《电阻定律》获奖教学设计

《电阻定律》获奖教学设计（共12篇）

篇1：《电阻定律》获奖教学设计

《电阻定律》获奖教学设计 一、三维教学目标 1．知识与技能

(1)理解电阻定律，能利用电阻定律来进行有关计算。(2)理解电阻率的物理意义，并了解电阻率与温度的关系。(3)通过分组实验，培养实验设计和实验操作能力。2．过程与方法

通过实验探究的过程，感受“猜想——实验探究——归纳——应用”的学习过程，体验运用控制变量法研究物理问题的思维方法。3．情感、态度与价值观

通过实验探究调动学生的学习主动性，在活动中培养他们的合作精神。

二、教学重难点

重点：探究电阻定律的定量关系。难点：如何设计合理可行的实验方案。

三、教学过程

（一）创设情景、提出课题（3分钟）

首先展示生活中的一些跟电阻有关的图片，如调光台灯，电阻温度计等，从而引出：电阻与哪些因素有关，然后在归纳一些共性的问题，最后利用以下三个情景引导学生作出科学的猜想。

情境一：用滑动变阻器改变灯泡的亮度（调光台灯），请学生思考电阻与什么因素有关？

情境二：对比 “220V，100W”和 “220V，60W” 的2只白炽灯，观察灯丝的粗细，猜想灯泡的亮度，再演示现象，请学生猜想电阻与什么因素有关？

情境三：图片展示不同材料制成的长度和粗细相同的电缆线电阻却有很大差异，说明电阻可能与什么因素有关呢？

经过归纳总结，引出探究课题：研究电阻和这些因素之间的定量关系。此时引出新课：电阻定律

（二）、合作探究（20分钟）1.探究方案制定：

①如何研究电阻与这多个因素之间的关系呢？

从而引出“控制变量法”。物理学中，如果想研究一个量与其他几个量的关系时，可以采用保持其他量不变，只让某一个量发生变化去研究量的变化规律。

②再分小组讨论: 怎样利用控制变量法来制定实验方案呢？学生会提出三个实验方案：

（1）选用材料和横截面积相同的导体，研究电阻和长度的关系（2）选用材料和长度相同的导体，研究电阻和横截面积的关系（3）选用长度和横截面积相同的导体，研究电阻与材料的关系 2.设计实验

引导学生围绕以下几个问题设计实验，通过提问的方式进行层层推进 教师提问1:需要测量哪些物理量？

学生答：长度、横截面积、电阻（L、S、R）问题2:教材是如何测量长度和横截面积？

学生答：刻度尺测量长度，累积法或者游标卡尺测量直径

问题3：研究电阻与长度、横截面积的关系，一定要测出长度、横截面积的数值吗？

学生答：长度可设置为L、2L、3L„，横可设置为S、2S、3S„

问题4:如何测量导线的电阻？ 学生归纳总结实验步骤 ： ①按照实验原理图连接电路 ②将待测电阻丝连入实验电路

③调节滑动变阻器，待示数稳定后读出电流表和电压表的示数并记录 ④更换相应的电阻丝，重复第三步骤 注意事项（学生阅读）

1．连接电路时，开关应该断开，滑动变阻器应该滑动到电压为零处。2．电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法．

3．电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大． 4.分组实验

（1）学生分组:把实验的三个课题分给6个小组，其中1、2小组研究电阻和长度的关系，3、4组研究电阻和横截面积的关系，5、6组研究电阻和材料的关系，这样的可以在有限的课堂教学时间内完成探究任务，提高了探

截面积

究教学的效率。

（2）进行实验：要求学生按照刚才总结出来的是要步骤进行实验操作，在实验过程中首先要求实验的规范性，例如连接电路时断开开关，滑动变阻器滑动到电压为零的位置。也强调学生之间的分工与合作。

（3）数据记录与处理：实验过程中记录电压表电流表的示数，注意读数的准确性。根据记录的数据算出对应电阻丝的电阻值。并归纳总结算出的电阻值与研究因素之间的定量关系。

（4）结论汇报：请各组的发言人总结汇报，总结出电阻与所探究因素之间的关系（注意学生的回答是否控制变量）。让同实验方案的另一组同学进行评判。

（三）、归纳总结（3-5分钟）

请学生对刚才三位同学的结论汇报加以归纳总结，用最精简的语言叙述实验结论，得出电阻定律：

1、内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度成L成正比，与它的横截面积S成反比；导体电阻与构成它的材料有关

2、公式：R= ρL/s，3、电阻率ρ：反应材料导电性能的物理量（导体材料决定）

（四）自主学习（3分钟）

学生自学教材，让学生了解不同材料的电阻率，并总结温度对电阻率的影响。了解导体、绝缘体和半导体。采用自主阅读法。教师在完后评价、鼓励。

（五）课堂练习：（6分钟）

有一段导线，电阻是4Ω，把它对折起来作为一条导线用，电阻是多大？如果把它均匀拉伸，使它长度为原来的两倍，电阻又是多大？

学生完成学案上定时练习，落实本堂课的重要知识，加强知识的理解记忆和迁移。

（六）、课堂小结（3分钟）

总结：本堂课通过实验我们探究了电阻与导体长度、横截面积和材料之间的定量关系，通过控制变量法，得到电阻定律RL，其中电阻率代表S材料的导电性能，与温度有关。材料可以分为导体，半导体和绝缘体。

四、板书设计

电阻定律

1、探究内容：研究电阻与长度、横截面积和材料的定量关系

2、探究方法：控制变量法

3、设计实验： 4:、电阻定律

⑴内容： ⑵表达式：R

⑶电阻率：

L S 5

篇2：《电阻定律》获奖教学设计

高一学年物理组李雪丽

一、教材分析与处理

1、教材分析：电阻定律是电学中最基本的一个定律，是学习电学内容的基础。本节课的内容并不多，教材力求通过实验的方法来验证电阻和电压、电流的关系，从而得出电阻定律的内容，从对导体电阻的分析，得出电阻率的概念，并用实验的方法验证不同材料的导体在同一温度时其电阻率大小不同，得出电阻率是导体材料的属性这一基本规律。

2、教材处理：本节以实验验证为主，在研究两个以上物理量间的关系时，常用控制1.变量法，本节课仍用这种方法来研究电阻R与有关物理量间的定性关系。所以可对2.教材中提到的实验进行实际操作，加以验证，同时根据我校实际情况，将实验稍作改动，满足实验室的要求。

同时帮助学生进一步体会研究物理规律的一般方法和过程，在自己科学猜想的基础上通过实验进行验证，即通过观察物理实验、分析实验中有关物理量、运用数学方法处理实验结果，得出物理规律，充分体现“猜想----验证”的物理思维模式。同时能运用得出的规律解决一些实际问题，并在此过程中加深对电阻定律的认识和理解。

五 教学流程：

1、提问：（1）欧姆定律的内容（2）给定一个导体，如何测量它的电阻？

2、新课教学（1）电阻定律

提出问题：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 演示实验(思路)

1观察2.推导导体电阻与导体长度的关系。导体电阻与导体横截面积的关系

二、教学目标及重难点

1、教学目标：知识与技能：理解电阻定律和电阻率的物理意义，能利用电阻定律

进行有关分析和计算，同时了解电阻率与温度的关系。

过程与方法：通过电阻定律实验，运用控制变量法来提高学生对电阻

实验表明：导体的电阻R只跟它的长度l成正比，跟它的横截面积S成反比

定律和电阻率的认识。

（2）电阻率

情感态度与价值观：培养学生的应用物理解决实际问题的能力和科学

单位：欧姆 米

探索意识

意义：反映材料导电性能的物理量，电阻率与温度有关。

2、重点：电阻定律和电阻率

难点: 实验研究得出导体电阻与导体材料、长度和横截面积的关系及电阻率的概念

重难点突破：通过实验的方法概括得出电阻定律和电阻率的内容。

金属的电阻率随温度升高而增大，制成温度计（电阻温度计）

3、作业

六 板书设计

§14.2电阻定律电阻率

一．电阻定律二.电阻率

三 学情分析

高二学生在以前已经学过电阻R与有关量间的定性关系，又承接了前节部分欧姆定律的知识，这为电阻定律的得出打下了基础，同时对应用控制变量法的实验并不陌生，通过教师的点拨在科学猜想的基础上顺利的得出实验结论。

1.内容1.反映材料导电性能的物理量2.表达式2.单位：

四 设计思想

篇3：《楞次定律》教学设计

让学生更好地体验科学探索的方法和过程, 发展学生的自主学习能力, 提高分析问题、解决问题的能力。使全身心地投入到学习中的学生, 养成高效率的学习习惯和良好的思维品质。让学生在学习的过程中体验到学习的乐趣和成功。本节课在教学上采用如下教学流程:

演示实验、提出问题———分类演示、做好记录———寻找“中介”、找出关系———实验验证、总结规律———规律应用、深化理解。

二、教学目标

1. 知识与技能:

(1) 理解楞次定律的内容, 能灵活运用楞次定律判断感应电流方向, 解决实际问题;

(2) 熟练掌握右手定则, 知道右手定则是楞次定律的一种特殊表现形式。

2. 过程与方法:

体验楞次定律实验探究过程, 提高分析、归纳、概括及表达能力。

3. 情感、态度、价值观:

(1) 重温科学家艰辛的研究过程, 学习他们对科学严肃认真, 不怕困难的态度;

(2) 学生通过观察分析, 体验发现过程中的乐趣和美的享受。

三、教学重、难点

重点:学生对楞次定律的理解。

难点: (1) 引导学生通过实验探究、总结规律;

(2) 对楞次定律的灵活应用。

四、教学步骤

1. 新课引入。

通过演示条行磁铁插入、抽出带有灵敏电流计的线圈的螺线管中, 电流计的指针偏转方向不同, 引出问题———感应电流的方向如何判断。

2. 实验探究。

师:通过刚才的演示实验, 同学们能够判断出电流方向与插入磁铁和抽出磁铁两个相反的状态有关, 请同学们猜想电流方向还有可能和什么因素有关。

生:可能还与磁场方向有关。

师:结合学生们的分析, 我们通过下面的演示实验来探究感应电流和哪些因素有关, 实验过程中同学们注意观察, 做好下面的表格记录:

(通过学生的回答完成上面表格的填写。)

3. 实验分析。

师:请同学们观察表格记录情况, 分析各个项目的联系, 从而找出规律。

生:通过观察发现, 感应电流方向与磁场方向没有什么关系。

师:同学们说得非常好, 通过表格记录, 我们的确没有找到电流方向与磁场方向的直接关系, 请同学们再深入思考一下, 能不能找一个“中介”, 这个“中介”既与感应电流方向有关又与引起感应电流的磁场的某个因素有关, 这样我们就间接地找到了联系。

生:老师, 你看能不能用这两项来描述感应电流的关系, 我发现磁通量的变化与感应电流有关系, 比如表格第一列通过线圈的磁通量增加, 产生的感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反, 表格第二列通过线圈的磁通量减少, 产生的感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反, 第三列和第四列感应电流的磁场方向与原磁场的方向也有类似的规律。

师:你分析得非常好, 你找到了感应电流的磁场与原磁场通过线圈的磁通量的关系, 我们要找的“中介”正是感应电流的磁场。我们再来深入地分析一下。

师:感应电流产生磁场的方向是否始终与原磁场的方向相同或相反。

生:不一定。有时相同, 有时相反。

师:在什么情况下, B感与B原同向?在什么情况下B感与B原反向。

生:当Φ增大时, B感与B原相反;当Φ减小时;B感与B原相同。

师:你认为感应电流产生的磁场对磁通量的变化起什么作用?

生:当Φ原增大时, B感与B原相反, 它不想让穿过线圈的磁通量增大;当Φ原减小时;B感与B原相同, 它不想让穿过线圈的磁通量减小。

师:同学们分析得非常好, 我们找到了感应电流的磁场与引起感应电流的磁场的关系, 当Φ原增大时, B感与B原相反;当Φ原减小时, B感与B原相同。即B感对磁通量的变化起阻碍作用。知道了感应电流的磁场, 再通过我们之前学习的右手螺旋定则, 感应电流的方向也就判断出来了。

4. 总结规律, 加深理解。

通过师生的互动, 分析总结出感应电流的判断方法。

(1) 楞次定律的内容:

感应电流具有这样的方向, 即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

对定律关键词阻碍的分析:

(a) 谁在阻碍 (感应电流的磁场在阻碍) ? (b) 阻碍什么 (引起感应电流的磁通量的变化) ? (c) 如何阻碍 (当Φ原增大时, B感与B原相反;当Φ原减小时;B感与B原相同) ?

通过以上3个问题的设计, 使学生对楞次定律有了一个更深刻的认识, 对定律中涉及到的原磁场、感应磁场、磁通量的变化等物理量间的关系更加清楚了, 对分析问题起到引领的作用。

(2) 楞次定律的应用:

例1:如图, 在磁场中放入一线圈, 若磁场B变大或变小, 问:

(1) 线圈里有没有感应电流?

(2) 感应电流方向如何?

分析:由于B是变化的, 所以穿过线圈的磁通量是变化的, 根据感应电流产生的条件, 线圈中有感应电流。感应电流的方向用我们刚学习的楞次定律来判断。B如果变大, 通过线圈的磁通量增大, 感应电流的磁场阻碍磁通量的增大, 所以感应电流产生的磁场是点场, 即垂直纸面向里;B如果变小, 通过线圈的磁通量减小, 感应电流的磁场阻碍磁通量的减小, 所以感应电流产生的磁场是叉场, 即垂直纸面向外。 (师生总结:通过这道例题我们可以总结为———增反减同。)

例2:如图所示, 金属棒ab以速度v沿着金属导轨向右匀速运动, 通过电阻中的电流方向如何?

师:请同学们自己动手判断一下通过电阻的电流方向。

生:通过楞次定律可知金属棒ab中的电流方向是由b到a, 那么通过电阻的电流方向就是由d到c。

师:同学们判断得非常好, 那么也能感觉到运用楞次定律解决问题是比较麻烦的, 同学们思考一下能否有一种方法像左手定则或右手螺旋定则那样, 把几个要素集中在一个手上, 这样判断起来就方便多了。

生:老师, 借鉴左手定则或右手螺旋定则都是让磁感线垂直穿过手心, 我让磁感线垂直穿过右手的手心, 拇指的指向代表运动方向, 四指的指向代表电流方向, 这样的结果和运用楞次定律的判断是一致的, 这样可以吗?

师:同学们总结得非常好, 你们总结的方法叫做右手定则, 它是楞次定律的一个特例。

师:请同学们分析一下在什么情况下用哪种方法更好些。

生:任何情况都可以用楞次定律判断感应电流的方向, 但像例2这种切割型的用右手定则判断更方便些, 而像例1这种磁场强弱变化的右手定则就判断不了。

师:同学们分析得非常好, 这就叫做———楞次定律全都管, 导体切割右手看。

5. 课堂小结。

(1) 楞次定律是在事实的基础上总结出的规律, 是客观事实;

篇4：《电阻定律》获奖教学设计

本节课在这些方面能较好地体现我的教学理念：

一、实验教学，激发兴趣

物理学家爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师。”兴趣是学生学好物理知识的内在的、直接的动力。对初中学生来说，实验具有特别强烈的吸引力。很少有学生在教师做实验的时候精神不集中。实验调动学生各个感官的作用，并且使思维处于最积极的状态。本节《运用欧姆定律测量电阻》给了学生一个动手动脑、直接体验的机会，所有学生都为能进实验室亲自操作而兴奋不已。

二、注重细节，打好基础

俗话说：“细节决定成败。”《运用欧姆定律测量电阻》从实验原理到电路图的设计，从实验器材的准备到器材的连接，从连接过程中的开关断开，到电流表电压表的量程的选择，從实验表格的设计，到实验数据的处理，每一处细节都要留意，精心操作，才能出色地完成整个实验。大多数学生能够细心操作，这为物理实验学习打好扎实的基础，比课堂上纸上谈兵“做实验”效果好得多。

三、积极引导，鼓励创新

在按照教材上的设计，完成“伏安法测电阻”这一“规定动作”后，我没有鸣金收兵，而是继续发问引导：如果实验时电流表坏了，而我们手头上没有其他安培表，那实验还能最终完成吗？如果坏的是电压表呢？我积极引导，鼓励学生认真思考，开阔思路，勇于创新。终于，有一些学生陆陆续续地拿出了解决方案，其中有些方案颇有创意。

在收获成果的同时，我也清楚地看到了存在的问题：

1.准备不足，适得其反

学生听说要去实验室做实验，都很兴奋。尽管我课前布置了预习作业，但是仍然有少部分学生准备不足，到实验室里不熟悉操作流程，手忙脚乱。好不容易电路连接完成，一试就出故障，此时更是急得满头大汗，平时所学的简单电路故障排除方法也用不起来了……由此可见，同样是实验教学，学生有备而来，则能激发兴趣；如果准备不足，操作失误或迟迟得不出实验结论，还能激发兴趣吗？不但不能，甚至导致部分学生对物理实验产生恐惧感。

2.思路保守，创新不够

完成教材里“伏安法测电阻”这一“规定动作”后，我引导学生拓展思路，思考如何只用电流表或只用电压表来测出未知电阻的大小。部分学生思路保守，认为只有测出未知电阻两端的电压和通过电阻的电流才能根据欧姆定律的变形公式算出电阻的大小。而这两个数据，只能通过电压表和电流表分别测出，缺一不可。由此可见，我在以后的教学中要多引导学生拓展思路，否则学生缺乏创新意识。

3.没有严谨的科学态度

物理实验探究，需要务实求真，来不得半点虚假。在实验操作过程中，个别学生感觉自己的实验数据不够“理想”，就硬生生地编造了“理想化”的数据，这样处理过的结果“完美”了。我对这样的学生进行了严肃的批评教育，并要求其重做实验，重新测量。第二节物理课上，我又郑重其事告诫所有学生，应该向居里夫人等物理学家学习，学习他们严谨的科学态度。

一节物理课几十分钟就上完了，但留给我的反思是长久的，我要把这些反思用于改进今后的课堂教学实践中去。

（作者单位 江苏省盐城市亭湖区袁河实验学校）

篇5：高二物理电阻定律教案3

教学目的：进一步深化对电阻概念的认识，掌握电阻率的物理意义。教学过程： 复习引入：（1）欧姆定律是如何表述的？

（2）不同导体的电阻大小不同，那么，导体电阻的大小是由哪些因素决定的呢？

我们这堂课就来研究这个问题。

讲授新课：

演示实验：在如图所示的电路中，保持BC间的电压不变

① BC间接入同种材料制成的粗细相同，但长度不相同的导线。现 象：导线越长，电路中电流越小。

计算表明：对同种材料制成的横截面积相同的导线，电阻大小

跟导线的长度成正比。

② BC间接入同种材料制成的长度相同，但粗细不相同的导线。现 象：导线越粗，电路中的电流越大

计算表明：对同种材料制成的长度相同的导线，电阻大小跟导线的横截面种成反比。即：导体的电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比——这就是电阻定律。

R∝L/S

R=ρL/S„„„„„„（1）

（1）式中的ρ是个比例系数.当我们换用不同材料的导线重做上述实验时会发现:不同材料的ρ值是不相同的,可见, ρ是个与材料本身有关的物理量,它直接反映了材料导电性的好坏,我们把它叫做材料的电阻率.ρ＝RS/L„„„„„„（2）

注意: ⑴电阻率ρ的单位由(2)式可知为:欧姆米(Ωm)各种材料的电阻率在数值上等于用该材料制成的长度为1米,横截面积为1平方米的导体的电阻.但电阻率并不由R S和L决定.⑵引导学生阅读P30表格 思考: ①哪些物质电阻率小,哪些物质电阻率大? 纯金属的电阻率小,合金的电阻率较大,橡胶的电阻率最大.②电阻率相差悬殊各有什么用途? 电阻率小用作导电材料,电阻率大的用作绝缘材料.0③表中说明“几种材料在20C时的电阻率”,这意味着什么? 材料的电阻率跟温度有关系.各种材料的电阻率都随温度而变化.a,金属的电阻率随温度的升高而增大,用这一特点可制成电阻温度计(金属铂).b,康铜,锰铜等合金的电阻率随温度变化很小,故常用来制成标准电阻.c,当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小到零,这种现象叫做超导现象,处于这种状态的物体叫做超导体.综上所述可知:电阻率与材料种类和温度有关.(对某种材料而言,只有温度不变时ρ才是定值,故(1)式成立的条件是温度不变)在温度不变时,导线的电阻跟它的长度成正比,跟它的横截面积成反比——这就是电阻定律。巩固新课：

提出问题1：改变导体的电阻可以通过哪些途径？

回 答：改变电阻可以通过改变导体的长度，改变导体横截面积或是更换导体材料等途径。最简 单的方法是通过改变导体的长度来达到改变电阻的目的。（以P31（5）题为例介绍滑线变阻器的构造及工作原理）

提出问题2:有一个长方体的铜块,边长分别为4米,2米,1米(如图所示),求它的电阻是多大?(铜的-8电阻率为1.7×10欧米).通过本例注意: R=ρL/S 中S和L及在长度L中, 导体的粗细应该是均匀的.提出问题3:一个标有“220V，60W”的白炽灯泡，加上的电压U是由0逐渐增大到220V，在此过程中，电压U和电流I的关系可用图线表示，在下图中的四个图线中，肯定不符合实际的是（ACD）

提出问题4：一根粗细均匀的电阻丝，当加2V电压时，通过的电流强度为4A。现把此电阻丝均匀拉长，然后加1V的电压，这时电流强度为0.5A.求此时电阻丝拉长后的长度应原来长度的几倍?（2倍）

-6提出问题5:一立方体金属块,每边长2cm,具有5×10欧的电阻,现在将其拉伸为100米长的均匀导线,求它的电阻?（125欧）

篇6：《电阻定律》获奖教学设计

知识与技能

知道用电流表和电压表测电阻的实验原理。会同时使用电压表和电流表测量导体的电阻。过程与方法

通过测量电阻，学习一种应用欧姆定律测量电阻的方法。通过多次测量取平均值进一体会减小测量误差的方法。情感、态度与价值观

通过应用欧姆定律测量电阻体验物理规律在解决实际问题中的意义。认真完成实验，养成做事严谨的科学态度。

在与小组成员合作完成实验的过程中，加强与他人的协同、合作能力。教学重点和难点：伏安法测电阻。教学准备：

学生电源、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻、单刀开关各一个，导线若干 教学过程

1.检查学生完成预习作业情况并按下面的实验报告加以纠正。实验目的 用电压表、电流表测电阻。

实验原理 变形公式R=U/I 实验器材 学生电源、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻、单刀开关各一个，导线若干。

实验电路图 实验步骤

（1）按电路图连接电路。

（2）检查无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器的阻值，分别读出电流表、电压表的读数，填入下面的表格中。

（3）其出三次R的值，求出R的平均值。

电压U（V）

电流I（A）

电阻R（）

实验记录表格

待测电阻R的平均值

2.教师强调实验注意事项（1）连接电路时提示学生 ①开关要处于断开位置。

②滑动变阻器的滑片要放在最大电阻值的位置。③电源电压选用4V。

④电压表选用3V量程，电流表选用0。6A

⑤注意认清电压表、电流表的“＋”、“－”接线柱。（2）指导学生连接电路时强调：

先连“主电路”即由电阻R、电流表、电压表、滑动变阻器、单刀开关、电源组成的串联电路，检查无误后再接电压表。

3.进行分组实验

（1）教师巡回指导、检查学生分组实验的情况，及时解决实验中发生的问题。（2）指导学生正确读出电流表、电压表上的数值。（3）注意观察，尽可能要求每个学生都参加操作。（4）掌握实验进展，记录下实验做得好的小组。4.实验总结

（1）选几组汇报实验结果。

篇7：一种精密合成电阻设计

目前, 数字多用表电阻测量功能的测试和检定中均需要精密的可调电阻箱。精密可调电阻箱主要通过旋动开关合成所需要的阻值, 采用这种方式进行电阻测量功能测试, 存在其标准设备体积大, 测试自动化程度低的缺点。

运用D/A、运放、控制器等电子器件搭建直流单端口网络, 使端口输入电压和输入电流比值为定值K, 即可实现合成电阻的目的。通过改变K值, 实现合成电阻变化的功能。

通过查阅资料, 合成电阻可分为恒压、恒流两种模式。恒压模式输入端电压恒定, 通过调节半导体导通程度等手段改变输入电流, 从而改变合成电阻值。此模式较多出现于负载类型的可变电阻;恒流模式输入端电流恒定, 通过改变端口电压改变合成电阻值。此模式主要出现在电阻测量能力的测试和计量中。

1 硬件设计

本文设计的精密可变电阻属于恒流模式, 用于小电阻测试功能的计量。其原理如图1 所示。

恒定的电流流入输入端, 经过正压产生电阻、电流检测电阻、导流三极管流向-15V电源。通过两个DAC和U3组成的加法负反馈网络产生一个稳定的负电压值。U2 为电压缓冲器, U1、电流检测电阻导流三极管组成射极跟随器。

通过改变DAC的输出, 使a点的电压值变化, 进而改变b点电位。由于输入电流为定值, 因此, 电阻两端的电压为定值, 输入端电压变动与b点电压变化等幅同相。通过线性网络改变a点的电位值, 以达到改变输入网络电阻的目的。

U3、R1、R2、Rf组成的反向加法电路, 可以降低b点电压调节的最小步进。两路DAC输出为反向加法电路输入端。R1 和R2 的阻值不同, 构成两路负压调节电路, 分为粗调和细条。B点电压调节的最小步进由细条电路决定。

2 软件设计

装置嵌入式软件操作流程见图2。首先, 测量端口输入电流, 通过电流和目标电阻计算端头电压, 根据DAC及参考电压设置两个DAC的输出电压值。然后, 测量端头电压, 计算是否满足误差要求。若满足则完成调节, 实现目标电阻。若不满足, 则需根据当前的端头电压和目标电压重新设定DAC的输出。此过程循环进行, 直到端头电压满足误差要求。

3 实验结果及分析

用福禄克8508A数字多用表计量合成电阻模块。合成电阻阻值范围为0.02 ~ 2Ω。采用四线制电阻测量模式, 其激励电流为0.01A, 实验结果见表1。

从表1 分析可得, 实际电阻值和目标电阻值最大误差优于1.5‰ Fs。

通过分析可知, 误差主要由电流检测电阻两端的差分放大电路引入的。因此, 提高输入电流测量准确度是改进合成电阻准确性的一个重要因素。

4 结语

实验验证了该合成电阻可以在0.02 ~ 2Ω 范围内合成所需要的电阻, 相对误差低于2‰。具有体积小、精度高的特点。可以结合某些工业总线制造成标准工业产品, 适用于多种便携式的测试要求。

摘要：从硬件设计和软件设计两方面分析恒流模式的精密合成电阻的设计, 并用福禄克8508A数字多用表计量合成电阻模块, 得出实际电阻值和目标电阻值最大误差优于1.5‰Fs, 提高输入电流测量准确度是改进合成电阻准确性的一个重要因素。

关键词：精密合成,电阻,硬件设计,软件设计

参考文献

[1]王春武.程控可变电阻的设计与应用[J].电子测量技术, 2007, (5) .

篇8：《电阻定律》获奖教学设计

【关键词】欧姆定律 仪表精度 不确定度

【中图分类号】O41【文献标识码】A【文章编号】1673-8209(2010)05-0-02

1 引言

电阻测量的方法有很多种[1-2],可以直接采用多用表进行测量,如果电阻阻值处于1.000～9.999×106Ω之间也可以采用惠斯通电桥法进行测量[3]。电阻作为一个基本的电学量在现代技术中应用也相当普遍,比如通过测量温度与电阻的关系,来研究导电性复合材料填充热塑性高分子材料或者碳纤维增强热固性树脂基复合材料,在加热和交变机械载荷联合作用下,动态记录结构变化信息[4]。通过土壤改良来降低土壤电阻率[5]。通过测量土壤的电阻,研究低洼地的土壤沉积问题[6]。通过测量某个温度区间电阻的负温度系数,来研究晶体的性能[7]等。

而伏安法测量电阻阻值并且分析其测量不确定度是物理实验中最为经典的实验与分析方法,本研究课题基于欧姆定律伏安法测量电阻阻值,进而分析不确定度对测量结果的影响。

2 伏安法测量电阻

欧姆(Ohm)定律告诉我们,通过一段导体的电流I与该段导体两端的电压V成正比,与该段导体的电阻R成反比,即

(1)

式中各物理量的单位为:I-安培,V-伏特,R-欧姆。

若用电压表测得电阻两端的电压V,用电流表测出通过该电阻的电流I,由欧姆定律即可求得电阻R,这种测量电阻的方法叫做伏安法。伏安法测量电阻原理简单,测量方便,尤其适用于测量非线性电阻的伏安特性的研究。但是,用这种方法测量时,电表的内阻会影响测量结果。下面讨论电表内阻对测量结果的影响。

用伏安法测量电阻时,可采用图1中的两种接线方法。图1(a)为电流表内接法,(b)为电流表外接法。

图1(a)中,电流表读数I=Ix(通过待测电阻?R?x的电流);电压表读数V=Vx+VA(待测电阻两端的电压与电流表两端的电压之和)。将电表指示值I、V代入式(1),得到待测电阻Rx的测量值为

(2)

式中RA为电流表内阻,可见,采用图1(a)接法时,测量的电阻值R比实际值Rx偏大。实验中电流表上标出电压降为0.27-0.45mV,选定电流表量限后,即可估算出所用电流表相应量程的电阻RA的值,则待测电阻Rx为

(3)

是电流表内阻给测量带来的相对不确定度。

在图1(b)中,电压表读数(电阻Rx两端的电压);电流表读数。将电表的指示值I、V代入式(1),得到待测电阻的测量值为

(4)

将式中()-1展开成泰勒级数,并且保留其一次项得到

(5)

式中RV为电压表内阻,可见,采用图1(b)的接法时,测得的电阻值R比实际值Rx偏小。实验中电压表上标出了不同的量程其内阻的计算公式“45mV档,0.33Ω/mV;75mV档,0.4Ω/mV;3-600V档,500Ω/V”,即根据所用的量程就可以计算出电压表内阻RV的数值,待测电阻Rx为

(6)

是电压表内阻给测量带来的相对不确定度。

由此可见,用伏安法测量电阻时,由于电流表的内接或者外接,用欧姆定律计算测得的电阻值总是偏大或偏小,即存在一定的系统不确定度。究竟采用哪一种接法,必须事先对Rx、RA、RV二者的相对大小作出估计,当Rx>>RA,而RV未必比Rx大时,可采用图1(a)的接法;当Rx<>RA,同时又满足Rx<

3 实验分析

图2是采用单刀双掷转换开关K2,来实现电流表内接和外接,开关倒向A时电流表内接法,倒向B时电流表外接法。

由欧姆定律得相对不确定度传递公式:

(7)

式中UV=电压表量限×电压表精度等级%,为电压V的绝对不确定度,V为读出的电压值;UI=电流表量限×电流表精度等级%,为电流I的绝对不确定度,I为读出的电流值,由此求出的值,即为由于受到电表精度限制带来的Rx最大可能的相对不确定度.

用计算Rx的绝对不确定度,则待测电阻Rx的测量值表示为

实验操作时,若采用的电压表只有量程为3V和15V,电流表量程只有0.6A和3A,则因为仪表精度等级不够,很难进行不确定度分析。

实验中有0.5级的多量程电流表和0.5级的多量程电压表,还有一个备用的0.5级量程1000μA的微安表,电源是电压在0～30V之间连续可调的稳压电源,于是我们在以下几方面进行研究。

第一、首先估算出电流表和电压表的内阻阻值。在电流表上标出电压降为0.27～0.45mV,取其平均值为0.36mV,若选用量程分别为7.5mA,15mA,30mA,75mA,150mA,则电流表内阻分别为0.048Ω,0.024Ω,0.012Ω,0.0048Ω,0.0024Ω。以电压表上标注的“45mV档,0.33Ω/mV;75mV档,0.4Ω/mV;3-600V档,500Ω/V”计算电压的内阻,若选用量程分别为45mV,75mV,3V, 15V,30V,则电压表内阻分别为0.33Ω,0.4Ω,1.5×103Ω,7.5×103Ω,1.5×104Ω。采用电流表内接和外接法如图2进行测量,根据式(3)和式(6)计算出待测电阻阻值。

第二、采用式(7)估计测量的不确定度。

例如测量约18kΩ的电阻,其值远大于RA?,电路采用安培表内接法。假如该电阻上有10V的电压降,则电流约为0.55mA,采用量程为1000μA的微安表,则偏转55%,可以读到3位有效数字,若采用多量程电流表,选择量程为7.5mA,则偏转约7.4%,读出约11.1格,有3位有效数字,选择的电压表量程为15V,即偏转66.7%,采用式(7)进行计算,电压表产生的相对不确定度为0.8%,而采用0.5级的量程为7.5mA的电流表,则产生的不确定度为7%,采用0.5级量程为1000μA的微安表,则产生的不确定度为1%,最后计算的结果,则采用0.5级的量程为7.5mA的电流表和0.5级量程为15V电压表则测量结果为2位有效数字,而采用0.5级量程为1000μA的微安表和0.5级量程为15V电压表则测得3位有效数字。

例如选用约200Ω的电阻,由于电阻功率的限制,电流不宜超过100mA,若选择电压降为1V,则在电流表内接时,电流约5mA,选择0.5级的量程为7.5mA的电流表和0.5级的量程为3V的电压表,采用式(7)进行不确定度计算,则电流表产生的不确定度为1%,电压表产生的不确定度为2%,可以得到3位有效数字,但是对于待测电阻为500Ω,则只有2位有效数字。如果采用电流表内接法,通过该电阻电流为75mA,电压降约为15V,选择0.5级的量程为100mA的电流表和0.5级的量程为30V的电压表,采用式(7)进行计算不确定度,电流表产生的不确定度为0.6%,电压表产生的不确定度为1%,可以得到3位有效数字,对于待测电阻为500Ω,仍有3位有效数字。

若采用电流表外接法,如果该电阻上电压降为15V,电流为75mA,则电流表的读数约85mA,选择0.5级的量程为100mA的电流表和0.5级的量程为30V的电压表,采用式(7)进行计算不确定度,电流表产生的不确定度为0.6%,电压表产生的不确定度为1%,可以得到3位有效数字,对于待测电阻为500Ω,仍有3位有效数字。由此看来,对于数百欧姆的电阻其值既远大于RA,一般又远小于RV,安培表内接、外接均可。

4 结论

综上所述,可得到以下两条结论:

第一、采用伏安法测量电阻时,选择不同的量程使电流表和电压表使其都偏转较大的角度,测量结果不确定度较小,但是在实际操作过程中,考虑到实验仪器的安全,要求电压表和电流表的偏转应在1/3～3/4之间,而且先估算后操作。

第二、采用伏安法测量电阻时,在待测电阻功率许可的条件下,根据电表的量限分布选择适合的电压降,可以使测量不确定度减小,也需要先估算后操作。

参考文献

[1] 严俊.电阻测量的八种方法[J].物理教学探讨.2006,24(278):20-23.

[2] 方慧宇.电阻测量的常用方法[J].物理教学探讨.2008,26(314):79.

[3] 江兴方,谢建生,唐丽.物理实验[M].北京: 科学出版社.2005.

[4] 胡永明,益小苏.交变载荷下复合材料的电学响应[J].材料工程.2001,2:40-42.

[5] 毛海瑞,刘光斌,刘伟,等.电磁兼容实验室接地装置的设计与安装[J].上海航天. 2000,2:46-51.

[6] S. J. Gumiere, Y. L. Bissonnais, D. Raclot. Soil resistance to interrill erosion: Model parameterization and sensitivity[J]. Catena. 2009, 77:274-284.

篇9：《电阻定律》获奖教学设计

关键词：热力学第一定律,热力学第一定律,卡诺定理

0 引言

“工程热力学及传热学”课程是主要研究热能与机械能互相转换以及热量传递规律的一门学科。“工程热力学及传热学”围绕能量转换与传递这一主线, 是对工程热力学及传热学两个研究方向的综合。其特点是涉及内容广, 知识点多, 主要包括热力学第一定律、热力学第二定律、热力过程计算、传热学的基本概念、换热器热计算等。它在社会生活中的应用是非常广泛的, 在很多领域包括现代工业、农业、交通运输和国防建设等。虽然热机发展一百多年, 已经非常完善, 很多热力学理论已经在实践中得到了应用。但是在面对如今国际社会能源短缺、环境污染等问题中, 推进热力学的研究, 提高能源的利用效率是解决这些问题的一个关键。而热力学第一和第二定律是热力学基础, 学好并掌握这些基本理论, 才能更好地研究热能传递和转换的规律并把它转化成实际成果应用到社会生产生活之中。

1 热力学第一定律概述

热力学第一定律实质是能量守恒定律在热现象上的应用。能量守恒定律可以表示为:自然界的一切物质都具有能量, 能量有多种不同的表现形式, 可以从一种形式转化为另外一种形式, 也可以从一个物体传递给另外的物体, 在转化和传递过程能量保持不变。热力学第一定律则可以表述为:热可以变为功, 功也可以变为热;当一定量的热消失时, 必产生等量的功;消耗一定量的功时, 必产生与之相应数量的热。表达式为:。热力学第一定律否认了能量的无中生有, 正因为如此那种不需要任何动力和燃料就能持续做功的第一类永动机只能是幻想。

能量转换与守恒定律首先是从力学中以“活力守恒”的形式提出来的。系统吸热, 内能应增加;外界对系统做功, 内能也增加。若系统既吸热, 外界又对系统做功, 则内能增加等于这两者之和。热力学第一定律就是能量转化和守恒定律。十九世纪中期, 在长期生产实践和大量科学实验的基础上, 它才以科学定律的形式被确立起来。著名物理学笛卡尔在1644年就提出了“运动守恒”的概念, 随后德国数学家莱布尼兹引入了“活力”的概念, 意大利物理学家伽利略研究斜面问题和摆的运动, 斯蒂芬研究杠杆定理。伯努利的流体运动方程实际上就是流体运动中的机械能守恒定律, 1834年爱尔兰物理学家哈密顿发表论文《论动力学的普遍方法》, 提出了哈密顿原理。至此能量守恒定律及其应用已经成为力学中的基本内容, 为能量守恒定律的建立准备了条件。1841~1843年, 德国科学家迈克尔和英文物理学家焦耳提出了热能与机械能相互转换的观点, 为热力学第一定律的建立奠定了基础。

热力学第一定律的确立, 突破了人们关于物质运动的机械观念的范围, 从本质上表明了各种物质运动形式之间相互转换的可能性, 说明运动形式相互转换的能力也是不灭的, 是物质本身固有的。

2 热力学第二定律

热力学第一定律说明了热能是可以转换的, 可以由热能转换成机械能, 也可以由机械能转换成热能, 而且能量不会消失。但是如果仅仅只是这样, 那有很多现象是解释不了的。比如一辆小车给它一定动能, 让它在路上行驶, 走了一段路程后, 由于小车和路面有摩擦, 小车速度逐渐减小, 最后停止。原来的动能全部转化为摩擦产生的热能, 然而反过来, 这些热能能还给小车, 再重新让它动起来吗?再比如一个烧红了的锻件, 放在空气中便会慢慢冷却。显然, 热能从锻件散发到周围环境中了;周围环境获得的能量等于锻件放出的热量。反过来, 这个已经冷却了的锻件能从周围环境中收回那部分散失的热量, 重新赤热起来吗?这样的过程都不违反热力学第一定律。然而, 经验告诉我们, 这是不可能的。

所以在热能转换为机械能这一问题中, 除了要遵循热力学第一定律, 还要满足其它约束条件。这就是热力学第二定律的研究内容。热力学第二定律的实质就是指出了一切自然过程的不可逆性, 也就是说自然界中的过程具有方向性。过程总是自发地朝着一定的方向进行。机械能总是自发地转变为热能;热量总是自发地从高温物体传向低温物体等等。这些自发过程的反向过程 (称为非自发过程) 是不会自发进行的。这种不可逆的过程可以用熵来描述。自然界的一切自发过程都是朝着熵增大的方向进行的。只有可逆过程, 系统的熵保持不变。这就是熵增原理, 这是热力学第二定律的其中一种表述方式。

在卡诺定理的基础上, 人们总结出了热力学第二定律的两种主要表述方式。克劳修斯说法:热量不可能自发地、不付代价地从低温物体传至高温物体。开尔文说法:不可能从单一热源取热使之完全变成有用功而不产生其它任何他影响。它们都说明了自发过程的不可逆性, 可以证明这两种表述方式是等价的。那种设想把海洋或空气当作单一热源, 从中吸收热量并完全转化为有用功的第二类永动机是不可能实现的。

热力学第二定律的意义实际已经远远超出了热机热效率的范畴, 它指出了自然过程进行的方向性, 说明了能量品质的高低。

3 结语

热力学第一定律和热力学第二定律是人们在日常社会生产实践中总结出来的普遍规律, 它们被许多实验和具体实践证明是正确的。热力学第一定律和热力学第二定律的建立, 奠定了工程热力学与传热学的理论基础, 也彻底推翻了永动机的幻想。大学生在学习热力学第一定律和热力学第二定律时应该理解它的内容, 实质, 掌握它的重点和难点。了解热力学第一定律和热力学第二定律的发展过程, 要学会自我归纳总结, 做到独立思考。教师应该把精力放在提高热力学第一定律和热力学第二定律的教学深度以及加强实践应用上。热力学第一定律和热力学第二定律是自然界的普遍法则, 蕴含了大道理, 验证了辩证唯物主义思想, 所以教师应该把事物发展的科学道理在这一章充分展现出来。热力学第一定律和热力学第二定律是“工程热力学及传热学”课程的重要内容, 也是理工科学生必须掌握的基本知识, 因此对它们进行深入研究有利于提高课程的教学质量。相信对热力学第一定律和热力学第二定律的研究一定会推动社会的进一步发展。

参考文献

[1]李岳林, 刘志强, 武和全.工程热力学与传热学[M].北京:人民交通出版社, 2013.

[2]沈维道, 童钧耕.工程热力学[M].北京:高等教育出版社, 2007.

[3]顾祥红, 李宏, 李晓颖.工程热力学课程教学方法与手段的改革[J].大连民族学院学报, 2006 (1) .

篇10：《导体的电阻》教学设计

1.内容简析

《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

设计意图：培养学生自我总结、自我完善、总结梳理的自学能力，即使巩固学习的内容和方法。

篇11：《牛顿第一定律》教学设计

让学生了解牛顿第一定律的内容, 认识阻力对物体运动的影响, 通过这次教学活动和阅读, 让学生感受到科学就在身边。

二、教学过程

1. 进入教学情景

结合现实生活中发生在学生身边的物体受力就停止运动的例子, 比如学生骑自行车、小球滚动等, 让学生回忆现实生活中的物理现象。再进一步借助多媒体, 播放一些现实生活中物体运动停止的现象, 并让学生观察图像思考问题, 如运动着的物体, 为何会突然停止运动?让学生自由发言说出各自想法, 并用现实生活中的例子来验证自己的观点。

2. 步入正题

勤奋好学的亚里士多德, 他提出的观点对人类有着巨大的价值, 影响至今。他创立的形式逻辑学, 丰富和发展了哲学的各个分支学科。伽利略是近代实验科学的先驱者, 是意大利文艺复兴后期伟大的天文学家、哲学家、物理学家、数学家。也是近代实验物理学的开拓者, 被誉为“近代科学之父”。现在以两者观点为引子进行深入探讨。

3. 猜想问题

提出问题让学生思考, 循序渐进, 一步步导入。问题:阻力对物体的运动有何影响呢?教师根据位置或学生掌握程度划分学习小组, 然后让学生相互讨论得出自己的猜想。

4. 设计实验

(1) 首先引导学生阅读课本相关知识, 然后让学生再次猜想他们的初次猜想是否正确, 并猜想课本的描述, 体现了什么方法, 怎样可以表现。大家观察的重点应该放在哪里。如果脱离课本, 我们是否可以想到其他方法。

(2) 进行实验、收集证据。

教师让各小组进行实验, 并记录实验中得出的结论, 填写在以下表格中:

(3) 实验结论:平面越光滑, 小车运动的距离越, 这说明小车受到的阻力越, 速度减小得越。

学生经过亲自动手操作, 完成以上实验, 并将结论填入表格:1.大;近;快。2.较大;较远;较慢。3.小;远;慢。根据学生所填表格内容, 得出实验结论, 并归纳得出牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时, 总保持静止状态或匀速直线运动状态。

5. 巩固知识

首先, 教师可以趁此次实验引发学生强烈的好学之心, 让学生发表自己对牛顿第一定律的理解。与此同时, 教师可引导学生归纳牛顿第一定律的两个要点: (1) 力不是维持物体运动的原因; (2) 力是改变物体运动状态的原因。然后, 让学生结合现实生活举例说明, 强化知识点。最后, 了解一下学生还有哪些不懂的知识点, 如有不清楚的, 可以当堂提问。

三、教学反思

本教学设计首先抓住学生的好奇心, 以问题的矛盾性引发学生对物理课的兴趣, 活跃课堂气氛。然后, 教师一步步引导学生发现、分析、思考并解决问题。在师生之间的交流与讨论中, 灵活运动所学知识, 解决现实生活中的问题。并且本文结合学生现实生活, 让学生亲自感受到物理知识无处不在。本次教学设计体现了三个教学理念:师生合作、学生自主学习、教学和现实生活有机结合。

参考文献

[1]江翔.经历探究过程感悟科学方法——《牛顿第一定律》教学案例[J].福建基础教育研究, 2011 (11) .

篇12：《楞次定律》教学设计

一、课堂教学设计理念和教学思路

让学生更好地体验科学探索的方法和过程，发展学生的自主学习能力，提高分析问题、解决问题的能力。使全身心地投入到学习中的学生，养成高效率的学习习惯和良好的思维品质。让学生在学习的过程中体验到学习的乐趣和成功。本节课在教学上采用如下教学流程：

演示实验、提出问题——分类演示、做好记录——寻找“中介”、找出关系——实验验证、总结规律——规律应用、深化理解。

二、教学目标

1.知识与技能：

（1）理解楞次定律的内容，能灵活运用楞次定律判断感应电流方向，解决实际问题；

（2）熟练掌握右手定则，知道右手定则是楞次定律的一种特殊表现形式。

2.过程与方法：

体验楞次定律实验探究过程，提高分析、归纳、概括及表达能力。

3.情感、态度、价值观：

（1）重温科学家艰辛的研究过程，学习他们对科学严肃认真，不怕困难的态度；

（2）学生通过观察分析，体验发现过程中的乐趣和美的享受。

三、教学重、难点

重点：学生对楞次定律的理解。

难点：（1）引导学生通过实验探究、总结规律；

（2）对楞次定律的灵活应用。

四、教学步骤

1. 新课引入。

通过演示条行磁铁插入、抽出带有灵敏电流计的线圈的螺线管中，电流计的指针偏转方向不同，引出问题——感应电流的方向如何判断。

2. 实验探究。

师：通过刚才的演示实验，同学们能够判断出电流方向与插入磁铁和抽出磁铁两个相反的状态有关，请同学们猜想电流方向还有可能和什么因素有关。

生：可能还与磁场方向有关。

师：结合学生们的分析，我们通过下面的演示实验来探究感应电流和哪些因素有关，实验过程中同学们注意观察，做好下面的表格记录：

（通过学生的回答完成上面表格的填写。）

3.实验分析。

师：请同学们观察表格记录情况，分析各个项目的联系，从而找出规律。

生：通过观察发现，感应电流方向与磁场方向没有什么关系。

师：同学们说得非常好，通过表格记录，我们的确没有找到电流方向与磁场方向的直接关系，请同学们再深入思考一下，能不能找一个“中介”，这个“中介”既与感应电流方向有关又与引起感应电流的磁场的某个因素有关，这样我们就间接地找到了联系。

生：老师，你看能不能用这两项来描述感应电流的关系，我发现磁通量的变化与感应电流有关系，比如表格第一列通过线圈的磁通量增加，产生的感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反，表格第二列通过线圈的磁通量减少，产生的感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反，第三列和第四列感应电流的磁场方向与原磁场的方向也有类似的规律。

师：你分析得非常好，你找到了感应电流的磁场与原磁场通过线圈的磁通量的关系，我们要找的“中介”正是感应电流的磁场。我们再来深入地分析一下。

师：感应电流产生磁场的方向是否始终与原磁场的方向相同或相反。

生：不一定。有时相同，有时相反。

师：在什么情况下，B感与B原同向？在什么情况下B感与B原反向。

生：当Φ增大时，B感与B原相反；当Φ减小时；B感与B原相同。

师：你认为感应电流产生的磁场对磁通量的变化起什么作用？

生：当Φ原增大时，B感与B原相反，它不想让穿过线圈的磁通量增大；当Φ原减小时；B感与B原相同，它不想让穿过线圈的磁通量减小。

师：同学们分析得非常好，我们找到了感应电流的磁场与引起感应电流的磁场的关系，当Φ原增大时，B感与B原相反；当Φ原减小时，B感与B原相同。即B感对磁通量的变化起阻碍作用。知道了感应电流的磁场，再通过我们之前学习的右手螺旋定则，感应电流的方向也就判断出来了。

4. 总结规律，加深理解。

通过师生的互动，分析总结出感应电流的判断方法。

（1）楞次定律的内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

对定律关键词阻碍的分析：

（a） 谁在阻碍（感应电流的磁场在阻碍）？（b） 阻碍什么（引起感应电流的磁通量的变化）？（c）如何阻碍（当Φ原增大时，B感与B原相反；当Φ原减小时；B感与B原相同）？

通过以上3个问题的设计，使学生对楞次定律有了一个更深刻的认识，对定律中涉及到的原磁场、感应磁场、磁通量的变化等物理量间的关系更加清楚了，对分析问题起到引领的作用。

（2）楞次定律的应用：

例1：如图，在磁场中放入一线圈，若磁场B变大或变小，问：

①线圈里有没有感应电流？

②感应电流方向如何？

分析：由于B是变化的，所以穿过线圈的磁通量是变化的，根据感应电流产生的条件，线圈中有感应电流。感应电流的方向用我们刚学习的楞次定律来判断。B如果变大，通过线圈的磁通量增大，感应电流的磁场阻碍磁通量的增大，所以感应电流产生的磁场是点场，即垂直纸面向里；B如果变小，通过线圈的磁通量减小，感应电流的磁场阻碍磁通量的减小，所以感应电流产生的磁场是叉场，即垂直纸面向外。（师生总结：通过这道例题我们可以总结为——增反减同。）

例2：如图所示，金属棒ab以速度v沿着金属导轨向右匀速运动，通过电阻中的电流方向如何？

师：请同学们自己动手判断一下通过电阻的电流方向。

生：通过楞次定律可知金属棒ab中的电流方向是由b到a，那么通过电阻的电流方向就是由d到c。

师：同学们判断得非常好，那么也能感觉到运用楞次定律解决问题是比较麻烦的，同学们思考一下能否有一种方法像左手定则或右手螺旋定则那样，把几个要素集中在一个手上，这样判断起来就方便多了。

生：老师，借鉴左手定则或右手螺旋定则都是让磁感线垂直穿过手心，我让磁感线垂直穿过右手的手心，拇指的指向代表运动方向，四指的指向代表电流方向，这样的结果和运用楞次定律的判断是一致的，这样可以吗？

师：同学们总结得非常好，你们总结的方法叫做右手定则，它是楞次定律的一个特例。

师：请同学们分析一下在什么情况下用哪种方法更好些。

生：任何情况都可以用楞次定律判断感应电流的方向，但像例2这种切割型的用右手定则判断更方便些，而像例1这种磁场强弱变化的右手定则就判断不了。

师：同学们分析得非常好，这就叫做——楞次定律全都管，导体切割右手看。

5.课堂小结。

（1）楞次定律是在事实的基础上总结出的规律，是客观事实；