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专题讲座
初中物理”欧姆定律及其应用”教学研究与案例评析
宋玉梅( 北京市第 50 中学, 中学高级)
一、 ”欧姆定律”相关知识与拓展 ( 一) ”欧姆定律”在电学中的地位
欧姆定律是电学中的基本定律, 它反映了电流、 电压、 电阻三个物理量之间的相互关系, 又是分析串、 并联电路、 测量电阻的依据, 而且电功与电功率的有关计算都要以欧姆定律为前提。欧姆定律还为高中阶段涉及到的闭合电路欧姆定律、 电磁感应定律, 交流电等内容做了铺垫。因此”欧姆定律”是初中电学的重点知识, 也是学生学好电学知识的关键。
欧姆定律这部分教学中涉及了许多科学探究和实践活动, 学生需要经过对实验结果的分析归纳, 得出规律, 再应用这个规律研究解决电路中的问题。学生学习时不但要学会欧姆定律这一规律, 而且要学会利用电流表、 电压表进行测量, 学会从实验现象和数据的分析归纳得到定量规律这种研究方法, 而且在探索研究过程中提高实验技能。
《初中物理课程标准》对本部分的要求是: 能从能量转化的角度认识电源和用电器的作用。知道电压、 电流和电阻。经过实验探究电流与电压、 电阻的关系。理解欧姆定律。会看、 会画简单的电路图。会连接简单的串联电路、 并联电路。说出生产、 生活中采用简单串联电路和并联电路的实例。了解串、 并联电路的电流、 电压特点。会使用电流表和电压表。了解家庭电路和安全用电知识。有安全用电的意识。
( 二) ”欧姆定律及其应用”的教学目标
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知识与技能:
1．使学生会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和其中的电流。 2．经过实验认识电流、 电压和电阻的关系。 3．会观察、 收集实验中的数据并对数据进行分析。 过程与方法:
1．经历观察、 实验以及探究等学习活动的过程并掌握实验的思路、 方法; 培养学生的实验能力、 分析、 归纳实验结论的能力; 培养学生掌握把一个多因素的问题转变为多个单因素问题的研究方法。
2．能对自己的实验结果进行评估, 找到成功和失败的原因。 情感、 态度与价值观:
1．让学生用联系的观点看待周围的事物并能设计实验方案证实自己的猜测。 2．培养学生大胆猜想, 小心求证, 形成严谨的科学精神。 ( 三) ”欧姆定律”相关知识 1．电压
电路中两点间的电势差 , 反映电场中两点间电势
的高低。
两点间的电势差在数值上等于单位正电荷由 A 点移动到 B 点时
电场力所做的功。
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电势差能够是正值, 也能够是负值, 如果我们只关心两点间电势差的大小, 能够不区分 UAB 和 UBA, 这时电势差取正值, 都简写成 U 。
常见的电压值:
维持人体生物电流的电压约 1.2mV 一节干电池两极间电压 1.5V
电子手表用氧化银电池两极间的电压 1.5V 一节铅蓄电池电压 2V
对人体安全的电压干燥情况下不高于 36V 家庭电路的电压 220V
电视机显像管的工作电压 10kV 以上 发生闪电的云层间电压 可达 1000kV 2．电流:
导体中的自由电荷在电场力作用下发生定向移动形成电流。
金属中的自由电子, 电解液( 酸、 碱、 盐的水溶液) 中的正、 负离子, 都是自由电荷。
规定: 正电荷定向移动的方向为电流方向。
在金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。在电解液中电流的方向与正离子定向移动的方向相同, 与负离子定向移动的方向相反。
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电源外部电路, 电流从电势高的一端流向电势低的一端。
在电源外部的电路中, 电流方向是从电源正极流向负极。
描述电流强弱的物理量是电流。
电流的定义是经过导体横截面的电荷量 q 跟经过这些电荷量所用的时间 t 的比值。
电流的微观表示式: S -- 导体的横截面积
n -- 导体每单位体积内的自由电荷数 q -- 每个电荷的电荷量 v -- 电荷的定向移动速率
在国际单位制中电流强度的单位是安培。安培是国际单位制中七个基本单位之一。
其它六个基本单位分别是:
长度单位——米 质量单位——千克
时间单位——秒 绝对温度单位——开尔文
物质的量单位 发光强度单位——坎德拉
——摩尔 用基本单位能够导出其余各物理量的单位。
直流电流: 电流的方向不发生变化的电流。
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恒定电流: 强弱和方向都不发生变化的电流。
交变电流: 强弱和方向都随时间做周期性变化的电流, 简称交流, 俗称交流电。
表征交变电流的物理量: 周期、 频率、 最大值、 瞬时值、 有效值。
周期或频率用来表示交变电流变化的快慢。
中国电网的标准频率是 50Hz , 周期是 0.02 秒, 电流方向每秒改变 100 次。国外电网也有采用 60Hz 作标准频率的。
随着时间的变化, 不同时刻电流、 电压有不同的数值, 这个值叫瞬时值。
一周期内所能达到的最大数值叫最大值, 也叫峰值。
有效值用来表示交变电流产生的效果。
有效值根据电流热效应来规定的: 让交流和直流经过同样阻值的电阻, 如果它们在同一时间内产生的热量相等, 这一交流电流的有效值就跟这个直流的电流相等。
家庭电路中用到的是正弦式交变电流。计算表明正弦式电流的最大值是有效值的 倍
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