14.2 欧姆定律（教学课件）物理沪粤版2024九年级上册

null我们学习过电流电压和电阻，还知道电压是电流产生的原因，电阻是导体对电流的阻碍作用。那么电流的大小和电压电阻的关系怎样呢？来个实验就解决了。我们先探究电阻不变时，电流与电压的关系。怎样设计实验呢？要保持电阻不变，只需要用定值电阻来进行实验就可以了。要探究电流与电压的关系，当然要用电流表和电压表分别测出定值电阻的电流和电压，同时还需要改变定值电阻两端的电压。因此我们需要一个滑动变阻器，再加上电源和开关，这就是我们的实验电路了。按照电路图连好实物图，再记得滑动变阻器的滑片最初要放在阻值最大处，慢慢调节划片读六组电流表和电压表的示数记录。在表格中画个图，不难发现这几个点在IU图中刚好连成一条过原点的直线，为正比例函数。这说明电阻不变时电流的大小和电压成正比。再来看电压不变时电流和电阻的关系。这次需要改变电阻，因此需要多个定值电阻，电流表仍然用来测电流，而要保持电压不变，则需要电压表测电压以及滑动变阻器来调节电路。于是你发现这次的电路跟上次是同样的，那么连好实物图，不过这回每次都要换一个电阻接入。要注意一下，更换电阻后，都需要调节滑动电阻器，保持接入的电阻两端电压相同，记录相应电阻的阻值和电流表的示数。再这样做了六组实验，记录相应的数据，画个图，这回的IR图长成这样是反比例函数，说明电压不变时，电流的大小和电阻成反比。总结一下，电阻不变时，电流的大小和电压成正比，电压不变时，电流的大小和电阻成反比。你学会了吗？呵呵。 在探究电阻两端的电压跟通过电阻的电流的关系时，小胖子选用了两个定值电阻R1、R2分别做实验。他根据实验数据画出了如图所示的图像，R1与R2两个电阻阻值大小关系如何？这是欧姆定律的UI图像，横坐标是电流，纵坐标表示电压。R1、R2 2条都是过原点的直线，表明二者都是定值电阻。我们可以从图中读出，在电流为0.2安培时，R一两端的电压为2伏，利用欧姆定律知二求一，可以算出R一的阻值为十欧姆。同样电流为0.3培时，R两端的电压为2伏，知二求一可以算出R2的阻值为五欧姆。由此可见，R一大于R2，也就是在UI图像上越陡，越靠近U轴的阻值越大。如果是IU图像这两个换一下，那就是越平缓，但依然是越靠近幽轴的阻值就越大，千万要注意。如果将电阻R1和R2串联后接入某电路测量发现流过R一的电流为0.2安培，那么此时电路的总电压为多少？根据串联电路电流处处相等，我们可以知道流过R2的电流也是0.2安培。从图中过0.2安培作垂线，与两条线交于两点，过这两点分别向U轴做垂线，而一此时的电压为2伏，而2此时的电压为1伏。在电路图中标出来，根据串联电路，总电压等于各用电器两端电压之和，因此可以轻松得到此时总电压为3伏。完美小胖子再接再厉，又选了一个电阻R3，重复实验操作中没有任何错误，最后画出了如图所示的虚线。咦，这是怎么回事？可以看到曲线前半段比较平缓，后半段比较陡峭。利用之前的结论，这说明在电流很小时电阻比较小，而在电流较大时电阻变大了。棒原来R3不是一个定值电阻，而是一个可变电阻。总结一下欧姆定律的UI图像，过原点的直线代表的是定值电阻，越陡越靠近U轴，注意是U轴的阻值越大，你记住了吗？呵呵。 在之前的实验中，我们探究了电流、电压和电阻之间的关系。早在200年前，德国物理学家欧姆辛辛苦苦做了大量实验，总结出了一个定律，导体中的电流和导体两端的电压成正比，和电阻成反比。这就是传说中的欧姆定律，写成公式就是电流I等于电压U除以电阻R关于欧姆定律有好多颠来倒去的说法，我们来辨析一下。原话说的是电流和电压成正比，那能能不能倒过来说电压和电流成正比呢？答案是不能，怎么来理解呢？你想我们常说你像你爸爸，就是因为先有爸爸才有的你，所以爸爸应该放在后面。那么电压和电流水先随后？电压是电流产生的原因，先有电压后有电流，所以电压放在后面，电流放在前面，应该说电流和电压成正比。如果把公式变形一下，写成R的U除以I根据这个公式，我们能不能说电阻和电压成正比呢？也不能。电阻是导体的一种性质，对于同一个导体来说，它是确定的。不管有没有连入电路，不管加了多少电压，导体的电阻一般都不会改变。同样的电阻和电流成反比，这句话也是错误的。总结一下欧姆定律的公式是I等于U除以R电流和电压成正比，和电阻成反比。一个导体的电阻是确定不变的你需会了吗？呵呵。 我们已经学习了欧姆定律I等于U除以R这个视频来介绍利用公式的简单计算，电流、电压、电阻这三个物理量息息相关，知道任意两个就可以求出另一个，这就是所谓的知二求一。如图所示，电源电压为12伏尔的电阻为30欧姆，那通过电阻R的电流为多少？12伏是电压，三十欧姆是电阻之二。求一就可以算出电流I等于U除以R代入电压12伏电阻声母可以算出电流为0.4安培。完美。再来一题，电阻耳接在6伏的电压下，电流为0.2安培，当接在18伏的电压下时，电流为多大？此时有两幅电路图，左边0.2安是电流，6伏是电压之2，求一可以算出电阻，根据公式R等于U除以I带入电压6伏，带入电流0.2安培，算的电阻为30欧姆，而电阻大小不随电压、电流的变化而变化，所以右边的电阻仍然为30欧姆，此时30欧姆是电阻，18伏是电压，知二求一，可以求出电流的大小，I等于U除以R代入电压18伏，电阻三十欧姆，算得此时电流为0.6安培完美总结一下欧姆定律简单计算之知二求一，电流、电压、电阻这三个物理量，知道任意两个就可以求出另一个，你学会了吗？呵呵。 null 沪粤版 九年级上册 第十四章 欧姆定律 14.2 欧姆定律 学习目标 1．科学观念：理解欧姆定律的内容，即通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比，能准确表述该规律并记住其公式及变形； 2．科学思维：通过分析探究电流与电压、电阻关系的实验数据，培养归纳推理能力，能从实验现象和数据中总结出电流与电压、电阻的关系； 3．科学探究：参与探究电流与电压、电阻关系的实验，学会设计实验方案，包括选择实验器材、连接电路，理解滑动变阻器在实验中的作用，如保护电路和改变电阻两端的电压等； 4．科学态度与责任：了解欧姆发现欧姆定律的艰辛历程，体会科学家坚持不懈、勇于探索的科学精神，培养对物理学的兴趣和尊重科学的态度。 重点难点 1．探究电流与电压、电阻的关系的实验，包括实验方案的设计、实验器材的选择与连接、实验数据的获取与处理以及实验结论的得出； 2．欧姆定律的内容、公式及应用，能运用欧姆定律及其变形式进行简单的计算，解决实际电路中的问题。 1．理解滑动变阻器在探究电流与电压、电阻关系实验中的作用，特别是在保持电阻不变研究电流与电压关系时，通过调节滑动变阻器使电阻两端电压呈整数倍变化；在保持电压不变研究电流与电阻关系时，通过调节滑动变阻器使电阻两端电压保持定值； 2．准确理解欧姆定律的内涵，明确公式中I、U、R的同一性，即必须是同一段导体在同一时刻的电流、电压和电阻，避免在应用时出现混淆。 情景引入 电路中的电阻或电压发生变化时,电路中的电流就会发生变化 那么,电路中的电流跟电压、电阻之间究竞存在怎样的关系呢? 01 02 CONTENTS 电流与电压、电阻的关系 欧姆定律 探究新知 PART ONE 电流与电压、电阻的关系 必做实验 探究电流与电压、电阻的关系 设计实验与制订方案 这里以电阻R为研究对象，探究通过这个电阻的电流、电阻两端的电压及电阻三者之间的关系。为了测量通过电阻R的电流和它两端的电压，某同学在老师的指导下，设计了如图 (a) 所示的部分电路图，并画出了如图(b) 所示的实验电路图。你同意这个实验方案吗？在电路中接入滑动变阻器R'的作用是什么？ 必做实验 探究电流与电压、电阻的关系 获取和处理信息 1. 保持电阻R不变，研究电流I随电压U变化的情况 从图 中选择所需实验器材。取一个定值电阻R，如R=5Ω，按图 (b) 所示的实验电路图连接电路。 必做实验 探究电流与电压、电阻的关系 获取和处理信息 必做实验 探究电流与电压、电阻的关系 获取和处理信息 闭合开关，调节滑动变阻器R'，使电阻R两端的电压呈整数倍变化（想一想为什么），如使电压 U等于2V、4V、6V等。(当电压成整数倍变化时，若电流也随之成相同的整数倍变化) 读出在不同电压下电流表的示数，并填入下表中。 实验序号 电压U/V 电流I/A 1 2 3 …… 分析上述数据，得出实验结论： 保持电阻不变时，电流跟电压成_______________关系。 正比 必做实验 探究电流与电压、电阻的关系 获取和处理信息 2. 保持电压U不变，研究电流I随电阻R变化的情况 实验时，依次把 5Ω、10 Ω和 20Ω 的电阻接入电路，调节滑动变阻器 R'，使电阻R两端的电压保持某一定值（如 6V），测出接入不同电阻时的电流值，并填入表中。 必做实验 探究电流与电压、电阻的关系 获取和处理信息 2. 保持电压U不变，研究电流I随电阻R变化的情况 实验时，依次把 5Ω、10 Ω和 20Ω 的电阻接入电路，调节滑动变阻器 R'，使电阻R两端的电压保持某一定值（如 6V），测出接入不同电阻时的电流值，并填入表中。 必做实验 探究电流与电压、电阻的关系 获取和处理信息 2. 保持电压U不变，研究电流I随电阻R变化的情况 实验时，依次把 5Ω、10 Ω和 20Ω 的电阻接入电路，调节滑动变阻器 R'，使电阻R两端的电压保持某一定值（如 6V），测出接入不同电阻时的电流值，并填入表中。 必做实验 探究电流与电压、电阻的关系 获取和处理信息 实验序号 电阻R/Ω 电流I/A 1 2 3 …… 分析上述数据，得出实验结论： 保持电压不变时，电流跟电阻成_______________关系。 反比 实验中，你是怎样保持电阻R两端的电压不变的？ 通过调节滑动变阻器R′的滑片，改变其接入电路的电阻大小，从而改变电路中的总电阻，以此来控制电阻R两端的电压保持某一定值 探究电流与电压、电阻的关系 实验结论： 1）保持电阻不变时，电流跟电压成正比 2）保持电阻两端电压不变时，电流跟电阻成反比关系 探究电流与电压、电阻的关系 注意 利用表格数据通过描点，用图像表示为： 1）电阻一定时，图线为一条直线，电流与电压成正比，如图 探究电流与电压、电阻的关系 2）电压一定时，图线为一条反比例曲线，电流与电阻成反比，       如图 探究电流与电压、电阻的关系 实验注意事项： 1）连接电路时，开关断开，滑动变阻器滑片滑至接入电路阻值最大位置 2）知道电流表、电压表正确使用与读数及利用电压表、电流表判断电路故障 3）滑动变阻器的正确用法 4）多次实验的目的：使实验结论具有普遍性 PART TWO 欧姆定律 欧姆定律 阅读思考 1、欧姆定律内容： 1）一段导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比关系，跟这段 导体的电阻成反比关系 2）公式：    U=IR   欧姆定律 2、欧姆定律计算 1）对公式 及变形公式 计算应用   U=IR   2）U、I、R三个量是对应同一个电阻或同一段电路 3）注意电路问题的分析思路 欧姆定律 例题讲解 手电筒内部装有两节新干电池，两端电压为 3V，小灯泡发光时的电阻是 12Ω，求通过小灯泡的电流的大小? 分析：画出电路图，标明已知量（U=3V，R=12Ω）和未知量（I） 解答过程：根据欧姆定律 ，代入数据可得 答：通过小灯泡的电流是 0.25A。 欧姆定律 例题讲解 方法步骤： 第一步：画出电路图； 第二步：在电路图上标出已知量和待求量； 第三步：运用欧姆定律和相应的公式分析求解。 运用欧姆定律进行计算 应注意的问题： ①公式中物理量应针对同一时刻的同一电路中的同一导体，不同时刻、不同电路、不同导体的物理量不能随意混用。 ②统一公式中物理量的单位。 解题经验： 任意知道电流I、电压U、电阻R三个物理量中的两个，就可以求出另一个物理量。 欧姆定律 想一想 有人说，公式 与公式 在形式上相似，因而电阻R与电压成正比，与电流成反比。这种说法对吗？为什么？ 这种说法不对。 电阻是导体本身的一种性质，它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积以及温度等因素，与导体两端的电压和通过导体的电流无关。公式 只是用于计算电阻大小的一种方法，通过测量导体两端的电压和通过的电流，可以求出导体的电阻，但这并不意味着电阻会随电压或电流的变化而变化。例如，一个定值电阻，无论其两端加多大的电压，通过它的电流是多少，它的电阻值都是固定不变的。 科学家的故事 欧姆的探索历程 内容：欧姆发现欧姆定律的艰辛：当年实验条件差，没有测量电流的仪器，电源电压不稳定，但欧姆不懈努力，制成精确测量电流的仪器，经多年研究于 1826 年发表成果，后来得到认可，被聘为大学教授并获英国皇家学会奖章。 目的：培养坚持不懈、勇于探索的科学精神。 课堂小结 布置作业 1．由欧姆定律 变形可得 。下列说法正确的是（　　） A．导体电阻跟它两端的电压成正比 B．导体电阻跟通过它的电流成反比 C．导体电压跟通过它的电流成正比 D．导体电阻等于它两端电压与通过电流的比值 【答案】D 【答案】（1）0.3A；（2）6V；（3）20Ω 2．如图所示的电路中，电阻R1的阻值为12Ω，S闭合后，电流表A1的示数为0.5A，电流表A的示数为0.8A。 求：（1）电阻R2中的电流； （2）电源电压； （3）电阻R2的阻值。 3．等值电阻R1、R3组成如图（a）所示的电路，闭合开关S1，电压表V1示数和电流表A1示数的比值为k1；然后取R3与等值电阻R2组成如图（b）所示的电路，闭合开关S2，电压表V2示数和电流表A2示数的比值为k2，k1与k2相等。若已知电源、电压表和电流表完全相同且完好，三个电阻中只有一个电阻存在故障，则下列判断正确的是（　　） A．电阻R1可能短路 B．电阻R2一定断路 C．电阻R2可能短路 D．电阻R3一定断路 【答案】B 4． 【答案】（1）3V；（2）40Ω；（3）0.525A 如图所示电路，电源电压恒为9V，R1=20Ω，R2＝30Ω，电压表量程0～15V，电流表量程0～0.6A，只闭合S1，电压表示数6V。求：（1）R1两端的电压；（2）电阻R3的阻值；（3）再闭合S2，S3，电流表的示数。 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 $