可以说,本节课是后续课程的知识准备阶段.

通过本节课的学习,要让学生记住欧姆定律的内容及适用范围;理解电阻的概念及定义方法;学会分析实验数据的两种基本方法;掌握欧姆定律并灵活运用.

本节课的重点是成功进行演示实验和对实验数据进行分析.这是本节课的核心,是本节课成败的关键,是实现教学目标的基础.

本节课的难点是电阻的定义及其物理意义.尽管用比值法定义物理量在高一物理和高二电场一章中已经接触过,但学生由于缺乏较多的感性认识,对此还是比较生疏.从数学上的恒定比值到理解其物理意义并进而认识其代表一个新的物理量,还是存在着不小的思维台阶和思维难度.对于电阻的定义式和欧姆定律表达式,从数学角度看只不过略有变形,但它们却具有完全不同的物理意义.有些学生常将两种表达式相混,对公式中哪个是常量哪个是变量分辨不清,要注意提醒和纠正.

二、关于教法和学法根据本节课有演示实验的特点,本节课采用以演示实验为主的启发式综合教学法.教师边演示、边提问,让学生边观察、边思考,最大限度地调动学生积极参与教学活动.在教材难点处适当放慢节奏,给学生充分的时间进行思考和讨论,教师可给予恰当的思维点拨,必要时可进行大面积课堂提问,让学生充分发表意见.这样既有利于化解难点,也有利于充分发挥学生的主体作用,使课堂气氛更加活跃.

通过本节课的学习,要使学生领会物理学的研究方法,领会怎样提出研究课题,怎样进行实验设计,怎样合理选用实验器材,怎样进行实际操作,怎样对实验数据进行分析及通过分析得出实验结论和总结出物理规律.同时要让学生知道,物理规律必须经过实验的检验,不能任意外推,从而养成严谨的科学态度和良好的思维习惯.

三、对教学过程的构想为了达成上述教学目标,充分发挥学生的主体作用,最大限度地激发学生学习的主动性和自觉性,对一些主要教学环节,有以下构想:1.在引入新课提出课题后,启发学生思考:物理学的基本研究方法是什么(不一定让学生回答)?这样既对学生进行了方法论教育,也为过渡到演示实验起承上启下作用.2.对演示实验所需器材及电路的设计可先启发学生思考回答.这样使他们既巩固了实验知识,也调动他们尽早投入积极参与.3.在进行演示实验时可请两位同学上台协助,同时让其余同学注意观察,也可调动全体学生都来参与,积极进行观察和思考.4.在用列表对比法对实验数据进行分析后,提出下面的问题让学生思考回答:为了更直观地显示物理规律,还可以用什么方法对实验数据进行分析?目的是更加突出方法教育,使学生对分析实验数据的两种最常用的基本方法有更清醒更深刻的认识.到此应该达到本节课的第一次高潮,通过提问和画图象使学生的学习情绪转向高涨.5.在得出电阻概念时,要引导学生从分析实验数据入手来理解电压与电流比值的物理意义.此时不要急于告诉学生结论,而应给予充分的时间,启发学生积极思考,并给予适当的思维点拨.此处节奏应放慢,可提请学生回答或展开讨论,让学生的主体作用得到充分发挥,使课堂气氛掀起第二次高潮,也使学生对电阻的概念是如何建立的有深刻的印象.6.在得出实验结论的基础上,进一步总结出欧姆定律,这实际上是认识上的又一次升华.要注意阐述实验结论的普遍性,在此基础上可让学生先行总结,以锻炼学生的语言表达能力.教师重申时语气要加重,不能轻描淡写.要随即强调欧姆定律是实验定律,必有一定的适用范围,不能任意外推.7.为检验教学目标是否达成,可自编若干概念题、辨析题进行反馈练习,达到巩固之目的.然后结合课本练习题,熟悉欧姆定律的应用,但占时不宜过长,以免冲淡前面主题.

四、授课过程中几点注意事项1.注意在实验演示前对仪表的量程、分度和读数规则进行介绍.

2.注意正确规范地进行演示操作,数据不能虚假拼凑.

3.注意演示实验的可视度.可预先制作电路板,演示时注意位置要加高.有条件的地方可利用投影仪将电表表盘投影在墙上,使全体学生都能清晰地看见.

4.定义电阻及总结欧姆定律时,要注意层次清楚,避免节奏混乱.可把电阻的概念及定义在归纳实验结论时提出,而欧姆定律在归纳完实验结论后总结.这样学生就不易将二者混淆.

欧姆定律实验总结篇4

关键词:欧姆定律;教学设计;传感器;DiS线性元件;非线性元件;伏安特性;屏幕广播

中图分类号:G633.7文献标识码:a文章编号:1003-6148(2015)6-0073-6

1教学内容分析

(1)教材分析:“人教版”高中物理(选修3-1)第二章《恒定电流》中的第3节《欧姆定律》,教材首先回顾了初中学过的电阻的定义式及欧姆定律,然后重点阐述了导体的伏安特性,并分别描绘了小灯泡、半导体二极管的伏安特性曲线,对比了它们的导电性能。

(2)《课程标准》要求:①观察并尝试识别常见的电路元器件,初步了解它们在电路中的作用;②分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的i-U特性曲线,对比它们导电性能的特点。

2教学对象分析

(1)学生在初中已经学习过的电阻的测量、电压的调节等电路的相关基础知识,为本节实验方案设计打下了基础;

(2)初中已经学习过的欧姆定律基础知识,为欧姆定律的深化理解起了铺垫作用;

(3)学生具备了一定的探究能力、逻辑思维能力和归纳演绎能力。

3教学目标

3.1知识与技能

(1)了解线性元件及其特点;

(2)理解欧姆定律及其适用条件;

(3)了解非线性元件及其特点。

3.2过程与方法

(1)通过亲历“导体伏安特性曲线”描绘的全过程,进一步熟知科学探究的各环节;

(2)通过描绘导体伏安特性曲线,体会图线法在物理学中的作用;

(3)初步掌握传感器、DiS(数字化信息系统)的操作和使用方法。

3.3情感态度与价值观

(1)通过使用传感器和DiS(数字化信息系统),增强数字化、信息化科学意识;

(2)通过与同学的讨论、交流、合作,提高学生主动与他人合作的意识;

(3)通过多媒体教学网络广播系统共享实验结果,享受分享和成功带来的喜悦、提高学生合作共享意识。

4教学重点

(1)线性元件与欧姆定律

(2)线性伏安特性曲线的理解与应用

5教学难点

(1)实验方案的设计与电路连接、DiS(数字化信息系统)的使用;

(2)非线性伏安特性曲线的理解与应用。

6教学策略设计

6.1《课程标准》要求

(1)观察并尝试识别常见的电路元器件,初步了解它们在电路中的作用;

(2)分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的i-U特性曲线,对比它们导电性能的特点。

这是采用传统的教学手段一课时不可能实现的教学目标!而采用传感器和DiS(数字化信息系统)获取导体的伏安特性曲线,利用现代化信息技术,不仅大大提高了课堂教学效率,而且增强了学生数字化、信息化科学意识。

6.2本节课设计了四个探究环节

(1)探究环节一:描绘金属导体(合金丝绕成的5Ω、10Ω电阻)伏安特性曲线

该环节包括实验设计、电路连接、数据收集、数据的图线法处理,得出金属导体的伏安特性曲线是“过原点的直线”的实验结论。其中,包含了科学探究的“提出问题、设计实验、数据收集、分析论证、结论评估”诸多环节,使学生进一步熟知科学探究的各环节。

(2)探究环节二:线性元件与欧姆定律

(3)探究环节三:描绘小灯泡(二极管)的伏安特性曲线

(4)探究环节四:非线性元件与非线性伏安特性曲线的理解与应用

其中,环节一、三均采用两组差异化的实验器材――合金丝绕成的5Ω与10Ω电阻,小灯泡与二极管。这样设计,既提高了实验效率,又使实验具有了普遍性。而通过寻找两组不同曲线的异同,又能自然总结出线性元件、非线性元件的概念和特点。

6.3本节课采用小组合作形式

使学生通过与同学的讨论、交流、合作,提高学生主动与他人合作的意识;通过多媒体教学网络广播系统共享实验结果,享受分享和成功带来的喜悦,提高学生合作共享意识。

7教学设备

25组描绘导体伏安特性曲线器材、“友高”数字化实验系统、多媒体教学网络广播系统、多媒体课件展示、实物投影仪、半波全波整流、滤波线路板。

8教学过程

引入新课

【教师】

实物投影:整流、滤波线路板,介绍元件、功能。

引入课题:该线路板为何能实现如此神奇的功能呢?那就要求设计者对各元件的性能非常了解,而导体的伏安特性就是其中一项重要的性能。

【学生】

观察、思索、好奇、兴奋。

【设计说明】

激发学生研究导体伏安特性的兴趣。

新课教学

探究环节一:描绘金属导体伏安特性曲线

(一)提出问题

【教师】

(1)今天我们就首先探究金属导体(合金丝绕成的5Ω、10Ω电阻)的伏安特性。

(2)划分四个研究小组,每组六台电脑。

【学生】

熟悉小组成员,选出小组长。

【设计说明】

小组合作。

(二)设计实验

(1)方案设计

【教师】

导体的伏安特性曲线――用横轴表示电压U,纵轴表示电流i,画出的i-U图线叫做导体的伏安特性曲线。

注意解决三个问题:

①如何测量导体的电流、电压?

②如何改变导体的电流、电压?

③怎样描绘导体的伏安特性曲线?

【学生】

分组讨论:

①达到实验目的所需的实验器材;

②画出实验电路图、概述实验方案。

【设计说明】

①提高学生的实验设计能力;

②利用学生在初中已经学习过的电阻的测量、电压的调节等电路的相关基础知识。

(2)方案论证

【学生】

小组长说明实验器材。

【教师】

展示实验器材实物图(图1)。

【学生】

小组长投影实验电路、简述实验方案。

【教师】

展示实验电路(图2)。

(3)方案改进

【教师】

在数字化时代,我们利用电压传感器、电流传感器替代电压表、电流表,利用“友高”数字化实验系统替代手工记录和坐标纸来完成此实验探究(图3)。

【学生】

阅读《描绘导体伏安特性曲线》操作指南。

【设计说明】

采用传感器和DiS,提高效率,完成传统实验器材不可能完成的任务。

(三)数据收集

(1)分组实验

【学生】

分组实验:1、2组10Ω电阻;3、4组5Ω电阻,同组成员相互协作。

【教师】

①指导学生打开软件、实验模板、传感器调零,按操作指南要求收集数据、保存实验,暂不关闭等待分享实验数据(图4)。

②巡回指导。

④利用多媒体网络广播系统了解各组实验进度情况。

(2)成果分享

【教师】

通过广播系统向全体同学展示4个小组的实验结果。

【学生】

观察、对比。

【设计说明】

采用两组差异化的实验器材,既提高了实验效率,又使实验具有了普遍性。而通过寻找两组不同图线的异同,又能自然总结出线性元件的概念。

(四)结论评估

【教师】

请分析两图线的异同。

【学生】

(1)两图线均为过原点的直线――线性元件。

(2)两图线的斜率不同――电阻值不相等。

探究环节二:线性元件与欧姆定律

(一)线性元件

【教师】

(1)金属导体的伏安特性曲线是通过坐标原点的直线,具有这种伏安特性的元件称为线性元件。

那么,线性元件有什么特点呢?

【学生】

观察、思考后回答。

(2)通过同一线性元件的电流强度与加在导体两端的电压成正比。

【教师】

展示两个电阻的伏安特性曲线(图5)。

【学生】

观察、思考后回答。

(3)电压一定时,通过导体的电流强度与导体本身的电阻成反比。

【教师】

线性元件这两大特点你联想到哪条规律?

【学生】

齐答:欧姆定律。

【设计说明】

线性元件与欧姆定律两知识点自然衔接。

(二)欧姆定律

【教师】

内容:通过导体的电流强度跟加在导体两端的电压成正比,跟导体本身的电阻成反比。

适用范围线性元件金属导体电解液纯电阻电路

【学生】

回顾、归纳。

【教师】

情感教育:介绍欧姆及其实验装置(图6),阐述原创性实验的开拓性及对科学发展的重大影响!

【学生】

好奇、兴奋。

探究环节三:描绘二极管小灯泡伏安特性曲线

(一)提出问题

【教师】

下面我们分四小组、两大组分别描绘二极管和小灯泡的伏安特性曲线。

【学生】

更换器材、连接电路(图7)。

(二)数据收集

(1)分组实验

【学生】

分组实验:1、2组二极管;3、4组小灯泡,同组成员相互协作。

【教师】

①指导学生打开软件、实验模板、传感器调零,按操作指南要求收集数据、保存实验,暂不关闭等待分享实验数据。

②巡回指导。

③利用多媒体网络广播系统了解各组实验进度情况。

(2)成果分享

【教师】

通过广播系统向全体同学展示4个小组实验结果。

【学生】

观察、对比。

【设计说明】

采用两组差异化的实验器材,提高了实验效率,而通过寻找两组不同图线的异同,又能自然总结出非线性元件的概念。

(三)结论评估

【教师】

请分析两图线的异同(图8)。

【学生】

(1)两图线均为曲线――二极管为非线性元件。

(2)两图线的弯曲方向不同――二极管的电阻随电压升高而减小;钨丝的电阻随电压升高而增大。

(四)知识点辨析

【教师】

钨丝(小灯泡灯丝)属于金属导体,但其伏安特性曲线为何呈现曲线?(图9)

【学生】

因为灯丝温度变化范围过大。

【教师】

动画:手工绘制钨丝伏安特性曲线。

可以看出:曲线起始端温度变化很小,呈现线性。

探究环节四:非线性元件

(一)非线性元件的概念

【教师】

(1)气态导体和二极管的伏安特性曲线不是直线,这种元件称为非线性元件。

(2)对非线性元件,欧姆定律不适用。

(3)非线性元件的电阻除了由材料本身决定外,还与加在其两端的电压有关。

【学生】

观察、思考。

【设计说明】

实验与知识点自然衔接。

(二)非线性伏安曲线的理解与应用

(1)跟踪练习――非线性伏安曲线的理解

【教师】

①小灯泡通电后其电流i随所加电压U变化的图线如图10所示,p为图线上一点,pn为图线在p点的切线,pQ为U轴的垂线,pm为i轴的垂线,则下列说法中正确的是()

(2)拓展练习――非线性伏安曲线的应用

【教师】

②一小灯泡的伏安特性曲线如图11所示,将该灯泡与一个R=6Ω的定值电阻串联,接入输出电压U=3V的恒压电源,如图12所示,试求通过小灯泡的电流强度。

【学生】

解析:在小灯泡的伏安特性曲线中做出U=3-6i的图线(图13)。

从两图线的交点求出通过小灯泡的电流强度为i=0.22a。

【设计说明】

拓展学生解题思路,增强学生图线法解决问题的意识!

课堂小结

【教师】

引导学生回顾、归纳总结。

知识小结:线性元件、欧姆定律、非线性元件。

方法小结:实验探究、图线法、数字化。

【设计说明】

比知识更重要的是方法!

作业布置

【教师】

(1)课本p48页2、3、4题。

(2)请你设计一套描绘二极管完整伏安特性曲线(含正、反向电压)的方案。

(3)网上查阅欧姆定律的发现历程。

【设计说明】

三道作业分别对应“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三维目标。

参考文献:

欧姆定律实验总结篇5

《普通高中物理课程标准》指出:“高中物理课程应促进学生自主学习,让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。通过多样化的教学方式,帮助学生学习物理知识与技能,培养其科学探究能力。”也就是说,在高中物理教学过程中,我们要改变“灌输式”的教学模式,要通过有效运用自主、合作、探究的教学模式来落实“以生为本”的教学理念,以确保学生在真正高效的物理课堂中获得良好发展。

《欧姆定律》这一节课的主要教学目的是理解电阻的概念,明确导体的电阻是由导体本身的特性所决定;理解欧姆定律,并能用来解决有关电路的问题等。所以,在新课程改革下,我们课堂教学活动的组织,教学方法的选择,课堂问题的设定都应该以学生的发展为中心,以确保学生在掌握基本物理知识的同时,物理学习能力以及综合素质水平也能得到大幅度提高。因此,在《欧姆定律》这一节课的教学中,我的主要目的就是帮助学生理解欧姆定理,并能灵活运用来解决相关的练习题。所以,这节课我选择了实验探究,以为学生科学素养的全面提升做出相应的贡献。

【学情分析】

对于《欧姆定律》这节课的相关内容学生在初中阶段已经有初步了解,对欧姆定律的概念以及相关应用都有初步认识和理解。而高中阶段的这部分内容主要是通过实验演示来增加学生的直观认识,使学生在实验现象的观察中强化理解,提高应用能力。同时还要锻炼学生的实验设计能力和操作能力,以提升学生的科学素养,使学生获得良好发展。

【案例描述】

在上课时,为了让学生快速了解本节内容,也为了调动学生的学习积极性,更为了降低课堂的枯燥感,在导入环节,我选择的是“以旧代新”方式,首先引导学生利用初中物理中的相关知识对下面一道练习题进行思考:

在一只灯泡上标有“2.4V,0.3a”的字样,它表示灯泡在正常工作时的电压是______,通过灯丝的电流强度是_____,如果用电压是3伏的电池组供电,为使灯泡正常工作应给灯泡___联一个阻值是______欧姆的电阻。之后,以一句“我们今天再来研究一下欧姆定律的相关知识”来引导学生进入课堂。接着,我开始引导学生对“测量导体电流和电压”的实验进行自主实验,并通过电压表和电流表中的数据来试着绘制U―i图象,之后,再将教材中给出的电阻、欧姆定律以及基本物理概念进行简单学习。接着,将重点放在“导体的伏安特性曲线”以及“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验上。引导学生以小组为单位,结合教材内容,自主选择实验材料。之后,让学生结合教材内容自主对这一实验进行操作,并对实验结果进行分析。最后,我再对本节课相关内容进行有针对地讲解,比如实验中存在的问题,开关闭合前滑动变阻器上的滑片位置随意;数据分析中存在的问题等进行讲解。

最后,为了检验学生的学习效率,也为了提高学生的知识运用能力,我引导学生进行了当堂练,对教材后面的几道练习题进行思考,如有三个电阻:Ra=5Ω,RB=10Ω,RC=2.5Ω,他们的伏安特性曲线都是过原点的直线,请在同一坐标系中作出他们的伏安特性曲线,并标明a、B、C。这是一道基础性试题,是对学生本节课所学知识的应用。最后,通过对这些练习题的讲解这节课也就结束了。

【案例反思】

结束了这一节课的教学后,我开始反思整个教学过程中的得失,现从以下方面入手进行总结和分析:

1.为了落实以生为本的教学理念,在这节课中我们组织学生进行了自主实验,这对学生实验能力的提高以及科学素养的培养都有着密切的联系。所以,在这一点上是值得我们应用到以后的教学中去的。但是,在“测量导体电流和电压”这部分的教学时,我们可以借助多媒体来辅助教学,而非让学生看教材,进行照本宣读,这是不利于学生观察能力提高的,也是不利于自主性物理课堂构建的。

欧姆定律实验总结篇6

【关键词】教材分析;科学探究;适当类比;体会与反思

教材分析及课堂教学设计思想

欧姆定律一课时初中物理电学部分的核心知识,是进一步学习电学知识和分析电路的基础,为了使学生能更好地学习本节内容,我在课堂教学过程中作了如下设计:先从生活实际引出课堂探究课题,然后与学生一起设计实验一一探究电流与电压和电阻的关系,在得出数据的基础上在进一步体会用图像法研究物理问题的优越性,在实验的基础上提高学生依据实验事实,分析、探索、归纳问题的能力,分组体验通过实验总结物理规律的过程与方法,同时通过介绍欧姆的故事,增进学生热爱科学、追求科学、献身科学的学习热情,最后自然而然得出欧姆定律的结论与公式。下面笔者就详细谈谈欧姆定律一课的课堂教学设计。

一、从生活实例中引出科学探究问题

将电源开关灯泡组成一个简单电路,灯泡发光,让学生自己动手设法改变灯的亮度,要想改变灯泡的亮度就是要改变通过灯泡中的电流,而改变灯泡中电流的方法归纳起来就两种改变电路两端电压或改变接入电路中电阻,从而引出课堂探究的问题,通过导体的电流与电压、电阻有何关系。

二、设计分组实验,用控制变量法分别探究电流与电压、电阻的关系

探究一:电阻R不变时,研究通过它的电流与其两端电压的关系

按图示电路他接好电路引导学生采用控制变量法进行分组实验

便把测量的数据填入下表

R=____Ω

然后引导学生分析数据,归纳得出结论:电阻一定时,电流与电压成正比。

探究二:保持电阻R两端电压不变时,研究通过它的电流与其电阻大小的关系

按图示电路他接好电路引导学生采用控制变量法进行分组实验

便把测量的数据填入下表

U=____V

然后引导学生分析数据,归纳得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比。

三、适当类比,提升学生理解定律和运用公式能力

在学生分组实验探究的基础上得到欧姆定律,导体中电流与导体两端电压成正比,与导体的电阻成反比,用公式表示为i=U/R,推导出欧姆定律的变形公式U=iR和R=U/i,对于变形公式R=U/i一定要理解其物理意义,因为电阻是导体本身的一种性质,所以不能说电阻与电压成正比,不能说电阻与电流成反比,也不能说电阻与电压和电流有关,要理解电阻的大小决定于本身的材料、横截面积和长度,与加在它两端电压大小和通过它的电流大小无关,即使电阻两端不加电压,它的阻值还是本身那么大,但在不知道电阻值大小的情况下利用公式R=U/i可以算出电阻值的大小,电阻值一旦算出后,如果不考虑温度影响,电阻值就不会再发生变化。为了更好地理解公式R=U/i的物理意义,可以将电阻与密度、比热容、热值等相似的物理量进行类比。

四、课堂教学中体会与反思

通过本堂课教学实践,笔者体会到以下几点务必在教学环节中得到体现与完成:1.在探究电流与电压关系和探究电流与电阻关系时务必弄清滑动变阻器在两次实验中的作用是不同的,前者是为了改变定值电阻两端的电压,后者是换了不同阻值的电阻后每次都要重新调节滑动变阻器使电阻两端的电压保持不变。2.在探究电流与电压关系时,在学生得到实验数据后由于测量数据肯定存在误差,可引导学生以电流i为纵坐标,以电压U为横坐标,建立平面直角坐标系,根据表中数据,在坐标系中描点,画出i-U的图像,可以帮助学生较为直观地得到电阻一定时电流与电压成正比的结论。同样在探究电流与电阻的关系时也可采用图像法,这样做的好处,一是比较直观,二是可以修复实验数据测量时的误差,使学生更易得到实验结论。3.在探究电流与电阻关系时要控制电压相同,在这部分实验中,要让学生明确两个问题,一是控制的电压大小要合适,尤其是相对于电源电压而言不能太小,二是要知道选最大值多大的变阻器较为合适,当定值电阻由小换成大的或由大换成小的时滑动变阻器接入电路中的电阻应如何调节,这里的能力培养相当重要,学生一旦理解了,那么在以后考试中遇到相关的实验题做起来就会很得心应手,反之这里的实验考题将一直成为学生的考试难题。4.得到欧姆定律公式后,务必让学生理解在运用公式i=U/R时,三个量必须是同一电路上的电流、电压、电阻,即必须满足同一性和同时性,在训练学生欧姆定律公式及变形公式运用时一定要结合串联和并联电路的特点展开训练,一方面要注重训练学生看懂电路图的能力,另一方面要培养学生一题多解的能力。

欧姆定律实验总结篇7

【关键词】教学难点;应对方法;比热容;欧姆定律;电功率

九年级物理教学过程中,教师在进行到比热容、欧姆定律、电功率的计算等这几个教学难点时,就需要多加注意这些重点难点,并且对其进行恰当的处理,从而达到最好的教学效果。

1.比热容在热学课程教学

比热容是涵盖四个物理量的综合概念,新课程实施后,教师的任务就是通过实验让学生理解和认识比热容,并且引导学生用比热容说明生活中简单的自然现象。

1.1本课的重点在于理解比热容的概念

利用比热容的有关知识解释生活中的有关问题,而难点则在于掌握热量的计算相关公式。教师首先应当从生活引入,通过实验建立概念,学生生活经验相对较少,教师可以根据人教版物理教科书做演示实验:用相同的电加热器质量相同的水和食用油,使它们升高相同的温度,发现加热水需要的时间较长,然后比较它们吸收热量的多少,看看这两种物质的吸热情况是否存在差异,最后实验表明说明水所吸收的热量较多。

教师可以带领学生再更换其他的液体或固体来做此实验,最后更多的实验都表明不同的物质在质量相等、并升高的温度相同时,吸收的热量不同,使学生深刻理解比热容的概念;教师要启发学生积极思考设定质量和升高温度的乘积被除以吸收的热量是何原因,这是教师在教学过程中非常重要的一点。

1.2学生掌握比热容概念后

教师可以通过定量实验的方法使学生自主计算热量的相关计算公式。用相同的电加热器加热质量不同物质a和物质B,一定时间后在自制的表格中记录它们升高的温度和吸收的热量,教师需要根据加热器功率和加热时间提供热量数据,并且认为这是a、B吸收的热量,学生在教师带领之下探究表格,可以自主计算出“物体吸收的热量与它的质量和升高温度乘积的比值”,计算公式有具体数据的支撑,因此更加易于理解。

2.直流电流教学中欧姆定律的学习

在电学中,电流、电压和电阻这三个物理量之间的联系是被欧姆定律这一条实验定律所揭示的,而欧姆定律一直就是电学实验定律的中心。

2.1通过创设问题情景归纳出欧姆定律

在欧姆定律的教学课时中,教师的任务是引导学生透过实验看到电流跟电压还有电阻之间的关联,总结出欧姆定律。而在教学过程中,本课时的难点就在于如何设计实验,如何分析实验中所取得的实验数据并进行归整总结,如何评估实验后得到的结果。

教师可以通过创设问题情景,引入新课问题让学生自己提出猜想和假设,自主进行实验探究电流、电压和电阻之间的关系,带领学生制定计划与实验方案,用控制变量法进行实验与收集证据,在自主设计实验方案的过程中,让学生的实验设计能力得到提升。

教师在学生汇报实验方法时做适当的提示与补充,完善学生提出的需要准备的实验器材,启发学生用多种方法来解决问题,比如在电路上串联一个滑动变阻器来改变电源电压的取值。

根据学生的分析和汇报,教师将学生的实验思路和方法进行总结,实验可分为两步,第一步控制电阻不变,通过调节滑动变阻器,改变电阻两端的电压并使其成倍数变化,再观察通过电阻的电流的变化情况,找出电流与电压的关系;第二步需要分别接入电路的,应当是阻值显示为倍数关系的不同类型电阻,学生在实验过程中,为了保持电阻两端的电压维持某一个固定值不变,就应当适当得调节滑动变阻器,同时观察电流的变化,从而能够准确地找出电阻与电流之间的联系。

在学生分组实验记录数据之后,教师引导学生分析轮涨得出结论,给出评价,让学生自主构建知识,学习科学研究方法,培养学生实验和观察的能力,但本课教学容量大,教学时间紧,教师不可一味放手,在适当的时候还需要引导学生进行归纳总结,从而使本课圆满完成。

3.电功率是电学的重点内容

电能转化为其他形式的能得过程也可以说是电流做功的过程。电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低、通电时间的长短都有关系。作为表示电流做功快慢的物理量,电功率等于电流与时间之比。

3.1体会电功率在实际生活中的概念

教师在本课时的教学中,应当着重引导学生理解电功率的概念,通过实验或者举例让学生认识到电功率在现实生活中的广泛应用。

而难点则在于如何理解实际功率和额定功率的区别与联系。教师应当根据课程标准,引导学生根据实例,认识功的概念,知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。通过做演示实验引入课题,从实验中得知电流做功有快慢之分,引导学生得出电功率的知识以及电功率的意义从而得出定义公式以及单位和换算关系。

教师可以通过比较800w的电吹风机与40w的灯泡在相同的时间内消耗的电能让学生理解功和功率的区别与联系,同时从能量转化的角度对电功率进行分析,便于学生加深理解。通过设置课堂练习和演示实验,例如将两灯泡先后并联和串联接入家庭电路中,观察灯泡的发光情况,探究灯泡的功率是否改变了,从而使学生意识到利用灯泡铭牌上得电功率判断灯泡的亮暗,要一并考虑电压的影响,最后得知用电器的正常工作状态和非正常工作状态,指导用电器的功率不是固定不变的。

教师最后结合电功率和电功率的计算以及额定功率和实际功率的板书,梳理本课所学知识,使之形成一个完整的知识体系,同时也可以帮助学生进行记忆,最后让学生掌握运用于解题。

4.总结

由简单到繁杂,由浅显到深刻的认识规律是物理教学的特点,在教学过程中,教师要做好足够的铺垫,这样才能充分发挥物理教学的探究性,但同时,也要顾及到学生的接受能力,只有教师在教学过程中起到了“穿针引线”的串联作用,知识的系统性和结构性才能够保持。

教师要使学生能够全方面的体验到学习物理的乐趣,从而认识到应用科学方法的重要性,并且在探究过程中,科学思想得到熏陶,能力得以提升,掌握正确的学习方法获得知识。

参考文献:

[1]陆长海.中学物理重难点教学的几点建议[J].考试(教研).2010年12期

[2]黄耀华.中学生物理学习中思维错误及原因探讨[J].西北职教.2008年09期

欧姆定律实验总结篇8

《导体的电阻》是新课标物理选修3-1的第二章《恒定电流》第六节的内容,它是电学的基本规律之一,本节内容安排在部分电路欧姆定律知识之后,起到了承上启下的作用,部分电路的欧姆定律是研究导体两端电压、流过的电流等外界条件与导体电阻的数量关系而非决定关系;电阻定律是研究导体材料、长度、横截面积等自身条件与电阻的决定关系。学生在初中已经定性研究了导体材料、长度、横截面积等自身条件与电阻的决定关系,本节在此基础上通过实验分析进行定量描述的研究,同时突出了“电阻率”这一物理概念,这部分知识与现代科技、生活、生产等有着密切联系。本节课以问题为主线,通过同手实验、观察分析,辅助以多媒体进行教学。

2.教学目标

2.1知识目标

(1)通过探究“导体电阻与其影响因素的定量关系”这个实验,探究导体电阻与长度、横截面积、材料的关系,体会控制变量法在科学研究中的重要作用。

(2)通过逻辑推理,探究导体电阻与长度、横截面积的定量关系。

(3)通过运算,知道电阻率的的物理意义及电阻定律的内容和表达式。

(4)通过“加热日光灯丝,观察欧姆表示数变化”这个实验,了解电阻率与温度的关系。

2.2能力目标

(1)经历实验探究或逻辑推理探究导体电阻与其影响因素的定量关系的过程,使学生进一步掌握控制变量的科学方法。

(2)通过探究活动,培养学生科学思维的能力和合作交流的能力。

2.3情感目标

(1)通过对各种材料电阻率的介绍,加强学生安全用电的意识。

(2)培养实事求是、严谨认真的科学态度。

(3)让学生在自主学习中体会成功的喜悦,激发求知欲望,增强学习兴趣.

3.教学重难点

重点:电阻定律;

难点:电阻率。

4.器材准备

电压表,电流表,直流电源,滑动变阻器,电阻丝示教板,酒精灯,电阻丝(一根),多用电表。

5.教学流程

环节一旧知链接,多媒体展示问题。

(1)电阻的定义式:,电阻是反映的物理量。

(2)n个阻值同为R的电阻串联,电路的总电阻为,n个阻值同为R的电阻并联,总电阻为。

设计意图:复习旧知,为学习新知识热身。

环节二提出问题,引入新课。

(师)问题1、为了改变电路中的电流,应该如何操作?

根据欧姆定律可知,只要增加导体两端的电压或降低倒导体的电阻即可。

(师)问题2、给定一个导体,如何测量它的电阻?(学生自己设计电路)

从上述问题可以看出,导体的电阻与两端的电压以及通过导体的电流无关,那么导体的电阻与导体的哪些因素有关呢?

设计意图:通过问题引导学生思考导体的电阻究竟跟什么因素有关,激发学生学习兴趣

环节三新课教学,分组实验、探索定律。

(1)影响电阻的因素可能有哪些呢:(材料、长度、横截面积、温度……)

(2)解决办法——控制变量法引导学生设计表格。

(3)实验探究:

a、引导学生设计实验电路图(教师投影打出)。

B、出示电阻定律示教板、说明板上的几种金属材料。

C、引导学生连接电路,并说明注意事项。

D、依次对四种金属材料的电阻进行测量。

e、对数据进行分析:

定性观察——R与长度、横接面积有关。

设计意图:通过自己设计实验,小组合作动手做实验,测量数据,通过比较电阻与长度、横截面积的关系,初步得出电阻与长度、横截面积的关系,培养学生动手实验能力和数据分析能力。

(4)逻辑推理探究:

分组活动:a、理论探讨电阻R与长度L的关系n个电阻串联。

B、理论探讨电阻与横截面积的关系n个电阻并联。

投影展示电路图

设计意图:通过理论探讨得出分析导体的电阻与和它的长度的关系、与它的横截面积的关系

(5)实验:探究导体电阻与材料的关系(投影展示):

a、根据以上分析,我们可以等式的形式写出用导体长度l、导体横截面积S表示电阻R的关系式,比例系数用一常量表示,此等式为_____________。

B、已知上述试验中,导体长度l=50cm,直径d=0.50mm,横截面积S=1/4πd2=1.96×10-7m2,根据上述实验数据,分别计算上面四个导体的比例系数,并填入填入表格。

C、分析上述比例系数的物理意义:

设计意图:通过对实验数据的分析,得出比例系数即是电阻率,并使学生清楚的知道不同物体的电阻率不同,从而得出电阻定律的表达式。

环节四总结规律,深化理解。

由学生总结电阻定律:

(1)内容:同种材料的导体的电阻R跟它的长度L成正比,跟它的横截面积S成反比;导体电组与构成它的材料有关。这就是电阻定律。

(2)公式:R=ρ

教师指出:式中ρ是比例常数,它与导体的材料有关,是一个反映材料导电性能的物理量,称为材料的电阻率。

电阻率ρ:

(1)电阻率是反映材料导电性能的物理量。

(2)单位:欧·米(Ω·m)

[投影]几种导体材料在20℃时的电阻率

学生思考:

(1)金属与合金哪种材料的电阻率大?

(2)制造输电电缆和线绕电阻时,怎样选择材料的电阻率?

设计意图:通过对电阻率的学习,让学生认识到电阻率在实际生活中的应用。

环节五、电阻率与温度的关系。

演示实验:将日光灯灯丝(额定功率为8w)与演示用欧姆表调零后连接成下图电路,观察用酒精灯加热灯丝前后,欧姆表示数的变化情况。

学生总结:当温度升高时,欧姆表的示数变大,表明金属灯丝的电阻增大,从而可以得出:金属的电阻率随着温度的升高而增大。

教师:介绍电阻温度计的主要构造、工作原理。如图2.6-5所示。

图2.6-5金属电阻温度计

学生思考:锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化极小,怎样利用它们的这种性质?

设计意图:巩固知识,强化训练。

环节六:自主完善,意义构建。

让学生自己总结这节课学习的内容和方法,找出学习过程中,理解不透彻,容易混淆的地方进行小组合作学习

欧姆定律实验总结篇9

知识目标

1.巩固串联电路的电流和电压特点.

2.理解串联电路的等效电阻和计算公式.

3.会用公式进行简单计算.

能力目标

1.培养学生逻辑推理能力和研究问题的方法.

2.培养学生理论联系实际的能力.

情感目标

激发学生兴趣及严谨的科学态度,加强思想品德教育.

教学建议

教材分析

本节从解决两只5Ω的定值电阻如何得到一个10Ω的电阻入手引入课题,从实验得出结论.串联电路总电阻的计算公式是本节的重点,用等效的观点分析串联电路是本书的难点,协调好实验法和理论推导法的关系是本书教学的关键.

教法建议

本节拟采用猜想、实验和理论证明相结合的方式进行学习.

实验法和理论推导法并举,不仅可以使学生对串联电路的总电阻的认识更充分一些,而且能使学生对欧姆定律和伏安法测电阻的理解深刻一些.

由于实验法放在理论推导法之前,因此该实验就属于探索性实验,是伏安法测电阻的继续.对于理论推导法,应先明确两点:一是串联电路电流和电压的特点.二是对欧姆定律的应用范围要从一个导体扩展到几个导体(或某段电路)计算串联电路的电流、电压和电阻时,常出现一个“总”字,对“总”字不能单纯理解总和,而是“总代替”,即“等效”性,用等效观点处理问题常使电路变成简单电路.

教学设计方案

1.引入课题

复习巩固,要求学生思考,计算回答

如图所示,已知,电流表的示数为1a,那么

电流表的示数是多少?

电压表的示数是多少?

电压表的示数是多少?

电压表V的示数是多少?

通过这道题目,使学生回忆并答出串联电路中电流、电压的关系

(1)串联电路中各处的电流相等.

(2)串联电路两端的总电压等于各支路两端的电压之和.

在实际电路中通常有几个或多个导体组成电路,几个导体串联以后总电阻是多少?与分电阻有什么关系?例如在修理某电子仪器时,需要一个10的电阻,但不巧手边没有这种规格的电阻,而只有一些5的电阻,那么可不可以把几个5的电阻合起来代替10的电阻呢?

电阻的串联知识可以帮助我们解决这个问题.

2.串联电阻实验

让学生确认待测串联的三个电阻的阻值,然后通过实验加以验证.指导学生实验.按图所示,连接电路,首先将电阻串联入电路,调节滑动变阻器使电压表的读数为一整数(如3V),电流表的读数为0.6a,根据伏安法测出.

然后分别用代替,分别测出.

将与串联起来接在电路的a、b两点之间,提示学生,把已串联的电阻与当作一个整体(一个电阻)闭合开关,调节滑动变阻器使电压示数为一整数(如3V)电流表此时读数为0.2a,根据伏安法测出总电阻.

引导学生比较测量结果得出总电阻与、的关系.

再串入电阻,把已串联的电阻当作一个整体,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为一整数(如3V)电流表此时示数为0.1a,根据伏安法测出总电阻.

引导学生比较测量结果,得出总电阻与的关系:.

3.应用欧姆定律推导串联电路的总电阻与分电阻的关系:

作图并从欧姆定律分别求得

在串联电路中

所以

这表明串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和.

4.运用公式进行简单计算

例一把的电阻与的电阻串联起来接在6V的电源上,求这串联

电路中的电流

让学生仔细读题,根据题意画出电路图并标出已知量的符号及数值,未知量的符号.

引导学生找出求电路中电流的三种方法

(1)(2)(3)

经比较得出第(3)种方法简便,找学生回答出串联电路的电阻计算

解题过程

已知V,求i

根据得

答这个串联电路中的电流为0.3a.

强调欧姆定律中的i、U、R必须对应同一段电路.

例二有一小灯泡,它正常发光时灯丝电阻为8.3,两端电压为2.5V.如果我们只有电压为6V的电源,要使灯泡正常工作,需要串联一个多大的电阻?

让学生根据题意画出电路图,并标明已知量的符号及数值,未知量的符号.

引导学生分析得出

(1)这盏灯正常工作时两端电压只许是2.5V,而电源电压是6V,那么串联的电阻要分担的电压为

(2)的大小根据欧姆定律求出

(3)因为与串联,通过的电流与通过的电流相等.

(4)通过的电流根据求出.

解题过程

已知,求

解电阻两端电压为

电路中的电流为

欧姆定律实验总结篇10

制作:欧姆表的电路连接

自制的多量程欧姆表是根据串联电路的欧姆定律制成。arduino将电路中电压分配规律,转化为数字信号。通过数字的变化,反推出未知电阻的阻值。我们参照自制多量程欧姆表的电路图(如图1),来解析自制多量程欧姆表的原理。

5V为待测电阻Rx和已知电阻R1之间的总电压,V为电压表测得的阻值。因为串联电路的电流不变,所以根据公式可求得待测电阻的阻值为:。

可见,要求得待测电阻的阻值,我们需要已知两个变量。一个是定值电阻,一个是a0端口电压。理论测量范围为0到无穷大。已知arduinoUno可提供5V的电压,选择1KΩ定值电阻作为电路的已知电阻。arduinoUno可以将电路中的0~5V电压转换成数字信号0~1023,且两者呈线性关系。例如,输入模拟信号管脚的电压为0V,转换之后的数字为0;模拟信号管脚电压为5V,转换之后的电压为1023。利用mixly图形化编程软件,可以实现两者转换以及结果显示。图2为实际电路示意图。红色导线一端接入arduinoUno板5V管脚,另一端作为测量电阻的引脚;1KΩ电阻一端接地,另外一端连接黑色导线作为测量电阻的引脚,同时连接蓝色导线接入a0管脚。

之前我们已经了解到a0端口的测量值和a0和GnD之间电压V之间的换算关系为,将其代入到计算公式当中,可得a0数值和Rx的计算关系为:。

改装:绘制欧姆表的表盘

上述的欧姆表只是一个最初的模型,测量的电阻值只能在电脑上显示。这样的欧姆表只是对其原理的一个展现,还不能成为一个独立的作品。为了使自制的欧姆表更贴近真实的欧姆表,我们可以对其做进一步改进,在图2连线的基础上,加入舵机。利用舵机角度的变化表示阻值的大小,制成指针式欧姆表。要解决的首要问题是,将测量到的电阻值转换成为舵机的角度。选择欧姆表的量程为0~10KΩ。已有舵机的旋转范围是0~180度,为了简化计算过程,我们设置舵机转动10度代表1KΩ,转动5度代表最小刻度0.5KΩ。现设置欧姆表量程为0~10KΩ,因此舵机转动的最大角度为100度。

使用直尺、半圆与圆规,在纸盒的表面画出欧姆表的刻度盘,用舵机在刻度盘上比对位置,使得舵机的转动轴和刻度盘的中心重合,以此来确定舵机的安装位置,并用笔标记。再按照舵机的尺寸,挖空纸盒表面,将舵机安装上去。舵机的三根引脚分别接arduinoUno电源管脚、接地端与a1管脚。这样,一个独立欧姆表的连线和组装工作已经完成。图3为欧姆表刻度盘,图4为指针式欧姆表实际电路示意图。

玩转:学习小数变量的使用

程序的编写大致分为三个部分:第一个部分是对变量的定义,第二个部分是各个小程序的编写,第三个部分是用程序语句连接各个小程序,最终实现欧姆表的功能。

第一部分的程序是定义变量。变量分为整数、小数、布尔、字符和字符串。如果要给数字赋予一个变量,需要定义变量为整数变量或者小数变量。我们在这一制作过程中,需要进行比较精确的计算,计算的过程与结果必须以小数的形式呈现。因此,我们选择各个变量为小数变量。定义analog变量为小数变量,初始值为0。模拟端口a0的数值会赋予这个变量。同理,经过欧姆定律公式计算,得到的待测电阻数值用r来表示;r扩大10倍得到的数值赋予a,a与舵机旋转的角度有关系。图5为第一部分程序。

第二部分是各个小程序的编写。首先根据欧姆定律,编写待测电阻的计算程序。将模拟端口的a0数值赋予analog变量,再代入计算公式中。这里的计算公式与上述欧姆定律的计算公式一致。不同的是,总电压V原先是5V,现在是与5V对应的1023,而电压V1用变量analog表示。

名为“电阻”的程序被执行后,会得到待测电阻的精确数值。如果用舵机表示电阻值,电阻值的数值过小,需要进行放大。如待测电阻经过测量为5KΩ,如果舵机相应地转动5度,指针转动不明显。但将电阻值放大十倍为50,舵机转动50度,舵机转动明显,这样欧姆表的指示将更加精确。

所以,需要执行“舵机显示电阻”程序,程序内容为待测电阻数值扩大十倍。选择a1端口为舵机的信号输入端口,之后a与舵机转动的角度进行映射,建立对应关系。0~10KΩ放大十倍为0~100,放大的数值和舵机转动角度一一对应。图6为第二部分程序。

第三部分程序是要连接第二部分的程序(如图7)。

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