第一节 电流与电压、电阻的关系（教学课件）物理鲁科版（五四学制）2024九年级上册

物理九年级上册 •鲁科版(五四学制) 第1节 电流与电压、电阻的关系 （本课件包含PPT30张；图片：20张；动图视频：2个；教学视频：3个） 第十五章 欧姆定律 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 通过科学探究，认识电流与电压、电阻的关系，构建对欧姆定律等物理规律的基本理解。 02 科学思维 在提出问题、设计实验、总结归纳、讨论交流等过程中培养思维能力。 03 科学探究 在发现电流与电压、电阻关系的实验中学习科学探究，经历科学探究的一般环节，学习如何用正确的方法发现物理规律。 04 科学态度与责任 在实验与讨论过程中逐步养成尊重事实、务实求真的态度。 教学重难点 教学重点 教学难点 学生通过自己的实验探究得出电流、电压合电阻的关系，从而揭示欧姆定律。 实验探究的验数据分析，以及对各量之间关系的理解。 课堂引入 如图实验中，当通过增加干电池的节数来增加小灯泡两端的电压时，通过小灯泡的电流增大。另外，通过前面的学习我们知道，电阻表示导体对电流的阻碍作用，当导体两端的电压一定时，导体的电阻越大，通过导体的电流越小。 那么，通过导体的电流与加在两端的电压及导体的电阻之间是否存在定量关系呢？ 【学习任务一】探究电流与电压的关系 探究新知 【提出问题】电流与电压之间有什么样的关系？ 【猜想与假设】若电阻一定，可能电压越大，电流越大。 （猜想依据：因为电压是形成电流的原因。） 【设计实验】这是一个多因素问题，可以用控制变量法，控制导体 的电阻不变。用滑动变阻器改变电阻两端电压从而得出电流与 电压关系的规律。 【学习任务一】探究电流与电压的关系 探究新知 【实验器材】电源、开关、定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、导线若干等。 （1）滑动变阻器：改变电阻两端电压和保护电路。 （2）电流表：测量定值电阻中的电流。 （3）电压表：测量定值电阻两端电压。 【实验电路图】 A V R R' S P 【学习任务一】探究电流与电压的关系 探究新知 【实验步骤】（1）按要求设计电路图，并且连接实物电路。 （注意连接电路时，开关断开，滑片移到阻值最大处） （2）检查电路连接是否正确，闭合开关移动滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压成整数倍的变化，读出相应的电流值并记入表中。 （3）更换阻值不同的电阻，多次实验。 【学习任务一】探究电流与电压的关系 探究新知 【实验表格】 电阻R Ω 电压U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 电流I/A 【学习任务一】探究电流与电压的关系 探究新知 【分析论证】 （1）分析数据发现，电流随电压的增大而增大，并且电压与电流的比值是个定值。 （2）画出I-U图像，发现I-U图像是一条过原点的直线。 【学习任务一】探究电流与电压的关系 探究新知 【实验结论】 在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 特别强调：（1）不能缺少前提条件“电阻一定”。 （2）不能乱了顺序，即“电流与电压成正比”。 【解释交流】关于改变定值电阻电压，你还有其它方案吗？ （1）通过改变串联干电池的节数来改变定值电阻两端的电压。 （2）通过转动学生电源的旋钮来改变定值电阻两端的电压。 【学习任务一】探究电流与电压的关系 探究新知 请看视频： 探究新知 【课堂小练】 1．小明同学在探究“通过电阻的电流与电压的关系”的实验中，要改变电阻两端的电压，下列办法不可行的是（　　） A．改变干电池的个数 B．改变电阻的阻值 C．改变滑动变阻器的滑片 D．调节学生电源的调压旋钮 【答案】B。 【解析】在探究通过电阻的电流跟电阻两端的电压的关系时，应该控制导体（定值电阻R）不变，多次改变导体两端的电压；可以通过以下方法改变电压：A．改变干电池的个数；C．改变变阻器的滑片；D．调节学生电源的调压旋钮。而选项B：改变电阻的阻值是不能进行探究实验的，故B错误的。所以选B. 探究新知 【课堂小练】 2． 在“探究电流与电压的关系”的实验中，小军分别画出了电阻R1和R2的I-U图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．当R1与R2两端的电压为0时，它们的电阻也为0 B．用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论不一样 C．在电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比 D．R1与R2的阻值之比为1:2 【答案】D 【详解】A．电阻是导体的属性，与他两端是否加电压无关，当R1与R2两端的电压为0时，仍有电阻，故A错误； B．导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比，用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论应该是一样的，故B错误； C．在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比，是导体两端的电压大小决定了通过导体的电流大小，电压是由电源提供的，不由电流大小决定，故C错误； D．R1与R2的阻值之比为1：2. 【学习任务二】探究电流与电阻的关系 探究新知 【提出问题】电流与电阻之间有什么样的关系？ 【猜想与假设】若电压一定，可能电阻越大，电流越小。 （猜想依据：因为电阻对电流有阻碍作用，所以若电压一定，可 能电阻越大，电流越小。） 【设计实验】这是一个多因素问题，实验中要控制定值电阻两端的电 压不变，换用阻值不同的定值电阻接入电路，记录相应的电阻和 电流值，从而得出电流与电阻关系的规律。 【学习任务二】探究电流与电阻的关系 探究新知 【实验器材】电源、开关、定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、导线若干等。 （1）滑动变阻器：保持定值电阻两端电压不变和保护电路。 （2）电流表：测量定值电阻中的电流。 （3）电压表：测量定值电阻两端电压。 【实验电路图】 A V R R' S P 【学习任务二】探究电流与电阻的关系 探究新知 【实验步骤】（1）按要求设计电路图，并且连接实物电路。 （注意连接电路时，开关断开，滑片移到阻值最大处） （2）分别把阻值不同的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片保持定值电阻两端电压不变，读出相应的电流值和电阻值并记入表中。 （3）更换阻值不同的电阻，多次实验。 【学习任务二】探究电流与电阻的关系 探究新知 【实验表格】 电压U/V 3 电阻R/Ω 5 10 15 25 电流I/A 【学习任务二】探究电流与电阻的关系 探究新知 【分析论证】 （1）分析数据发现，电流随电阻的增大而减小，并且电流与电阻的乘积是个定值。 （2）画出I-R图像，发现I-R图像是一条反比例图像。 【学习任务二】探究电流与电阻的关系 探究新知 【实验结论】 在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 特别强调：（1）不能缺少前提条件“电压一定”。 （2）不能乱了顺序，即“电流与电阻成反比”。 【解释交流】（1）关于改变定值电阻阻值，你还有其它方案吗？ 把电阻箱接入电路，通过转动旋钮来改变定值电阻阻值。 （2）如何保持定值电阻两端电压不变？ 换用较大定值电阻时，需调大变阻器连入电路的阻值。 【学习任务二】探究电流与电阻的关系 探究新知 请看视频： 探究新知 【课堂小练】 1． 小明想探究“电流与电阻的关系”，某次测量时电流表的示数如图甲所示，此时电流为 A；经过测量多组数据后绘制出I-R图像如图乙所示，由图像得到的结论是 。 【答案】 ①0.3 ②见解析 【解析】[1]由图甲可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.3A。 [2]由图乙可知，电流和电阻的乘积不变，即电压表的示数不变，可以得到电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 探究新知 【课堂小练】 2．如图探究“电流与电阻关系”，电源电压3V不变。实验准备了阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的电阻，当将5Ω的电阻接入R所在位置时，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2V，再分别用10Ω、20Ω的电阻替换5Ω的电阻进行实验，下列说法正确的是（　　） A．用10Ω电阻替换，滑片P应向右端移动，电流表示数变大 B．用10Ω 电阻替换，滑片P应向左端移动，电流表示数变小 C．用20Ω电阻替换，滑片P应向左端移动，电流表示数变大 D．用20Ω电阻替换，滑片P应向右端移动，电流表示数变小 【答案】D 【详解】用10Ω电阻或20Ω电阻替换5Ω的电阻进行实验，电阻阻值变大，根据串联电路分压原理，定值电阻两端电压将会变大，要探究电流和电阻的关系，应保持定值电阻两端电压不变，此时应该将滑动变阻器滑片向右移动，增大滑动变阻器接入电路中的阻值，使定值电阻两端电压减少到原来的值，此时电路总电阻变大，电流表示数将变小。 课堂小结 课内知识通关 1.关于电流、电压和电阻，下列说法中正确的是（　　） A．只要将导体连入电路，电路中就有电流 B．导体中通过的电流越大，它的电阻就越大 C．有电流通过的小灯泡，其两端不一定有电压 D．导体两端电压越大，通过该导体的电流就越大 考点：电流与电压、电阻的关系。 【答案】D 【详解】A．导体接入电路，如果开关没有闭合，电路没有构成通路，则电路中也没有电流，故A错误； B．当导体两端电压一定时，导体中通过的电流越大，说明它的电阻越小，题干中没有“电压一定”这个条件，故B错误； C．电压是形成电流的首要条件，小灯泡有电流通过，则小灯泡两端一定有电压，故C错误； D．电阻一定时，其电压越大，通过的电流越大，题中“导体”的字眼就说明了电阻一定，故D正确。 课内知识通关 2.小明同学为了探究电流跟电阻的关系，在如图所示的情况下，将A、B两点间10的电阻更换为20的电阻，闭合开关后，下一步的操作应当是（　　） A．适当增加电池的节数 B．记录电流表和电压表的示数 C．将滑动变阻器滑片向左移动到合适位置 D．将滑动变阻器滑片向右移动到合适位置 考点：电流与电阻关系。 【答案】D 【详解】将A、B两点间10Ω的电阻更换为20Ω的电阻，闭合开关，电路总电阻变大，电路电流变小，滑动变阻器两端电压变小，则AB间的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变，即保持AB间的电压不变，要移动滑片使AB间的电压减小，当滑动变阻器连入电路的电阻增大时，电路中电流变小，由U=IR可知，AB间的电压减小，则将滑动变阻器的滑片向右移动。故ABC不符合题意，D符合题意。所以选D。 课内知识通关 3．用如图所示电路研究电流跟电压的关系．为了改变定值电阻R两端电压，设计了三种方案．甲：多节干电池串联接入MN；乙：电池与滑动变阻器串联接入MN；丙：电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN．可行的方案是（　　） A．仅有甲 B．仅有乙 C．仅有甲、乙两种 D．甲、乙、丙都可行 考点：电流与电压关系。 【答案】D 【详解】研究电流跟电压的关系时，由控制变量法知道，需要控制电阻的阻值不变，改变电阻两端的电压，则 甲：多节干电池串联接入MN时，改变干电池串联的节数时电源的电压发生变化，R两端的电压发生变化，故方法可行； 乙：电池与滑动变阻器串联接入MN时，当移动滑动变阻器滑片P时，可以改变接入电路中的电阻，从而改变电路中的电流和R两端的电压，故方法可行； 丙：电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN，定值电阻R′的阻值不同，分得的电压不同，定值电阻R两端的电压不同，故方法可行； 课内知识通关 4.在做“探究电流与电阻的关系”实验时，连接实物电路如图，电源电压为3V。 （1）连接电路时，开关应__，滑片P应置于滑动变阻器的___端(填“A”或“B”)；电路中滑动变阻器起到了保护电路元件安全和______的作用； （2）闭合开关后无论怎样移动滑片P，发现电流表几乎为 零，电压表约为3V，这可能是由电路中的元件_____发 生________故障引起的； 考点：电流与电阻的关系。 【答案】见解析。 【详解】（1）为了保证电路安全，连接实物电路前，开关必须断开。电路接通前，滑动变阻器的滑片P应远离下接线柱，置于滑动变阻器的最大阻值处，即图中的A端。 滑动变阻器因为可以通过改变电阻丝的接入长度来改变接入阻值，所以可以起到保护电路元件安全和改变电路中电流和电路两端电压的作用。 （2）电流表示数几乎为零，说明电路故障为断路，电压表示数接近3V，说明电压表与电源在电路中，则故障为R2断路。 课内知识通关 4.在做“探究电流与电阻的关系”实验时，连接实物电路如图，电源电压为3V。 （3）故障排除后，小桃得到的实验数据如表所示，这些数据中有一组是明显错误的，跟其他数据的规律完全不同，可能是读取这组数据时粗心所引起的。分析时需要把它清除。错误数据是第____组；(填数据序号) （4）剔除错误数据后，小桃得到的结论 是：电压一定时，导体中的电流与导体的 电阻成________比。 考点：电流与电阻的关系。 【答案】见解析。 【详解】（3）在“探究电流与电阻的关系”实验时，需要保持定值电阻R2两端电压一定，更换定值电阻。分析表中数据发现，第4次实验定值电阻的阻值大于前面三次，但是通过的电流大于第三次通过的电流，根据当电阻两端电压一定时，导体的电阻越大，通过的电流应该越小才对，所以第4次实验的数据是错误的。 （4）剔除错误数据后，分析表中数据发现，随着电阻的增大，通过的电流越小，可得到结论：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。 数据序号 1 2 3 4 5 6 电流I/A 0.40 0.19 0.13 0.14 0.08 0.07 电阻R/Ω 5 10 15 20 25 30 作业布置 1.基础性作业：完成课本P120中的1-3小题。 2.拓展性作业：课本P120中的第4、5小题。 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf58.20.100 $$