第二节 欧姆定律（教学设计）物理新教材鲁科版（五四学制）九年级上册

第2节 欧姆定律（教学设计） 【教学目标】 1. 理解欧姆定律，记住欧姆定律公式，并能利用欧姆定律进行简单计算。 2. 通过应用欧姆定律，学会解电学题的一般方法，培养学生逻辑思维能力。 【教材分析】 欧姆定律独立成章，是《九年义务教育课程标准》物理实验教材中电学知识的基础和重点，处于电学的核心位置，是进一步学习电学知识和分析电路的基础，在知识体系的形成上，具有承上启下的作用。 同时对将来的生产、生活有着指导意义，是本章的重点。本节课的内容直接关系到将来电学知识理解、掌握和应用；在今后的电工技术、电子专业学习中是必不可少的基础，此部分知识的逻辑性、理论性很强，要求学生有较强的分析能力、思维能力、空间想象能力、推理能力以及实际应用能力。同时要求学生对于串联、并联电路中电流、电压及电阻之间的关系有较好的理解和比较熟练地应用能力。 【学情分析】 本节课面向的对象是初三学生，他们的好奇心和求知欲都很强，因此，在教学过程中要投其所好，因材施教，从而提高教学质量。从知识基础上看，学生已经具备正确分析一般的串、并联电路特点相关知识。 本节可按照学生的认识规律，由浅入深地进行教学，逐步加强学生的分析能力、推理能力和归纳能力；从多个角度认识欧姆定律的意义，通过一些实例，进一步提高学生获取信息和处理信息的能力，同时掌握一定的评价技巧和方法。 在实例应用上，力求方法多样、全面，更贴近生活实际，提高趣味性；在实例的选择上，争取能较大限度的发挥学生的想象能力。 【教学重难点】 学习重点：欧姆定律的理解和应用。 学习难点：应用欧姆定律解决实际问题时的电路分析和计算。 【器材准备】 和《欧姆定律》相关的视频、挂图、课件、器材等。 【教学过程】 一、导入新课： 想一想 通过上节的探究可以发现，通过导体的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。这是不是普遍规律呢？ 本节课我们将解决相关问题。 二、新课讲授： 【学习任务一】欧姆定律 早在19世纪20年代，德国物理学家欧姆就对电流跟电压和电阻之间的关系进行了大量实验研究，发现对大多数导体而言，上面的规律是成立的，并进一步归纳得出了欧姆定律。 1.定律内容： 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.定律公式： U —两端的电压，单位V； R —导体的电阻，单位Ω； I —导体中的电流，单位A。 3.对定律的理解： （1）条件性：定律中的“成正比”和“成反比”的两个关系分别有不同的成立条件。即当导体的电阻一定时，导体中的电流跟它两端的电压成正比；当导体的电压一定时，通过它的电流跟它的电阻成反比。 （2）使用范围：欧姆定律适用于从电源正极到负极之间的整个电路或其中某一部分电路，并且是纯电阻电路。 4.推导公式： 因为I=U/R ，所以U=IR、 R=U/I 。 （1）U=IR：表示导体两端的电压等于通过导体的电流与其电阻的乘积。因电压是由电源提供的，电压是形成电流的原因，所以不能说成电压与电流成正比。 （2）R=U/I ：表示导体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与通过导体的电流的比值。因电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积及温度有关，与加在两端的电压和流过的电流大小无关。 5.应用定律的注意事项： （1）统一性：I、U、R必须使用国际单位，即U—V，R—Ω，I—A。 （2）同一性：I、U、R必须是对同一个导体或同一段电路而言的。 （3）同时性：I、U、R必须是对同一个导体同一时间而言的。 6.物理史话：欧姆 【人物简介】欧姆（1789-1854），德国物理学家。从小爱好哲学和数学，以欧姆定律闻名于世。 【主要贡献】最主要贡献是通过实验发现了电流公式，后来被称为欧姆定律。 【学习任务二】欧姆定律的应用 欧姆定律给出了某一导体的电流、电压和电阻间的定量关系。对于一个导体，只要知道电流、电压、电阻中的两个量，就可以利用欧姆定律求出第三个量。这个定律在解决各种电路的实际问题中有着广泛的应用。 【例1】 一辆汽车的车灯接在12V电源两端，此时灯丝电阻为30Ω，求通过灯丝的电流。 分析： 已知灯丝工作时的电压U=12V和它的电阻R=30Ω，根据欧姆定律可以求出灯丝工作时的电流。 解答：根据欧姆定律可求通过灯丝的电流： I=U/R =12V/30Ω =0.4A 反思：认真分析所求量和已知量的关系，然后选择正确的公式进行计算；注意电流、电压和电阻各物理量的单位。列式时要注意公式成立的条件，要有必要的文字说明。物理公式在代入数值或写计算结果时不要忘记单位。 【例2】 某兴趣小组制作了一盏亮度可调的小台灯，电源电压为3V，当小灯泡最亮时，电流表的示数为0.3A，求此时小灯泡的电阻。 分析： 当滑动变阻器的滑片滑至最左端时，只有小灯泡接入电路，小灯泡最亮。此时它两端的电压即为电源电压，U=3V。电流表测量的是通过灯泡的电流，I=0.3A。 解答：由欧姆定律I=U/R可知： 小灯泡最亮时的电阻：R=U/I=3V/0.3A=10Ω。 反思：若移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡的亮度变暗，小灯泡两端的电压还等于电源电压吗？ 在利用欧姆定律计算时有哪些注意事项？ 3、 课堂练习： 1．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为 A，它的电阻为 Ω． 【答案】 0.4 20 【解析】略 2．小明在探究甲、乙两个电阻的电流与电压的关系时，得到了如图所示的图象。由图象可知，甲、乙两个电阻的大小关系为R甲 R乙（选填“大于”或“小于”），当甲、乙两个电阻串联时其电流之比为 。 【答案】 大于 1：1 【详解】[1]由图像可知，两电阻两端的电压相同时，通过两电阻的电流关系为 由可知 [2]因串联电路中各处的电流相等，所以当甲、乙两个电阻串联时其电流之比为1∶1。 3．如图是某同学为汽车设计的油量表（实际上就是电流表）原理示意图，R0是定值电阻，R是滑动变阻器，则向油箱里正常加油时，油量表的示数会 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；油箱加油过满时，电路 （选填“会”、“不会”）被短路。若换用电压表改装成油量表，要求油面升高时电压表示数变大，电压表应并联在图中 （选填“R”、“R0”）两端。 【答案】 变大 不会 R0 【详解】[1]向油箱里正常加油时，浮标升高，滑动变阻器的滑片下移，电阻变小，根据可知，电流变大，即油量表（电流表）的示数变大。 [2]油箱加油过满时，滑片向下移动到a端，此时电路为R0的简单电路，可以起到保护电路的作用，所以电路不会被短路。 [3]由图知，定值电阻R0与变阻器R串联，油面升高时，滑片向下移动，变阻器接入电路的电阻减小，根据串联电路的分压规律可知，滑动变阻器分得的电压变小，则定值电阻分得的电压变大，所以电压表应并联在图中R0的两端。 4．下列对公式的理解正确的是（　　） A．根据可知，导体的电阻与该导体两端的电压成正比 B．根据可知，流过导体的电流与该导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比 C．根据可知，导体两端的电压与该导体的电阻成正比 D．根据可知，电压一定时，流过导体的电流与导体的电阻成正比 【答案】B 【详解】A．导体电阻由导体的材料、长度、横截面积决定，与电阻两端的电压及通过导体的电流无关，故A错误； B．由欧姆定律内容可知，通过导体的电流与该导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比，故B正确； C．当电流I一定时，由U=IR可知，导体两端的电压与该导体的电阻成正比，没有电流I一定这一前提条件，“导体两端的电压与该导体的电阻成正比”的说法是错误的，故C错误； D．由可知，电压一定时，流过导体的电流与导体的电阻成反比，故D错误。 故选B。 5．通过元件甲、乙的电流与其两端电压的关系如图所示（　　） A．甲为定值电阻 B．乙的电阻随着电流的增大而增大 C．当甲、乙两端的电压均为时，甲的电阻比乙的电阻大 D．当通过甲、乙的电流均为时，甲的电阻比乙的电阻小 【答案】D 【详解】AB．由图可知，乙电阻的I-U图象是正比例函数，其两端电压和通过的电流的比值是定值，因此乙是定值电阻；甲的I-U图象不是正比例函数，其两端电压和通过的电流的比值不是定值，因此甲不是定值电阻；电阻是导体的一种特性，与通过的电流大小无关，故AB错误； C．当甲、乙两端的电压均为2V时，根据图示可知，通过甲的电流大于通过乙的电流，根据可知，甲的电阻比乙的电阻小，故C错误； D．当通过甲、乙的电流均为0.4A时，乙两端的电压大，根据可知，甲的电阻比乙的电阻小，故D正确。 故选D。 6. 在“探究电阻一定时电流与电压关系”的实验中： （1）请用笔画线代替导线将图中的电路连接完整；_________ （2）在某次实验时两电表的示数如图所示，电压表的示数为_________V，电流表的示数为_________A； （3）根据两个小组的实验数据，画出了定值电阻与的电流与电压关系图像，如图所示。由图像可知______（选填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】 ①. ②. 2.6 ③. 0.26 ④. 小于 【解析】 （1）[1]将定值电阻与滑动变阻器串联，滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱接入电路，如下图所示： （2）[2][3]电压表的示数如图所示，电压表选用小量程，分度值为0.1 V，电压为2.6V。电流表的示数如图所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.26A。 （3）[4]当电压相同时，R1中电流大于R2中电路，据欧姆定律 得R1小于R2。 7. 在“探究电流与电阻的关系”的实验中，小明使用阻值为的定值电阻各一个，电压为的电源等器材进行探究。 （1）请用笔画线代替导线将甲图电路连接完整_______（要求：滑片P向右移动时电路中电流变大）； （2）正确连接并规范操作后，闭合开关，两电表均无示数。为了检查电路故障，小华将电压表接在滑动变阻器两端时无示数，接在开关两端时有示数，则电路的故障是___________（选填“A”、“B”或“C”）； A．开关断路 B．滑动变阻器断路 C．定值电阻断路 （3）图乙是改正故障后根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像，由图像可知R两端的电压为___________V；当R的电阻由更换为时，闭合开关后，应该将滑动变阻器的滑片P向___________端（选填“左”或“右”）滑动；要完成该实验滑动变阻器的最大阻值至少是___________Ω；由图像得到实验结论为：当___________一定时，导体中的电流与导体的电阻成___________； （4）同组的珊珊同学用未知电阻替换电阻R，移动变阻器的滑片P至某一位置，此时电压表示数为，如图丙所示电流表示数为___________A，该电阻的阻值为___________。 【答案】 ①. ②. A ③. 2 ④. 左 ⑤. 50 ⑥. 电压 ⑦. 反比 ⑧. 0.3 ⑨. 5 【解析】 （1）[1]滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，滑片P向右移动时电路中电流变大，说明接入电路中的电阻变小，即右下方接线柱必须接入电路中，定值电阻与滑动变阻器串联连接，实物电路图如图所示： （2）[2]正确连接并规范操作后，闭合开关，两电表均无示数，说明电路断路。将电压表接在滑动变阻器两端时无示数，说明滑动变阻器之外断路，接在开关两端时有示数，说明电压表与电源之间是通路，故电路故障开关断路。 故选A。 （3）[3]由图象可知，当R=5Ω时，电路中电流I=0.4A，定值电阻两端的电压 [4]当R的电阻由5Ω更换为10Ω时，电阻变大，分压增多，电压表示数增大，根据控制变量法可知在探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数为2V。 [5]因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压 当定值电阻的阻值为25Ω时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流 此时滑动变阻器接入电路中的阻值 即滑动变阻器的阻值至少为50Ω； [6][7]如图丙的图像所示，导体两端电压一定时，此时导体中的电流与导体的电阻的乘积是一个定值，故当导体两端电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。 （4）[8]由丙图可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A。 [9]未知电阻的阻值 8．如图所示电路中，电源两端电压为9V且保持不变，R1、R2是定值电阻，R2的阻值是10欧姆。当开关S闭合时，电压表示数为3V。请通过计算回答： （1）电阻R2的电压为多少； （2）通过R2的电流为多少； （3）通过R1的电流为多少； （4）电阻R1的阻值为多少？ 【答案】（1）6V；（2）0.6A；（3）0.6A；（4）5Ω 【详解】解：（1）由图可知，两电阻串联，电阻R2的电压为 （2）通过R2的电流为 （3）根据串联电路，电流规律可知，通过R1的电流为 （4）电阻R1的阻值为 答：（1）电阻R2的电压为6V； （2）通过R2的电流为0.6A； （3）通过R1的电流为0.6A； （4）电阻R1的阻值为5Ω。 【课堂小结】 引导学生学列本节课的思维导图： 【板书设计】 见上面思维导图 【作业布置】 教材P123第1-5小题。 【教学反思】 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2节 欧姆定律（教学设计） 【教学目标】 1. 理解欧姆定律，记住欧姆定律公式，并能利用欧姆定律进行简单计算。 2. 通过应用欧姆定律，学会解电学题的一般方法，培养学生逻辑思维能力。 【教材分析】 欧姆定律独立成章，是《九年义务教育课程标准》物理实验教材中电学知识的基础和重点，处于电学的核心位置，是进一步学习电学知识和分析电路的基础，在知识体系的形成上，具有承上启下的作用。 同时对将来的生产、生活有着指导意义，是本章的重点。本节课的内容直接关系到将来电学知识理解、掌握和应用；在今后的电工技术、电子专业学习中是必不可少的基础，此部分知识的逻辑性、理论性很强，要求学生有较强的分析能力、思维能力、空间想象能力、推理能力以及实际应用能力。同时要求学生对于串联、并联电路中电流、电压及电阻之间的关系有较好的理解和比较熟练地应用能力。 【学情分析】 本节课面向的对象是初三学生，他们的好奇心和求知欲都很强，因此，在教学过程中要投其所好，因材施教，从而提高教学质量。从知识基础上看，学生已经具备正确分析一般的串、并联电路特点相关知识。 本节可按照学生的认识规律，由浅入深地进行教学，逐步加强学生的分析能力、推理能力和归纳能力；从多个角度认识欧姆定律的意义，通过一些实例，进一步提高学生获取信息和处理信息的能力，同时掌握一定的评价技巧和方法。 在实例应用上，力求方法多样、全面，更贴近生活实际，提高趣味性；在实例的选择上，争取能较大限度的发挥学生的想象能力。 【教学重难点】 学习重点：欧姆定律的理解和应用。 学习难点：应用欧姆定律解决实际问题时的电路分析和计算。 【器材准备】 和《欧姆定律》相关的视频、挂图、课件、器材等。 【教学过程】 一、导入新课： 想一想 通过上节的探究可以发现，通过导体的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。这是不是普遍规律呢？ 本节课我们将解决相关问题。 二、新课讲授： 【学习任务一】欧姆定律 早在19世纪20年代，德国物理学家欧姆就对电流跟电压和电阻之间的关系进行了大量实验研究，发现对大多数导体而言，上面的规律是成立的，并进一步归纳得出了欧姆定律。 1.定律内容： 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.定律公式： U —两端的电压，单位V； R —导体的电阻，单位Ω； I —导体中的电流，单位A。 3.对定律的理解： （1）条件性：定律中的“成正比”和“成反比”的两个关系分别有不同的成立条件。即当导体的电阻一定时，导体中的电流跟它两端的电压成正比；当导体的电压一定时，通过它的电流跟它的电阻成反比。 （2）使用范围：欧姆定律适用于从电源正极到负极之间的整个电路或其中某一部分电路，并且是纯电阻电路。 4.推导公式： 因为I=U/R ，所以U=IR、 R=U/I 。 （1）U=IR：表示导体两端的电压等于通过导体的电流与其电阻的乘积。因电压是由电源提供的，电压是形成电流的原因，所以不能说成电压与电流成正比。 （2）R=U/I ：表示导体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与通过导体的电流的比值。因电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积及温度有关，与加在两端的电压和流过的电流大小无关。 5.应用定律的注意事项： （1）统一性：I、U、R必须使用国际单位，即U—V，R—Ω，I—A。 （2）同一性：I、U、R必须是对同一个导体或同一段电路而言的。 （3）同时性：I、U、R必须是对同一个导体同一时间而言的。 6.物理史话：欧姆 【人物简介】欧姆（1789-1854），德国物理学家。从小爱好哲学和数学，以欧姆定律闻名于世。 【主要贡献】最主要贡献是通过实验发现了电流公式，后来被称为欧姆定律。 【学习任务二】欧姆定律的应用 欧姆定律给出了某一导体的电流、电压和电阻间的定量关系。对于一个导体，只要知道电流、电压、电阻中的两个量，就可以利用欧姆定律求出第三个量。这个定律在解决各种电路的实际问题中有着广泛的应用。 【例1】 一辆汽车的车灯接在12V电源两端，此时灯丝电阻为30Ω，求通过灯丝的电流。 分析： 已知灯丝工作时的电压U=12V和它的电阻R=30Ω，根据欧姆定律可以求出灯丝工作时的电流。 解答：根据欧姆定律可求通过灯丝的电流： I=U/R =12V/30Ω =0.4A 反思：认真分析所求量和已知量的关系，然后选择正确的公式进行计算；注意电流、电压和电阻各物理量的单位。列式时要注意公式成立的条件，要有必要的文字说明。物理公式在代入数值或写计算结果时不要忘记单位。 【例2】 某兴趣小组制作了一盏亮度可调的小台灯，电源电压为3V，当小灯泡最亮时，电流表的示数为0.3A，求此时小灯泡的电阻。 分析： 当滑动变阻器的滑片滑至最左端时，只有小灯泡接入电路，小灯泡最亮。此时它两端的电压即为电源电压，U=3V。电流表测量的是通过灯泡的电流，I=0.3A。 解答：由欧姆定律I=U/R可知： 小灯泡最亮时的电阻：R=U/I=3V/0.3A=10Ω。 反思：若移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡的亮度变暗，小灯泡两端的电压还等于电源电压吗？ 在利用欧姆定律计算时有哪些注意事项？ 3、 课堂练习： 1．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为 A，它的电阻为 Ω． 2．小明在探究甲、乙两个电阻的电流与电压的关系时，得到了如图所示的图象。由图象可知，甲、乙两个电阻的大小关系为R甲 R乙（选填“大于”或“小于”），当甲、乙两个电阻串联时其电流之比为 。 3．如图是某同学为汽车设计的油量表（实际上就是电流表）原理示意图，R0是定值电阻，R是滑动变阻器，则向油箱里正常加油时，油量表的示数会 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；油箱加油过满时，电路 （选填“会”、“不会”）被短路。若换用电压表改装成油量表，要求油面升高时电压表示数变大，电压表应并联在图中 （选填“R”、“R0”）两端。 4．下列对公式的理解正确的是（　　） A．根据可知，导体的电阻与该导体两端的电压成正比 B．根据可知，流过导体的电流与该导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比 C．根据可知，导体两端的电压与该导体的电阻成正比 D．根据可知，电压一定时，流过导体的电流与导体的电阻成正比 5．通过元件甲、乙的电流与其两端电压的关系如图所示（　　） A．甲为定值电阻 B．乙的电阻随着电流的增大而增大 C．当甲、乙两端的电压均为时，甲的电阻比乙的电阻大 D．当通过甲、乙的电流均为时，甲的电阻比乙的电阻小 6. 在“探究电阻一定时电流与电压关系”的实验中： （1）请用笔画线代替导线将图中的电路连接完整；_________ （2）在某次实验时两电表的示数如图所示，电压表的示数为_________V，电流表的示数为_________A； （3）根据两个小组的实验数据，画出了定值电阻与的电流与电压关系图像，如图所示。由图像可知______（选填“大于”“小于”或“等于”）。 7. 在“探究电流与电阻的关系”的实验中，小明使用阻值为的定值电阻各一个，电压为的电源等器材进行探究。 （1）请用笔画线代替导线将甲图电路连接完整_______（要求：滑片P向右移动时电路中电流变大）； （2）正确连接并规范操作后，闭合开关，两电表均无示数。为了检查电路故障，小华将电压表接在滑动变阻器两端时无示数，接在开关两端时有示数，则电路的故障是___________（选填“A”、“B”或“C”）； A．开关断路 B．滑动变阻器断路 C．定值电阻断路 （3）图乙是改正故障后根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像，由图像可知R两端的电压为___________V；当R的电阻由更换为时，闭合开关后，应该将滑动变阻器的滑片P向___________端（选填“左”或“右”）滑动；要完成该实验滑动变阻器的最大阻值至少是___________Ω；由图像得到实验结论为：当___________一定时，导体中的电流与导体的电阻成___________； （4）同组的珊珊同学用未知电阻替换电阻R，移动变阻器的滑片P至某一位置，此时电压表示数为，如图丙所示电流表示数为___________A，该电阻的阻值为___________。 8．如图所示电路中，电源两端电压为9V且保持不变，R1、R2是定值电阻，R2的阻值是10欧姆。当开关S闭合时，电压表示数为3V。请通过计算回答： （1）电阻R2的电压为多少； （2）通过R2的电流为多少； （3）通过R1的电流为多少； （4）电阻R1的阻值为多少？ 【课堂小结】 引导学生学列本节课的思维导图： 【板书设计】 见上面思维导图 【作业布置】 教材P123第1-5小题。 【教学反思】 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$