人教版九年级物理上册教案172 欧姆定律.docx
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人教版九年级物理上册教案172欧姆定律
第2节 欧姆定律
1.能根据实验探究得到的电流、电压、电阻的关系得出欧姆定律.
2.理解欧姆定律,并能利用欧姆定律进行简单的计算.
1.通过计算,学会解答电学计算题的一般方法,培养学生逻辑思维能力,培养学生解答电学问题的良好习惯.
2.进一步体验控制变量的科学研究方法和用图像来说明物理现象和过程,揭示物理规律的方法.
1.通过感受欧姆得出欧姆定律的不易,学习科学家为科学艰苦奋斗的精神.
2.引导学生认识物理规律的客观性、普遍性和科学性,促进学生科学世界观的形成.
【重点】 欧姆定律的内容和公式.
【难点】 理解欧姆定律的内容;弄清变形公式的含义.
【教师准备】 多媒体课件等.
【学生准备】 复习上节课所学内容.
导入一:
情景导入
情景1:
用课件播放有关欧姆事迹的视频动画.
问题:
故事的主人公是谁?
他对初中物理有什么贡献?
[过渡语] 这节课我们就来学习以他的名字命名的电学重要定律.要想知道答案,让我们进入本节课的学习吧.
导入二:
问题导入
多媒体展示:
上节实验课某小组的实验数据.
表一:
电阻R=10Ω
实验次序
电压U/V
电流I/A
1
1
0.1
2
2
0.2
3
3
0.3
表二:
电压U=3V
实验次序
电压R/Ω
电流I/A
1
5
0.6
2
10
0.3
3
15
0.2
师:
请同学们认真观察实验数据,从表格的数据中可得出什么实验结论?
生1:
在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比.
生2:
在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.
师:
两位同学的归纳都很好,如果将上面的实验结论综合起来,又可以得到什么结论?
生3:
通过导体的电流与导体两端的电压成正比,与导体本身的电阻成反比.
[过渡语] 同学们讲得非常好,这个结论就是我们今天要学习的欧姆定律,这节课,我们同时还要学习该定律的简单应用.
一、欧姆定律
思路一
师:
由上节课的结论可知:
在电阻一定时,电流与电压成正比;在电压一定时,电流与电阻成反比.
我们把它综合起来,用一句表示就是:
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,这个结论就是欧姆定律.
师:
我们再看上节课的实验数值,你会发现,每组数值的电压与电阻的比值都等于其电流的大小.同学们验证一下上节课数值是不是存在上述关系.
所以欧姆定律还可以用这样的公式表示:
电流=
;用符号表示为:
I=
式中的I表示电流,单位是安培（A）;U表示电压,单位是伏特（V）;R表示电阻,单位是欧姆（Ω）.
师:
电阻的单位必须用“欧姆”,电压的单位必须用“伏特”,由公式得出的电流单位才是“安培”.
【拓展延伸】 欧姆定律不是一下子就被发现的,而是经过了许多次的改进实验,克服了许多的缺点才得出的,人类一切文明进步的成果与科学家的辛勤工作是分不开的.
[过渡语] 我们已经知道了欧姆定律的表达式,那么如何利用它来进行简单计算呢?
二、例题与变式
1.让学生自己看例题,并注意解题步骤.
（1）解中包括已知条件;
（2）注意写出原始公式;
（3）对物理符号尽量有必要的文字说明;
（4）代入的数值要带单位;
（5）最后说明所求的量,不必写答.
一辆汽车的车灯电阻为30Ω,接在12V的蓄电池上,则通过灯丝的电流是多少?
解:
已知灯丝两端电压U=12V,灯丝电阻为30Ω.根据欧姆定律可得通过灯丝的电流:
I=
=0.4A.
2.解电学问题时审题的一般思路:
（1）根据题意画出电路图;
（2）在电路图上标明已知量的符号、数值,未知量的符号;
（3）利用相应公式进行求解.
闭合开关后,电路中某一定值电阻R两端的电压为6V,电流为0.3A,则电阻R的阻值是多少?
解:
电路图如图所示:
已知电阻R两端电压U=6V,通过电阻R的电流为0.3A.根据欧姆定律I=
可得电阻R的阻值为:
R=
=20Ω.
3.检查学生对步骤、审题方式的一些失误,一并纠正.
4.应用解释:
短路
（1）电源短路:
电源两端直接用导线连接起来,由于导线电阻几乎为零.由欧姆定律可知,其电流会很大,电源难以承受,会损坏电源.
（2）用电器短路:
把用电器两端直接用导线连接起来,电流将不通过用电器,或通过时电流非常非常小,可以忽略不计.
【拓展延伸】 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两端的电压和通过其中的电流.
欧姆定律
1.文字表述:
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.
2.字母公式:
I=
3.例题讲解:
（强调计算题格式）
1.某导体中的电流与它两端电压的关系如图所示,下列分析正确的是（ ）
A.该导体中的电流随电压的增大而减小
B.当导体两端的电压为0V时,电流为0A
C.当导体两端的电压为0V时,电阻为0Ω
D.当导体两端的电压为2V时,电流为0.2A
解析:
该导体中的电流随电压的增大而增大,A错误;电压使电路中形成电流,因此电压为零时,电流也为零,B正确;电阻是导体本身的一种性质,与材料、长度、横截面积以及温度有关,与电压和电流无关,C错误;由图可知,当导体两端的电压为2V时,电流为0.4A,D错误.故选B.
2.在一段电阻不变的导体两端加20V电压时,通过的电流为1A;现在把该导体两端的电压变为8V,则此时通过该导体的电流和它的电阻为（ ）
A.0.4A 20Ω B.1A 20Ω
C.0.4A 10ΩD.1A 10Ω
解析:
这段导体两端加20V电压时,电阻为R=
=20Ω;当所加电压变化时,电阻不变,仍是20Ω.电压是8V时,电流为I'=
=0.4A.故选A.
3.如图所示,R1=10Ω,开关闭合后电流表的示数是0.2A,电压表的示数是4V,R2的电阻为 Ω.
解析:
把电压表看成断路分析电路连接情况,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电阻R2的阻值R2=
=20Ω.
【答案】 20
4.如图所示,电源电压U=6V保持不变,R1的阻值为5Ω,R2的阻值为10Ω,闭合开关S后,电流表的示数为 .
解析:
由图可知电流表在干路中,根据欧姆定律:
I1=
=1.2A,I2=
=0.6A,I=I1+I2=1.2A+0.6A=1.8A.
【答案】 1.8A
欧姆定律
1.文字表述:
2.字母公式:
3.应用
一、教材作业
【必做题】
教材第79页动手动脑学物理的1,2,3题
【选做题】
教材第79页动手动脑学物理的4题
二、课后作业
【基础巩固】
1.欧姆定律表明（ ）
A.导体电阻大小是由电流和电压决定的
B.导体两端的电压跟电流成正比,跟电阻成反比
C.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
D.导体电阻大小跟电压成正比,跟电流成反比
2.下列图像中,能正确表示定值电阻上的电流与两端电压关系的是（ ）
3.如图所示,R是一只光敏电阻,当光照射强度增大时,其电阻会减小.
闭合开关S,减小对光敏电阻的照射强度,电压表和电流表示数的变化情况是（ ）
A.两表示数均减小
B.电流表示数增大,电压表示数减小
C.两表示数均增大
D.电流表示数减小,电压表示数增大
4.工厂中,车床照明灯经常采用36V的安全电压供电,工作时灯丝的电阻约为60Ω,此时通过灯丝的电流是 A.
【能力提升】
5.甲、乙、丙三根镍铬合金丝,其横截面积关系S甲>S乙=S丙,长度关系为L甲=L乙A.I甲>I乙>I丙 B.I甲>I乙=I丙
C.I甲6.如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1,L2都能正常工作,甲、乙两个电表的示数之比是2∶3,此时灯L1,L2的电阻之比是（ ）
A.2∶1B.1∶2
C.3∶2D.2∶3
7.如图所示,电源电压为6V,电阻R1的阻值为10Ω.闭合开关后,电流表的示数为0.9A,则通过电阻R1的电流为 A,通过R2的电流为 A,R2电阻为 Ω.
【拓展探究】
8.某物理兴趣小组的同学制作了一种自动测定油箱内油面高度的装置,如图所示,油量表是由电流表改装而成的,R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端.从油量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度或存油量,请简要说明它的工作原理.
【答案与解析】
1.C[解析:
欧姆定律的内容是:
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,故B,D错误,C正确;导体的电阻是导体本身具有的性质,与通过它的电流、它两端的电压无关,A错误.故选C.]
2.A[解析:
A图为正比例函数图像,表示电阻一定时,电流与电压成正比,A正确;B图不过原点,表示电流为0时,电路中有电压,B错误;C图表示随着电压的增大,电流减小,C错误;D图不过原点,表示没有电压的情况下,导体中也有电流,D错误.故选A.]
3.D[解析:
光照射强度增大时,电阻R的阻值减小.若减小对光敏电阻的照射强度,电阻R的阻值增大,由欧姆定律可知电路中电流减小,灯泡两端的电压变小.由串联电路的电压规律可知,光敏电阻两端的电压与灯泡两端的电压之和等于电源电压,因为电源电压不变,灯泡两端的电压变小,可知光敏电阻两端的电压增大,即电压表示数增大.故选D.]
4.0.6[解析:
通过灯丝的电流:
I=
=0.6A.]
5.A[解析:
导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,其他条件相同时,导体越长、横截面积越小,导体的电阻越大.三根镍铬合金丝的材料相同,且S甲>S乙=S丙,L甲=L乙I甲>I乙>I丙.故选A.]
6.B[解析:
如果甲、乙任何一个为电流表,将会发生短路,因此甲、乙都为电压表.此时灯L1,L2串联,电压表甲测量L2两端电压,电压表乙测量电源电压.因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,且甲、乙的示数之比是2∶3,所以灯L1,L2两端电
压之比U1∶U2=（3-2）∶2=1∶2.又因为串联电路电流相等,即I1=I2,则R1∶R2=U1∶U2=1∶2.故选B.]
7.0.6 0.3 20[解析:
通过R1的电流:
I1=
=0.6A;通过电阻R2的电流:
I2=I-I1=0.9A-0.6A=0.3A,电阻R2的阻值:
R2=
=20Ω.]
8.当油面上升,浮子位置升高,滑动变阻器连入电路的阻值变小,电路中的电流变大,电流表示数变大.当油面下降,浮子位置降低,滑动变阻器连入电路的阻值变大,电路中的电流变小,电流表示数变小.把电流表表盘的刻度转换成油面高度或油箱内油的体积就可以知道油箱内的存油量.[解析:
油面上升通过浮子和杠杆使滑动变阻器连入电路中的电阻变小,电路中电流变大.油面下降通过浮子和杠杆使滑动变阻器连入电路中的电阻变大,电路中电流变小.]
本节课部分学生感到疑惑的是:
为什么不研究“保持电流I不变,探究电压U与电阻R之间的关系”?
按照控制变量法的思想,应当是保持其中一个物理量不变,研究其他两个量与其之间的关系.但是电阻是导体的一种性质,它并不随着电压、电流的变化而变化,当电压变了,由于电阻不改变,电流也会变化,所以保持电流不变不可能,因此无法研究.
学生的解题能力和动手实践能力之间存在较大差距.同样的电路如果出现在考试卷上,许多学生能够顺利地解答出来.但是在实际操作中,高分学生往往连最简单的电路故障都不会排除,比如找出短（断）路所在的位置和原因,总是寄希望于老师来帮助解决.于是在探究实验课堂上,往往是学生只顾记录数据,观察表面现象,缺乏动手实践能力.鉴于此种情况,实验探究的教学要充分发挥学生的自主能力,教师不能、也不要越俎代庖.
动手动脑学物理（教材第79页）
1.解:
I=
=2.75A.
2.解:
U=IR=0.2A×10Ω=2V.
3.解:
R=
=8.3Ω.
4.这种说法不对,因为导体的电阻是导体本身的一种性质,它只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,而与导体两端的电压及通过导体的电流大小无关,公式R=
只是一个计算式,通过此公式可以求出导体的电阻,而不能决定导体电阻的大小,若导体两端的电压为零时,导体中的电流也等于零,而这个导体的电阻却不为零,它是一个确定的值.
1.实验中为何要用滑动变阻器?
如果不用滑动变阻器,虽然能够测出R两端的电压和其中的电流,但是该电路只能测出一组电压和电流的值,由一组电流和电压的数据是无法找出二者之间关系的.应该多测几组电压和电流数据,因此就需要改变R两端的电压.方法是可以不断改变电阻,也可以采用改变电池节数的方法,还可以用滑动变阻器.比较而言,当然是用滑动变阻器更方便快捷;同时滑动变阻器还可以起到保护电路的作用.
2.如何做图像题?
图像类试题以图像为信息载体,主要考查考生识别图像、从图像中提取有效信息的能力、分析能力.图像类试题在中考中一直占有重要的地位,很多学生不能很好地利用图像分析处理试题中的问题,尤其是数学差的学生,一见到图像题便产生畏惧,致使在这类试题中失分较多.下面分析常见的电压——电流图像和电流——电压图像有关试题.
（1）电压——电流关系图像
如图是甲、乙两电阻的电流与电压关系的图像,现将甲、乙串联后接在电压为4.5V的电源两端.下列分析正确的是（ ）
A.甲的阻值是乙的阻值的两倍
B.通过乙的电流是甲的电流的两倍
C.乙两端的电压是甲两端电压的两倍
D.甲两端的电压是乙两端电压的两倍
解析:
本题图像是电阻两端的电压与流过电阻的电流关系的图像,图像的纵轴表示电阻两端的电压,横轴表示通过同一电阻的电流,图像是一条直线且过坐标原点.图像上除原点以外的点的纵坐标和横坐标的比值就是直线的斜率,斜率值等于相应的电阻值.在甲图线上取横坐标（电流）为0.6A的点,对应的纵坐标（电压）为3.0V,纵横坐标的比值等于甲图线对应的电阻值,则R甲=
=5Ω;同理可得乙图线对应的电阻值R乙=10Ω.知道了甲乙两电阻的阻值后,根据相关电路知识可得,A,B,D错误,C正确.故选C.
（2）电流——电压关系图像
如图所示是A,B两定值电阻的I-U图像,若把A,B电阻串联在同一电路中,下列说法正确的是（ ）
A.通过A,B电阻的电流之比是2∶1
B.A的阻值大于B的阻值
C.A,B电阻的两端电压之比是1∶2
D.A,B电阻的两端电压之比是2∶1
解析:
由图像可知通过两电阻的电流与两端的电压成正比,即两电阻是定值电阻.从图像中读出任意一点的电流和电压值,根据欧姆定律求出两电阻的阻值,RA=5Ω,RB=10Ω,然后比较即可.根据串联电路的电流特点可知通过两电阻的电流关系,根据欧姆定律求出两电阻两端的电压关系,可得A,B电阻的两端电压之比为1∶2.故选C.
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