内容正文:
沪科版 九年级全册物理
第十五章 探究电路
15.2 科学探究:欧姆定律
在电学中,我们已经学过三个物理量,及电流、电压、电阻,请问:
(1)电压的作用是什么?
(2)什么是电阻?
既然电压使电路中形成电流,电阻对电流有阻碍作用,那么电路中电流的大小与电压、电阻之间是否存在某种关系呢?
使电路中形成电流
导体对电流的阻碍作用
复习引入:思考
(3)观察实验,发现问题
怎样使小灯泡变暗,你有几种方法?你的依据是什么?有什么发现?
A、减少一节电池
依据:电压使电路中形成电流
发现:电阻一定,电压越小,灯泡越暗,电流越小
B、电路中接入一个电阻
依据:电阻对电流有阻碍作用
发现:电压一定,电路中电阻越大,灯泡越暗,电流越小
那么电路中电流的大小与电压、电阻之间是否存在某种定量关系呢?
电流、电压和电阻的关系
2. 实验方法:控制变量法
保持R不变,改变U,研究 I 跟U的关系。
实验一:研究同一导体中的电流与它两端电压的关系
1.实验器材
电压表、电流表、滑动变阻器、定值电阻、导线若干、开关等。
一、探究电流与电压的关系
3.实验电路
研究电流规律的实验电路图
4.实验步骤
(1)用导线把各实验器材连接成实验电路。连接时 ,电压表选用 0~3V量程 ,并联在定值电阻 R的两端;电流表选用 0~0.6A量程,串联在电路中。
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注意:
①连接电路时要注意电流流入电表的正确方向 ;
②使开关处于断开状态;
③滑动变阻器的滑片处于使接入电路的电阻为最大的位置。
滑片向右滑动到最大位置
+
-
+
-
+
-
(2)闭合开关后 ,缓慢调节滑动变阻器的滑片位置,同时注意观察电压表使它的读数由小逐渐增大。每当读取一次电压值时 ,同时读取相应的电流表读数 。
(3)移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数增大到某一值时,读出电流表的示数,并记录数据;
(4)重复上述操作,把测得的实验数据填入表一中。
(5)做完实验后整理实验器材。
试验次数 电阻R/Ω 电阻两端电压U/V 通过电阻的电流I/A
1 5 1
2 5 2
3 5 3
由以上数据可知R不变时, 为定值。
0.2
0.4
0.6
结论:导体的电阻不变时,通过导体的电流和它两端的电压成正比。
U/V
I/A
0
1
2
3
0
0.2
0.4
0.6
0.8
实验二:研究相同电压下不同导体中电流与它的电阻的关系
1.实验器材
电压表、电流表、滑动变阻器、大小不同的定值电阻、导线若干、开关等。
2. 实验方法:控制变量法
保持U不变,改变R,研究 I 跟R的关系。
二、探究电流与电阻的关系
3.实验步骤
(1)在如图的实验电路中,采用不同阻值的定值电阻 ,使电阻两端的电压保持一个定值。然后观察通过电阻的电流值。
(2)分别更换1Ω 、2Ω、 3Ω 、4Ω、 5Ω、 6Ω不同阻值的电阻时 ,先 要断开开关,接上电阻后再闭合开关。适当调节变阻器滑片位置 ,使电阻两端的电压保持在预定值2.4V ,观 察电流表读数,并作记录相应的电流值。
(3)做完实验后整理实验器材。
合作探究
试验次数 电阻两端电压U/V 电阻R/Ω 通过电阻的电流I/A
1 2.4 1
2 2
3 3
4 4
5 5
6 6
由以上数据可知U不变时,IR的乘积为一个定值。
2.4
1.2
0.8
0.6
0.48
0.4
R/Ω
I/A
0
2
4
6
0
0.5
1.5
1
2
2.5
3
1
3
5
7
结论:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
思考讨论:通过实验一和实验二你能得到什么结论?
结论:同一导体,电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;电压不变时 ,导体中电流与导体的电阻成反比。
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。
1.欧姆定律的内容:
2.欧姆定律的数学表达式:
电压
电阻
电流
I =
U
R
欧姆(1787-1854)
德国物理学家
三、欧姆定律
3.公式中使用国际单位(单位要统一)
电压U 的单位:V
电阻R 的单位:Ω
电流I 的单位: A
注意:欧姆定律反映同一时刻、同一段电路中I、U、R之间的关系。
4.变形公式
U
R
I=
I R
U=
R=
I
U
用公式进行计算的一般步骤:
(1)读题、审题(注意已知量的内容);
(2)根据题意画出电路图;
(3)在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号;
(4)选用物理公式进行计算(书写格式要完整,规范)。
例1 一辆汽