第十四章欧姆定律 第四节 欧姆定律的应用2024－2025学年苏科版九年级物理上册

第四节　　欧姆定律的应用 核心素养 在理解实验原理的基础上，学会设计实验、合作完成实验，掌握实验所包含的物理知识和实验技能． 教学设想 本节课是应用欧姆定律来测量定值电阻的阻值和小灯泡电阻的阻值，它是在学习了欧姆定律知识后，应用所学知识解决问题的自主实验研究课．包括了对实验原理和实验方法的理解、实验电路的设计　　实验器材的选择、实验表格的设计、实际动手操作和实验结论的总结．我们将实验前的知识准备作为课堂教学的重点，使实验探究的过程变成检验学生进一步理解知识、运用知识的实践过程，实验后引导学生进行数据分析和总结，以及误差的处理等，教学设计中都注意体现和渗透自主探究的理念． 这堂课的关键应该是让学生学会如何应用欧姆定律来解决“测量电阻”的问题。实验前的思考准备是关键，因此实验前对相关问题讨论设计为本课的重点，采用讨论→归纳→再讨论→再归纳的形式，调动学生动脑动手，促使学生积极思考，设法让每个容易出现问题的环节（重难点之处）都通过学生的讨论在课堂上暴露出来，在学生实验前就发现这些问题，并将其解决，保证实验的顺利完成．通过讨论让学生发现实验前的知识准备在实验中起着至关重要的作用，它可以帮助我们更清楚实验的科学依据；明白实验应该如何去析、思考与操作；了解怎样使实验的结果更准确．当同学们在动手实验之前就已经对实验过程有相当透彻的了解，这就使得原来比较复杂的实验变得简单易行；实验的效果更明显．只有在有目的、有前瞻性，思路清晰的实验中得到的结果才会引起学生的重视，才能让学生过对实验结果的比较和讨论，从而得出相关正确的结果．至此教学效果也可想而知。 最后，根据串联电路中的电压关系电流关系进行推导得到串联电路中的电阻关系． 教学目标 物理观念 （1）进一步正确掌握电流表和电压表的使用方法和注意事项． （2）理解“伏安法”测电阻的原理． （3）会运用欧姆定律进行简单计算． 科学思维 用等效的物理思想，根据物理规律进行正确推导的思想方法． 科学探究 用伏安法测量电阻，多次测量求平均值减少误差 科学态度与责任 （1）通过测定未知电阻阻值的过程，感受运用物理知识成功解决实际问题的喜悦． （2）在运用物理知识解决实际问题的过程中，培养同学之间相互协作的团队精神 教学重难点及突破 重点 1．用“伏安法”测电阻，能够设计电路和实验表格． 2．会推导串联电路中电阻的关系、 难点 小灯泡电阻变化的原因 教学突破 用伏安法测电阻属于欧姆定律变换式的具体应用，对于加深学生对欧姆定律和电阻概念的理解有重要作用，同时又给学生提供了综合使用初中常用电学器材的机会，有利于提高学生的实验操作能力．本节课分为四个部分：第一部分提出“如何测量一个定值电阻的阻值”问题后，由学生设计实验，通过交流和讨论发现，应该用有滑动变阻器的电路图进行实验，好处是可以通过多次测量求平均值的方法来减小误差，在此基础上进一步思考并设计出实验表格；第二部分准备实验器材，了解如何连接实物连接图，并根据实物图说出实验中的注意点，为下面的实验做好准备；第三部分开展实验，两组同学测量定值电阻的阻值，另外两组测量小电灯的电阻；第四部分进行实验总结，得出定值电阻的阻值不变，求出电阻的平均值，而小电灯的电阻是随温度的升高而变化的，因此对于小电灯不需要求平均值． 在此基础上，再对小灯泡的阻值进行对比测量，知道小灯泡电阻变化的原因，实验中不可取平均值，并以此加深学生对电阻概念的理解． 最后，通过回忆串联电路中的电压和电流关系，从理论上推导得出电阻关系． 教学准备 教师准备 1．多媒体电脑、展台、自制PPT课件（从网站上搜索欧姆的生平简介和贡献，查找相关应用）． 2．于电池(带盒)4节、导线(7根)、待测电阻一个、待测小灯泡一个、滑动变阻器一个电流表一只、电压表一只、开关一个． 学生准备 1．课前复习和预习：回顾欧姆定律的内容；阅读课本，完成课本中的预习部分． 2．于电池(带盒)4节、导线(7根)、待测电阻一个、待测小灯泡一个、滑动变阻器一个、电流表一只、电压表一只、开关一个． 教学过程 一、复习引入 讲述：学习知识是为了解决问题，我们刚学习过欧姆定律，今天要运用它来解决实际问题。 提问：前面我们学习了电学中的一条什么重要定律?内容是什么?表达公式如何写?把欧姆定律的公式加以变形会得到什么公式?其中用哪一个变形公式可以求电阻R呢? ——欧姆定律；内容是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，公表示为推导得到用式可以求出电阻 出示：一个定值电阻． 引入：这里有一个未知电阻，怎样可以知道它的阻值?今天就用它来解决这个问题 点评：学以致用是学习的目的．从让学生巩固欧姆定律并能发挥引出课题．此处直接点题，简单复习，为了节省些时间，使学生有更多的时间在课堂上讨论和实验 二、活动14.5实验　　测量定值电阻的阻值 提问：这个实验依据的原理是什么?需要测出哪些物理量?用到了什么测量工具? 学生积极思考得出测电压和电流，用电压表和电流表 讲述：这种利用电流表测待测电阻电流和电压表测电压继而利用公式R=U/I求得电阻R的方法叫伏安法． 如何设计它的电路图? 设计电路图，请两位电路图设计不同的学生到黑板前板画，其他同学画在练习本上． 展台展示部分学生设计的有代表性的电路图，分析比较：这是同学们所设计出的电路图，我们一起来分析比较一下，哪幅电路图更好一些，好在哪里? 进行比较：有滑动变阻器的那幅图更好一些，好在可以多次测量电阻求平均值来减小误差． 若学生想不起来，则可以引导：实验中总是有误差的．为了实验更准确，我们应该怎么办? 提问：根据同学们设计的电路图，要完成这个实验，需要哪些器材? 回答：电源、电流表电压表、开关阻值未知的电阻、滑动变阻器和导线若干． 提问：实验中，为了减小误差，数据测量时应注意些什么? 回答：实验时采取多次测量求平均值，至少3次 为了便于我们实验数据的分析，我们的实验数据要记录在表格中，请同学们设计出实验表格 学生进行表格设计，选择有典型错误的图表进行展示． 全体同纠错和评价：分析对比同学所设计的表格，对不同的设计作出比较，并请正确设计者说明这样设计的理由．对于不正确的设计，请其他同学提出修改意见，并说明理由．教师对表格设计中要注意的问题（项目中的文字、符号、单位）做出具体要求，并请同学修改自己的表格，规范表格的设计 次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 平均值R/Ω ① ② ③ 展示：未连接的实物电路图 提问：哪一位同学到屏幕上按设计的电路图连成对应的实物图，其他同学在下面观察他的连接是否正确，若有错的，请同学们纠正 归纳：请同学们说说看，我们在实验时有哪些注意点? 说出注意点：连接电路时开关应该断开；注意滑动变阻器的连接，要一上一下连接好，并且在实验前应将阻值调到最大处；电压表要注意量程，电流表要进行试触． 进行实验，将实验数据填入表格，交代学生实验分组情况，依据电路图取出实验器材，正确摆放好位置并连接电路，进行分组实验．（教师巡视） 请不同小组的同学派代表汇报实验结果，其他组的同学可以有针对性地提出自己的看法或者是问题．汇报的同学作出解答或同组其他同学帮助其回答 收取一些实验数据进行分析 提问：为什么电压变了，电流变了，而电阻却几乎没变?这说明了什么? 回答：电阻是导体本身的一种性质，不随电压电流的变化而变化 点评：培养学生积极主动思考的精神，培养学生在探究过程中动手操作及相互合作的精神，及培养学生分析问题、解决问题的能力，关注实验细节，实事求是的进行实验探究．并通过最后一问，为后续学习灯丝的电阻为何变化埋下伏笔 三、测量小灯泡的电阻 这个活动可以仿照上个活动进行，教师先要求学生只需要测出每一次电阻的阻值，不需求平均值． 分组进行实验，教师巡视 实验结束，各小组交流结果 提问：根据他们的汇报，我们有没有发现一个共同的问题?它是什么? 回答：发现同一个小灯泡的电阻在发生变化，不是一个定值． 教师设问：同一个灯泡的电阻不同是不是因为误差? 接着问；电阻的这种变化有没有规律?有什么规律? 回答：随电压和电流的变大而变大． 继续问：为什么随着电压、电流的变化，电阻却在增大?这似乎和上面测定值电阻的实验结论有点矛盾，谁来分析一下这可能是什么原因呢? 提示：请学生回忆影响导体电阻大小的因素． 回答：小灯泡的灯丝是利用电流的热效应进行工作的，当小灯泡越亮，灯丝的温度就越高，电阻随温度的升高而增大．（有的材料受温度影响较大，有的几乎不受影响） 提问：对于小灯泡的灯丝，它的电阻随温度的升高而增大，求出小灯泡的平均值是否有意义?表格中是否还有必要写平均值． 回答：没有意义．没有必要写． 点评：培养学生思考问题的周密性通过对比分析实验结果．引起学生思维的冲突．引发思考，通过教师引导和学生领悟，认识到灯丝的电阻为何变化，从而解决了教学难点 四、推导串联电路的总电阻 提问：已知电压和电流可求电阻，那么已知串联电路中的电流和电压规律，能否找到串联电路中电阻有什么规律呢? 应用欧姆定律和推导的方法来解决这个问题： 设串联的电阻为R₁和R,，电阻两端的电压为U₁和U₂，电流为1₁和I₂， 则：U=U₁+U₂ I=I₁+I2, 应用欧母定律的变形U=IR得：IR串=IR1,+IR2 所以：R串=R₁+R₂ 如果有n个电阻串联，则总电阻可推出：R串=R₁+R₂+…+Rn 用文字表述为：串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，相当于增加了导体的长度． 讲述：如肆有n个相同的电阻串联，则总电阻为：R₁=nR₁ 并联电路的总电阻又怎样呢?请同学们课后推导． 点评：让学生学习一种新的方法：推导法，并能应用知识解决问题． 五、交流与小结 咱们一起回顾一下这节课，你都有哪些收获? 学生总结． 讲述：通这节课，我们懂得了如何去测量一个未知阻值和小灯泡的电阻，并且根据所测出的实验数据进行分析比较，得出电阻是导体本身的一种性质，并且灯丝的电阻会随着温度的升高而增大． 提问：通过本节课的研究，你对本节课的知识还有新的问题和疑惑吗? 学生提出新的问题和疑惑 六、布置作业 （1）课本第103页练习第1 2题． （2）课后阅读课本“信息库”，推导并联电路中的电阻关系．讷连 板书设计 第四节　　欧姆定律的应用 1．测量定值电阻的阻值 2．测量小灯泡的电阻 （1）原理和电路图 　（1）原理和电路图 （2）研究方法：伏安法 （2）研究方法：伏安法 （3）实验器材 　　 （3）实验器材 （4）实验步骤、　　 （4）实验器材 （5）进行实验，收集数据 （5）进行实验，收集数据 （6）测量结果：多次测量，取平均值　　（6）测量结果：不能取平均值减小误差 减小误差 因为它的电阻不是一个定值． （7）交流与评价 （7）交流与评价 3．推导串联电路的总电阻 设串联的电阻为R₁和R₂，电阻两端的电压为U₁和U₂，电流为I₁和I₂， 则：U=U₁+U₂ I=I₁+1₂ 应用欧姆定律的变形U=IR得：IR串=IR₁+IR 2 所以：R串=R1,+R2, 如果有n个电阻串联，则总电阻可推出：R串=R₁+R₂+…+Rn 用文字表述为：串联电路的总电阻等于各部分电阻之和,相当于增加了导体的长度 如果有n个相同的电阻串联，则总电阻为：R串=nR₁ 教学探讨与反思 测定电阻的值，除了课本所介绍的伏安法之外，还可以用多用电表测量．教师可以补充介绍目多用电表测电阻的注意事项 在讨论测量小灯泡的电阻时，可适当放慢教学节奏，让学生忆一忆、想一想，为什么不能多次测量取平均值减小误差呢? 在学习“串联电路中的电阻关系”时，采用的是“推导法”，若有条件或课程时间安排不是很紧的情况下，可增设1课时，设置为学生的分组探究实验，通过分组实验让学生亲身实验探究得到此关系，继而从理论上进一步推导，同时让学生明白物理规律的得出可从理论和实验两种途径得到 - 1 - - 6 - 学科网（北京）股份有限公司 $$