Ⅰ 歐姆定律及其應用教案
教學目標
一、知識與技能
1.能根據實驗探究得到的電流、電壓、電阻的關系得出歐姆定律。
2.理解歐姆定律，記住歐姆定律的公式，並能利用歐姆定律進行簡單的計算。
3.能根據串聯電路中電壓及電流的規律，利用歐姆定律得到串聯電路中電阻的規律。
二、過程和方法
1.通過根據實驗探究得到歐姆定律，培養學生的分析和概括能力。
2.通過利用歐姆定律的計算，學會解電學計算題的一般方法，培養學生邏輯思維能力。
3.通過歐姆定律的應用，使學生學會由舊知識向新問題的轉化，培養學生應用知識解決問題的能力。
三、情感、態度與價值觀
通過了解科學家發明和發現的過程，學習科學家探求真理的偉大精神和科學態度，激發學生努力學習的積極性和勇於為科學獻身的熱情。
教學重點：歐姆定律及其應用。
教學難點：正確理解歐姆定律。
教學過程
一、引入新課
同學們一定還記得我們在上節課中的探究實驗，各組的探究結論，可以再講講嗎？電壓越大，電流越大；電阻越大，電流越小。電流和電阻的乘積等於電壓，電壓除以電阻等於電流。
二、進行新課
1.歐姆定律
綜合同學們的探究實驗，我們得到了什麼結論？電阻一定時，導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比；電壓一定時，導體中的電流跟導體的電阻成反比。這個結論就是電流跟電壓、電阻三者之間的定量關系，因此我們可以得出。
板書：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。
這是德國物理學家歐姆在19世紀初經過大量的實驗而歸納得出的。為了紀念他，把這個定律叫做歐姆定律。
用公式表示I=
式中：I——電流——安培（A）
U——電壓——伏特（V）
R——電阻——歐姆（Ω）
歐姆定律公式中的單位有什麼要求呢？電阻的單位必須用「歐姆」，電壓的單位必須用「伏特」，由公式得出的電流單位一定是「安培」。如果給出的單位不是歐姆、伏特和安培，一定要先換算成要求的單位才可以應用公式。
有同學可能會想，原來歐姆定律這么簡單啊，我一節課的實驗，就發現了歐姆定律。真的像你想得那樣簡單嗎？ 介紹歐姆和歐姆定律的建立，可以利用教參中參考資料的內容。
知道了歐姆和歐姆定律的故事，同學們有什麼感想嗎？
不畏困難地探求科學真理是一切偉大科學家的共同追求，人類一切文明進步的成果都是與科學家的發現和發明分不開的。我們要珍惜今天的良好環境和學習條件，努力學習，用同學們的努力去推動人類的進步。
2.歐姆定律的應用
接著我們看歐姆定律能解決什麼問題。
例題1.根據題意，教師板書示範解電學題的一般規則：
（1）根據題意畫出電路圖。
（2）在電路圖上標明已知量的符號、數值、未知量的符號。
（3）利用歐姆定律求解。
要求學生在筆記本上畫出圖，標出量、寫出數，訓練學生基本的技能。教師板演利用歐姆定律求解，講明解題的規范性，然後要求學生在筆記本上做此題。
例1：
解:I==0.25×10 -3 A
0.25×10 -3 A=0.25mA
例題2.
讓學生畫出圖、標出量、寫出數，把公式變形，由I=得到R=。然後將電流的單位變成安培，進行計算，同時一名學生板演，師生講評。
例2：
解：由I=得到
R==15Ω
這個未知電阻是15Ω。
例題3. 以例題3作為另一種變形練習。
有一種指示燈，電阻為6.3Ω，通過的電流為0.45A時才正常發光。要使其正常發光，應加多大的電壓？
要求學生按解簡單電學題目的一般規則解題。解題過程中注意物理量的單位不能丟掉，且單位必須是要求的國際單位，注意將公式變形後再代入數值。
解：由I=得到
U=IR=0.45A×6.3Ω=2.8V
要使燈正常發光，應加2.8V電壓。
同學們剛才的演算說明大家已能用歐姆定律解簡單的電學應用題，通過解這些題你有什麼收獲嗎？電流、電壓、電阻的三個物理量中，只要知道其中的兩個，就可以用歐姆定律求出第三個。歐姆定律公式中的三個物理量指的是同一段電路。
歐姆定律不僅適用同一個電器、同一個導體，也適用幾個用電器組成的同一段電路。現在，大家總結一下三個題中分別是怎樣應用歐姆定律的。
第一題是直接利用歐姆定律I=的。
第二題應用的是由歐姆定律I=得到的變形公式R=。
第三題應用的是歐姆定律I=的另一個變形公式U=IR。
對R=，能否說導體的電阻與導體兩端的電壓成正比，與通過導體的電流成反比?對U=IR，能否說導體兩端的電壓與導體的電阻和通過導體的電流成正比？大家討論。
不能這樣說。導體的電阻是由導體本身的性質決定的，與電流、電壓無關。電壓是電路中形成電流的原因，和電流、電壓也沒有關系。教師進一步引導學生明確，對物理公式不能單純從數學的角度去理解。
公式R=，它表示導體的電阻在數值上等於導體兩端的電壓跟通過導體的電流的比值。這里要注意的是，導體的電阻是由導體本身的性質決定的，它跟導體兩端是否有電壓或電壓的大小，導體中是否有電流或電流的大小無關。所以，我們不能認為電阻R跟電壓U成正比，跟電流I成反比。
公式U=IR，表示導體兩端的電壓在數值上等於通過導體的電流和該導體電阻的乘積。但要注意，電壓是電路中產生電流的原因。導體兩端不加電壓時，電流為零，但導體電阻依然存在。因此不能認為電壓跟電流成正比，跟電阻也成正比。
同學們再來分析例題2，如果想知道某段導體的電阻，可以怎麼做？你能從這個例子中得到什麼啟示嗎？可以由導體兩端的電壓和通過這段導體的電流，利用歐姆定律的變形公式R=來求解。導體兩端的電壓和通過導體的電流是多少呢？可以測出來。用電流表測出通過導體中的電流，用電壓表測出導體兩端的電壓，就可以求出導體的電阻了。這種用電壓表和電流表測定電阻的方法叫「伏安法」。
3.額定電壓
請同學們觀察一隻新燈泡上的銘牌。如下圖，同學們誰能說明它表示什麼意思呢？
這個燈泡的牌子是光明牌。家庭電路的電壓是220V，這樣的燈是在家裡常用的，上面也有220V，是不是說這個燈泡的電壓是220V？燈泡上的220V，表示這個燈泡正常工作的時候，它兩端所需的電壓是220V。
同學們在什麼地方還見過類似的標志呢？實驗室用的小燈泡上也有比如2.5V、3.8V、1.2V。還有一些用電的小電器或電動玩具上也標多少伏特。它們表示的意思你知道了嗎？意思是這些用電器在正常工作時所需的電壓值。
板書：用電器在正常工作時所需的電壓叫額定電壓。
為什麼用電器上都要標明這些額定電壓值呢？請同學們利用剛學過的歐姆定律分析其原因。
電阻一般情況是不變的。根據歐姆定律，如果電壓低，則電路中電流小，電器便不能正常工作；如果電壓太高，則電路中電流會很大，有時還會損壞電器。所以我們要求用電器必須是在額定電壓下工作。一般電器都附帶有說明書，說明書中都會給你介紹電器的額定電壓值。同學家中買回新電器使用時要先看說明書，這樣才能工作得安全、放心。
4.短路
在上面的分析中，同學們已了解如果用電器兩端電壓太高超過額定電壓，電路中的電流就會很大，甚至燒壞電器。現在請同學們推測：如果一根導線的兩端直接連接在電源的兩極上，會出現什麼後果？
根據歐姆定律，電源電壓一定，導線的電阻很小，那電流一定會很大。不接用電器時電路中的電流是接入用電器時電流的幾十倍，甚至更高，這樣是很危險的。所以，絕不允許不經用電器而將導線連接在電源兩端。
板書:電路中不該相連的兩點被直接連在一起的現象叫做短路。
同學們可以根據短路的危害，討論為什麼電壓表可以直接連在電源兩端而電流表不允許。電流表的電阻很小，直接連在電源兩端組成閉路時，電路中的電流會很大，這樣容易燒壞電流表，而電壓表則不同。將電壓表直接和電源相連時，不會燒壞電壓表，電壓表的電阻很大。
以上的討論和分析都用到了歐姆定律，可見歐姆定律對我們分析、解決與電學有關的問題是多麼重要。同學們一定還記得串聯電路中，電流和電壓的規律，能不能再利用歐姆定律分析串聯電路中電阻的規律呢？
串聯電路
引導同學們畫出兩個電阻的串聯電路，寫出串聯電路中電流、電壓的規律和歐姆定律。
電壓規律：U=U1+U2
電流規律：I=I1=I2
歐姆定律：I=
歐姆定律適用於單個的用電器和由幾個用電器組成的一段電路，所以
對R1：I1=；對R2：I2=
對R1與R2組成的串聯電路有：I=。
將I1、I2、I變形後得U1=I1R1，U2=I2R2，U=IR，代入電壓規律得：IR=I1R1+I2R2。
由於I=I1=I2，所以R=R1+R2。
即串聯電路的總電阻等於各串聯電阻之和。
同學們還可以應用類似的方法，推導並聯電路中電阻的規律。
練習題:如圖電路中，電路兩端電壓U=27V，兩電阻R1=6Ω，R2=3Ω，求每個電阻兩端的電壓。
分析:只要能求出通過R1、R2的電流，就能應用歐姆定律的變形公式U=IR求出R1、R2兩端的電壓。題目給出了整個電路的總電壓；根據串聯電路電阻的規律，求出總電阻，就可根據歐姆定律求出電路中總電流進而求得電阻兩端電壓。
解：根據串聯電阻規律：R=R1+R2=6Ω+3Ω=9Ω
根據歐姆定律：I== 3 A
因為串聯電路電流處處相等，所以I=I1=I2= 3A
由I=可得：U1=I1R1= 3 A×6 Ω=18V
U2=I2R2= 3 A×3 Ω=9V
或者由串聯電路的電壓規律，求出U1後，由U=U1+U2可知U2=U-U1，計算R2上的電壓同理可先求出U2，再求U1。
說明：此練習題可以不在課堂上要求完成，課後經同學們充分討論後，作為拓展的內容訓練。
三、小結
通過這節課,我們學習了以下內容：
1.歐姆定律的內容、公式及物理意義。
2.歐姆定律的應用。
（1）應用歐姆定律進行簡單電路的計算。
（2）對額定電壓的理解。
（3）短路是電流過大的原因。
（4）利用歐姆定律推導串聯電路中電阻的規律。
四、板書設計
1.歐姆定律
導體中的電流跟導體兩端電壓成正比，跟導體的電阻成反比。
1.公式：I=
R一定時，I跟U成正比。
U不變時，I跟R成反比
2.變形公式
R=：R在數值上等於U和I的比值。
U=IR：U在數值上等於I和R的乘積。
2.額定電壓
用電器在正常工作時所需的電壓叫額定電壓。