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“欧姆定律和安全用电”教学案例
教材分析
在学习了欧姆定律之后,利用欧姆定律解决问题就成了顺理成章的事,本节课从电压的高低、电阻的大小对用电安全的影响入手,让学生学会运用已学的电学知识,解决有关的问题,既增强自我保护意识,又提高在帮助他人时讲安全、讲规则、讲科学的意识。
教学目标
知识与技能
会用欧姆定律理解安全用电的道理。
情感、态度与价值观
使学生具有安全用电的意识和社会责任感。能自觉地执行和宣传安全用电。
通过了解避雷针的发明过程,培养学生热爱科学的精神。
重点与难点
理解影响电流的因素,电压和电阻对安全用电的影响;防雷的重要性。
板书设计
第六节欧姆定律与安全用电
一、欧姆定律
1.当R一定时,U越大,I越大
2.当U一定时,R越小,I越大
二、安全用电
1.高压危险
2.不能用湿手触摸电器
三、雷电与防雷
教学过程
师:前面我们已经学习了有关电流、电压、电阻等物理知识,现在同学们想想,为什么高压线要架在高大的钢架上?为什么电吹风不允许在浴室使用?下雨天为什么不可以站在大树下呢?可能有同学有答案,我们先不研究答案是什么,带着这些问题去学习这节课,之后大家便能解答了。
首先回答我的问题,欧姆定律的内容是什么?
生:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
师:很好,那么公式怎样表达呢?
生:I=U/R。
师:没错(板书:欧姆定律I=U/R),我们已经知道,电流的大小跟电压、电阻有关,具体是怎样决定呢?我们现在分析一下:既然电流由电压、电阻决定,我们可以采用控制变量法,电阻不变,当电压变小的时候,电流会怎样变化?
生:变小。
师:那电压增大呢?
生:跟着变大。
师:也就是说,当电阻不变时,电压越大,电流就越大,二者成正比关系。平常见到的变压器上标有“高压危险,禁止攀登”的字样,就是因为变压器的电压很高。如果人体不慎接触到高压,通过人体的电流就很大,超过人体能承受的限度,会造成生命危险,所以不要去攀爬变压器、高压线支架等,以免造成危险,因为对人体安全的电压是不高于36V的电压,凡高于36V的电压对人都有生命危险,因此必须小心用电。
刚才是用固定电阻来研究电压对电流的决定关系,再看看当电压固定时,电阻对电流又有什么决定关系,电阻变大时,电流会怎样?
生:会变小。
师:那么电阻变小呢?
生:电流会变大。
师:那应该怎样总结它们之间的关系呢?
生:当电压不变时,电阻越小,电流反而越大。
师:原来干燥的木棒,不容易导电,可是当用水把它淋湿后,木棒就容易导电了,是因为湿了的木棒电阻变小了,使得通过的电流变大。同样道理,对于人体来说,潮湿的皮肤比干燥的时候电阻要小,此时若有电压存在电流会很大,很危险。如果用湿手插拔插销、开关电灯等,极易使水流入插销和开关内,使人体和电源相连,造成危险,所以不要用湿手触摸电器。那同学们现在能回答:为什么在浴室不能使用电吹风了吗?
生甲:因为在浴室中人体是湿的不安全。
生乙:浴室中水分多,电吹风易进水漏电。
师:方向对了。通常在浴室中使用电吹风是为了使浴后的头发快干,洗完澡后皮肤的电阻变小,若发生触电事故,极其危险,另外,由于室内水气较大,易被电吹风吸入筒内使机件短路而发生危险。故此,不应在浴室内使用电吹风。
通过用控制变量法:我们清楚地认识到电压、电阻对电流的决定作用,那么平时就要注意用电安全了,那为什么下雨天不可以站在大树下呢?跟洗澡有关系吗?
生:没有。
师:那跟什么有关呢?
生:雷电。
师:哦,原来是跟雷电有关系,那雷电是怎样产生的呢?可能不是每个同学都知道,现在跟大家介绍一下,有关雷电的知识。云层能积聚大量正电荷,而地球是导体,本身积聚负电荷,从而使得云层与云层之间,云层与地面之间形成很高的电势差,几百万伏到几亿伏,因而产生的电流就十分强大,达到几万安至十几万安,形成高热和强光,会造成巨大破坏,能使人立即死亡。如果通过树木、建筑物,巨大的热量和空气的振动都会使它们受到严重的破坏。所以,为了避免这种破坏,科学家们努力寻求方法,发明了避雷针。(投影课本彩图)在一些高大的建筑物的顶端,装上针状的金属物,用导线把它与大地连接,就形成避雷针了,当发生雷电的时候,避雷针把雷电引到大地,使建筑物避免雷击。每一年我国都会因为雷电而遭受损失,雷电的危害很大,大家阅读有关的资料就知道了。另外,避雷针的发明过程大家可以通过资料来了解一下。
活动:学生阅读印发的资料。
附:富兰克林的风筝实验与避雷针的发明
莱顿瓶放电时能够击死小鸟、老鼠等小动物,雷电时可以击死人、畜等。所以,有人推测放电电火花与天空中的闪电可能具有相同的性质。富兰克林对此作了深入的研究。在1749年11月7日的笔记中,他记下了放电与闪电的一致:“1.发光;2.光的颜色;3.弯曲的方向;4.快速运动;5.被金属传导;6.在爆发时发出霹雳声或噪声;7.在水中或冰里存在;8.劈裂所通过的物体;9.杀死动物;10.熔化金属;11.使易燃物着火;12.含硫磺气味。”摩擦产生的电与雷电竟然有这么多的特性是相同的!他开始酝酿一个大胆的实验,即制作一根长20英尺~30英尺顶端削尖的铁竿,把云中的电引下来。他认为,这项实验如能成功,那么采用相同的方法,就“可以给人类用于保护房屋、教堂、船舶等等免除闪电的轰击。”但是,这个想法没有得到英国皇家学会的支持。后来,富兰克林想,铁竿的高度总是有限的,怎样才能把铁竿伸入到云层中去呢?他想起了儿童时代玩过的风筝,于是,他用杉木搭成一个十字架,蒙上一块丝绸手帕,做成了一个风筝。它能够经受风吹雨打而不撕裂,他还在风筝上加了一根1英尺长的尖细的金属丝。在系风筝的粗麻线靠近手的一端,加上了一条丝带(非导体),接头处系上一把钥匙。1752年6月的一个雷雨天,他和儿子一起把这个负有特殊使命的风筝放了出去。麻线被雨淋湿后,纤维挺立起来。当他用手指节靠近钥匙时,打出了电火花,手感到发麻。而后,他又用这把钥匙为莱顿瓶充了电。发现雷电与摩擦电具有相同的性质。这项实验破除了雷电是“上帝之火”的神话。一系列的实验表明,大多数云层带的是负电,所以雷击时“绝大多数是大地的电穿进云层,而不是云层的电落向大地”。到处都在重复雷电实验,彼得堡科学院院士利赫曼(1711~1753)在得知富兰克林的实验后也决。已投入征服雷电的研究,他不放过每一次暴风雨,1753年7月26日,他在彼得堡科学院会议上听见一声巨雷后连忙赶回家去,因未检查接地设备是否有效,而献出了生命。他的牺牲提醒电学家:人们不能再这样死去。
风筝实验的直接结果是避雷针的出现。早在1749年和1750年,富兰克林就提出过避雷针的设想,认为尖导体既能释放或吸收物体上的电,也能释放或吸收云层中的电。他建议将上端尖锐的防锈铁杆装在房屋高处直通地里,或装在船的桅杆顶再抛入水中,“在云层将要产生电击的千钧一发之际,静悄悄地把电从云中吸走,因而使我们免受最突然、最骇人的悲剧。”
在风筝实验的那年夏天,他在铁棒与建筑物之间用绝缘体隔开,并称这种装置为“避雷针”,试用良好。捷克牧师狄维斯(P.DiviSCh)在1745年首先设计出避雷针。费城一些高大建筑物因装上这种避雷针而安然无恙,在欧洲特别是法国也开始流行。
避雷针的广泛应用是早期电学研究中的一项重要成果。
布置作业,下课。
一、教学系统分析
本节内容前承电路、电压、电阻及电流表、电压表的使用,是前面电学知识的聚焦;后启电功、电功率,并为高中阶段学习闭合电路的欧姆定律、电磁感应定律、交流电等内容做了铺垫。甚至于对学生将来参加生产劳动也有指导作用,即使在电工技术电子专业等学习中,欧姆定律同样是必不可少的基础知识,其研究方法──控制变量法是学习关于电阻大小影响因素的研究方法的延续,是物理问题研究思想的再次体现。
二、学习任务分析
本节重点是欧姆定律的内容和公式。通过实验探究,归纳总结出欧姆定律,让学生领悟科学探究的方法,体验科学探究的乐趣,形成尊重事实、探究真理的科学态度,培养学生分析解决问题的能力;理解欧姆定律中电流I、电压U、电阻R的同一性是本节难点,在探究过程中通过适时引导、恰当点拨,利用实物电路使学生达到理解欧姆定律的目的。
三、学习者分析
学习了电路基础知识,学生产生了浓厚的兴趣,多数学生能正确连接电路元件,正确使用电流表、电压表和滑动变阻器,对于控制变量的研究方法也有所了解。学生有较强的好奇心和求知欲,他们渴望自己动手进行科学探究,体验成功的乐趣,但对于U、I、R三者关系知之甚少,规律性知识的概括往往以偏概全。他们的思维方式逐步由形象思维向抽象思维过渡,教学中让学生自主设计研究问题的方案,是发展学生思维的有效途径。
四、教学目标
⑴知识与技能
会用实验的方法探究电流与电压、电阻的关系;
理解欧姆定律的内容、公式;
培养学生的观察、实验能力和分析概括能力。
⑵过程与方法
通过实验探究学习研究物理问题常用的方法──控制变量法。
⑶情感、态度与价值观
通过探究过程,激发学生的学习兴趣。培养学生实事求是的科学态度;认真谨慎的学习习惯。
重点:欧姆定律的内容和公式;
通过实验使学生知道导体中电流与电压、电阻的关系。
难点:理解欧姆定律的内容;
弄清变形公式的含义。
五、教法设计
依据本节课的知识特点、教学目标和学生实际,确定本节主要采用实验探究法。把学生视为学习的主人,教师当好学习的组织者和引导者。探究式学习可以激活学生已有的知识,在探究新问题时使知识活化、重组,形成知识结构并向能力转化;让学生体会科学发现的全过程,从中感悟科学思想和科学方法。
六、教学准备
教具:多媒体展示平台,自制课件。
学具:三节干电池、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω)、滑动变阻器(20Ω、1A)、电压表、电流表、开关、导线若干。
七、教学流程图
八、教学过程设计
九、教学评价
1.知识反馈
导体两端的电压(U/V)
导体的电阻(R/Ω)
导体的电流(I/A)
3
5
0.6
3
0.3
3
15
⑴在研究电压不变,电流跟电阻关系的实验中,表中有两个数据漏填了,请根据实验结论填写表中的两个空格。
⑵某同学用如图所示的电路,来研究通过导体的电流跟导体电阻的关系,其中R为定值电阻。他第一次实验用的定值电阻的阻值为R1,闭合开关后,记下电流表的示数为I1,他第二次实验仅将定值电阻的阻值换为2R1,闭合开关后,记下电流表的示数为I1,I2,结果发现I2<I1,但I2=I1/2,由此,他认为电流跟电阻不成反比,他的结论是______的(选填“正确”或“错误”),其原因是_____________________________。
2.教学反思
本节课通过实验探究,学生掌握了控制变量法这一物理研究方法。探究过程中,通过自行设计、自己动手操作,培养了学生的创新思维能力;通过分析实验数据,分别概括出电流与电压、电阻的关系,以及两条结论的融合,提高了学生的分析概括能力,增强了主体参与意识。
问题:实验中仍有学生对控制变量法理解不够,选择电阻出现差错;也有学生对利用滑动变阻器改变部分电路的电压原理不能理解。
措施:课余时间对知识存在疑问的学生,通过举例分析讲解,帮助他们透彻地理解知识之间的联系。
《欧姆定律》教学设计
【教学目标】
1.知识与技能
(1)理解欧姆定律,能进行简单的计算。
2.过程与方法
(1)通过实验探究,自己找出电流与电压、电阻的关系,学习科学探究方法。
(2)通过图象处理实验数据,培养学生利用图象分析,研究物理问题的能力
3.情感、态度与价值观
(1)让学生体验和经历科学探究的过程,形成尊重事实、探究真理的科学态度。
(2)结合欧姆的故事,培养学生严谨的科学态度和坚持不懈的科学精神。
【教学重点】
1、用控制变量法研究电流与电压、电阻关系的活动探究。
2、欧姆定律的内容和表达式。
【教学难点】
探究电路中的电流与电压、电阻的关系的活动中实验方案的设计及评估
【教学器材】
每组配:额定电压为1.5V的干电池3节、导线若干、开关(1个),电流表和电压表(各1个),滑动变阻器(1个)、电阻3个(5Ω、10Ω、20Ω)
【课前准备】
1、观察一些电器上的铬牌。
2、复习电流电压和电阻,进一步熟悉它们的定义、单位和测量工具。
3、上网查找有关欧姆的资料。
【课时安排】
2课时
教学阶段
与时间分配教师引导学生活动说明
引入新课
活动一改变小灯泡的亮度
给你一个小灯泡(额定电压3.8V),三个阻值不同的电阻,干电池3节,开关一个,导线若干,怎样让小灯泡发出不同亮度的光来。
发现并提出问题:灯泡的亮度为什么会改变?(留言版)
分组汇报:你是通过什么样的办法改变了灯泡的亮度?(留言版)
注意:学生可以在网页的求助站中寻找帮助
学生回答:更换电池或改变电路中的电阻。
问:这说明了什么?(留言版)
分析各种现象引导学生知道改变电池的电压。
和改变电路中的电阻可以改变电路中的电流
让学生自己动手来发现问题
让学生成为发现者而不是观察者
电路设计
完成活动“电流与电压的关系”探究通过导体的电流与电压、电阻的关系
【猜想与假设】1电路中的电流与导体两端的电压有什么关系?
2电路中的电流与导体的电阻有什么关系?(留言版)
【实验设计】
怎样来研究电压和电阻对电流的影响?应用什么方法?如何控制变量?(留言版)
(要研究电流与电压的关系,要控制电阻不变)
(要研究电流与电阻的关系,要控制电压不变)
(活动1)研究电流与电压的关系
设计电路1:
设计电路2
学生积极参与活动,讨论热烈,想出了两种改变电流大小的方法
进一步培养
学生在实验中控制变量的意识,
教学阶段
与时间分配教师引导学生活动说明
完成实验“电流与电阻的变化”
【操作与记录】
1为了更好地完成实验,请学生注意事项;
(1)连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处。
(3)注意认清和选择电压表和电流表的正负接线柱和量程,用试触的方法选择合适的量程。
(4)闭合开关前检查电路,确认电路无误后方可进行实验。
2.按设计的方案进行实验,并将实验数据填入表
实验次数R=10Ω
U/VI/A
1
2
3
3.评估及讨论:
根据实验的结论讨论评价方案的优劣。(留言版)
〖思考〗在电路2中滑动变阻器的作用是什么?(改变电阻两端电压大小及保护电路)
学生点击网页上的动画,在留言板上概括结论。
4.实验结论:
当电阻一定时,导体中的电流与电压成正比
(活动2)探究电流与电阻的关系
设计电路1
学生回答并思考
学生实验、观察、思考,得出结论。并举例说明。
可通过串联电路中的分压原理来解释。
有的学生会设计图1,但要求学生用已有的电路来完成实验,这时电池的内阻分压可以不讲。在这里我们仅从华东变阻器保护电路这一作用来评价方案的优劣教师先不评价哪一种方案更好,而是放手让学生完成实验,培养学生的动手能力。知道通过实验总结物理规律的研究方法
要求学生从实践中培养分析、探索和判断能力,深刻领会实验的科学性、合理性、严密性。
教学阶段
与时间分配教师引导学生活动说明
学习用图像处理数据
介绍欧姆设计电路2
[讨论]选折一个较好的方案来做实验。
〖思考〗在电路2中滑动变阻的作用是什么?(控制在不同的电阻两端电压不变)
1设计实验表格
2,并进行实验。将实验数据填入表2
实验次数U=2V
R/ΩI/A
1
2
3
结论:。
【分析与论证】
〖思考〗1在实验中,电流与电压并不严格成正比,电流与电阻并不严格成反比,为什么?
(因为实验中有误差)
2造成误差的原因可能有哪些?
(电阻发热、测量次数少、电表读数、电流表外接等)
[学科整合]物理中的数学
在如下坐标中将表1中数据表达出来
同学们!能将上述两个结论结合起来,就得到欧姆定律
介绍欧姆生平
二、欧姆定律
导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。表达式:I=U/R
U:导体两端的电压,单位:V,R:导体的电阻,单位:Ω,I:导体中的电流,单位:A
要求学生从实验中找出造成误差的原因,并说出怎样来减小误差。
可将书上的图像要学生描好后用实物投影仪。可多查阅几个学生。
学生解答
用图像进行实验数据处理是课程标准提出的新要求,让学生去发现图像中的信息,培养学生用图像分析、研究物理问题的能力
通过欧姆的故事,增强学生热爱科学、追求科学、献身科学的学习热情。
教学阶段
与时间分配教师引导学生活动说明
反馈练习
小结布置作业
欧姆定律的几点说明:
1同时性:导体的电压和电流是同一时刻的。
2同体性:电压和电流是同一段导体的电压和电流
例:根据欧姆定律I=U/R,下列说法正确的是()
A电阻大的导体通过的电流一定小
B电压大的导体通过的电流一定大
C当电压一定时,电阻大的导体中通过的电流一定小
D导体的电阻与导体两端的电压成正比,与导体中通过的电流成反比。
【小结】怎样探究电流与电压的关系?
怎样探究电流与电阻的关系?
欧姆定律的内容和表达式(留言版)
【作业】资源与评价强调在运用欧姆定律计算时,各物理量一定要写单位,不能数学化.
【板书设计】
第一节欧姆定律
一、活动:探究电流与电压、电阻的关系。
1提出问题
2猜想和假设
3设计实验
探究电流与电压关系时,控制电阻不变。
探究电流与电阻关系时,控制电压不变。
4进行实验
5得出结论;
二、欧姆定律
三、导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。公式:I=U/R
文章来源:http://m.jab88.com/j/76009.html
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