第2节 电流与电压、电阻的关系（教学课件）物理沪科版（五四学制）2024九年级上册

沪科版（五·四学制） 九年级上册 第12章 欧姆定理 第2节 电流与电压、电阻 的关系 01 02 03 04 05 CONTENTS 探究电流与电压、电阻的关系 欧姆定律 学习目标 1. 探究电流与电压的关系； 2. 探究电流与电阻的关系； 3. 掌握控制变量法；尝试自主设计实验方案； 4. 欧姆定理内容、表达式、及其应用； 5. 电阻是导体的一种物理性质； 6. 线性元件及其I-U 图像。 重点难点 教学重点： 1.探究电流与电压、电阻的关系； 2.欧姆定律； 3.导体电阻的性质。 1.探究电流与电压、电阻的关系实验的应用； 2.欧姆定律的综合应用。 教学难点： 情景引入 在如图 12-2-1 所示的实验中，改变导体两 端的电压，电流随之改变，这表明通过导体的 电流与导体两端的电压有关；改变接入导体的电阻，电流也会随之改变，因而通过导体的电流与导体的电阻也有关。电流与电压、电阻究竟存在怎样的关系呢？ PART ONE 探究电流与电压、电阻的关系 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？ 探究新知 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，电流越小,灯泡越暗. 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，电流越小，灯泡越暗. 学生实验 探究电流与电压、电阻的关系 电流与电压、电流与电阻分别有什么定量关系呢？提出猜想并说明猜想的依据。 电流与电压、电阻都有关系，因此可采用_______________分别探究电流与电压、对于阻值一定的导体，探究通过导体的电流随两端电压变化的情况。 提出问题 控制变量法 实验一 探究电流与电压的关系 对于阻值一定的导体，探究通过导体的电流随两端电压变化的情况。 器材 阻值一定的导体、电源、电流表（或电流传感器）、电压表（或电压传感器）、滑动变阻器、开关及导线。 搜集证据 方案 为了探究电流I 随电压U变化的定量关系，需要改变导体两端的电压，测得多组电压值和电流值。分组讨论实验方案， 可以补充实验器材，并在虚线框中画出实验电路图。 连接电路，进行实验。 1. 按电路图连接电路。 2. 闭合开关前，检查电路中各元件的连接是否正确，将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。 记录 将导体的电阻、测得的电流和电压记录在表12-2-1中。 序号 1 2 3 4 5 电压 U/V  0.5 1   1.5 2  2.5  电流 I/A  0.1 0.2  0.3   0.4 0.5 表 12-2-1 实验一 数据记录表 导体的电阻 R=__________Ω 5 分析 ① 分析表 12-2-1 中数据，同一导体，如果导体两端的电压不断增大，通过导体的电流如何变化？ ② 进一步找出通过同一理数据可以采用计算或作图两种方法。若采用作图法可以电压 U 为横轴、电流I为纵轴建立平面坐标系（图 12-2-2），画出I-U图像进行分析。 作出解释 图12-2-2 I-U图像 U/V I/A 结论 由上述实验可得，同一导体，通过导体的电流与导体两端的电压________________。 成正比 实验二 探究电流与电阻的关系 在____________的条件下，探究通过导体的电流随电阻的变化情况。 搜集证据 器材 现有以下实验器材可供选择： 阻值不同的导体若干、滑动变阻器、电源、电流表（或电流传感器）、电压表（或电压传感器）、开关及导线。 电压一定 方案 当更换不同阻值的导体时，导体两端的电压是否发生改变？如何保持不同阻值的导体两端电压不变？ 设计实验方案并完成实验。 当更换不同阻值的导体时，导体两端的电压会发生改变；调节滑动变阻器滑片，保持电阻R两端的电压不变。 1. 按电路图连接电路。 2. 闭合开关前，检查电路中各元件的连接是否正确，将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。 可更换 3. 用更换定值电阻的方法改变电阻的阻值，如将R= 5 Ω的电阻先后换接为10 Ω 、15 Ω 、 20Ω、25Ω的电阻，调节滑动变阻器滑片，保持电阻R两端的电压不变，如U=10V，观察电流表，读出不同电阻时电流表的示数. 记录 设计数据记录表，并将实验数据记录在表中。 序号 1 2 3 4 5 电阻 R/Ω  5 10  15 20 25  电流 I/A  2 1 0.6  0.5 0.4 实验二 数据记录表 导体的两端的电压=__________V 10 分析 ① 分析数据，当电压一定时，如果接入电路的电阻不断增大，通过导体的电流如何变化？ ② 通过计算找出电压一定时，电流与导体电阻的关系。 结论 由上述实验可得，______________________________________ 。 作出解释 不断减小 电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比 还能通过什么数据处理方法，找出电流与导体电阻的关系？ 交流反思 图像法处理数据。 I/A R/Ω 由图像可知，电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比。 结论：同一导体（电阻一定时），通过导体的电流与导体两端的电压成正比；电压一定时 ，导体中电流与导体的电阻成反比。 小结 PART TWO 欧姆定律 通过导体的电流 I 与导体两端的电压 U 成正比，与导体的电阻R成反比。这一规律叫做欧姆定律，可表示为 1.欧姆定律： 电压 电阻 电流 I = U R 欧姆（1787-1854） 德国物理学家 2.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。 3.变形公式 U R I= I R U= R= I U 示例· 一个阻值为10Ω的导体，接在电压为9V的电源两端。若电源电压不变，求通过该导体的电流。 解：已知导体的电阻 R = 10 Ω,其两端电压 U= 9 V。 根据欧姆定律，通过该导体的电流 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）。 对于电路中的某一导体，只要知道了电流、 电压、电阻这三个物理量中的任意两个，就可以根据欧姆定律算出第三个量。 欧姆定律作为电学的基本定律之一，是研究电路问题的重要基础。 在探索欧姆定律的过程中，欧姆（G. S. Ohm ，1789—1854）发现了长度和横截面积比值相同的两根同种金属导体，它们的导电能力是一样的。在此基础上，欧姆又自制了扭力天平来测量金属导体中的电流，用温差电池对金属导体供电。经过长期艰苦的工作，欧姆终于在1826 年发表了他的研究成果。可是成果发布后，却一直得不到当时学界的认可。 随着时间的推移，越来越多的物理学家认识到欧姆的发现具有极其重要的意义。欧姆定律为电路设计和分析提供了重要的理论基础，在电工、电子技术等领域得到广泛应用。 科学与人文 欧姆定律的公式可以变形为 ，但不能据此认为电阻与电压成正比，与电流成反比。这是因为改变导体两端电压时，通过它的电流也随之改变，而电压与电流的比值不变，即导体的电阻不变。电阻是导体的一种物理性质，一般情况 下，电阻不随导体两端电压和通过导体的电流变化而变化。 如果导体的温度或某些外界物理条件发生明显改变时，电压和电流的比值不再是定值，即导体的电阻会发生变化。 3.此外，欧姆定律并不适用于所有导体，如气体导电时就不适用。 R= I U 1.电阻是导体的一种物理性质 2.导体电阻会随温度或某些外界条件改变而变化 电阻与电流、电压的大小有什么关系？ 并非所有元件的I-U图像都是一条过原点的倾斜直线。如图 12-2-3 所示，某热敏电阻的I-U图像是一条曲线。像热敏电阻的这种电流与电压不成正比的元件统称为非线性元件。 图 12-2-3 某热敏电阻的I-U 图像 拓展视野 1 ．揭示出导体中电流与电压关系的物理学家是 ( ) A ．欧姆 B ．焦耳 C ．伏特 D ．瓦特 A 课堂练习 2. 关于欧姆定律，下列说法正确的是(　　) A.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小 B.导体两端的电压越高,这段导体的电阻就越大 C.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 D.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比 C 3．实验方案设计中，首先要确定所需测量的物理量，然后选择器材进行实验。在“探究通过导体中的电流与电压的关系”实验中需要测量的物理量是 和 。 电压 电流 4 . 如图所示为A、B两个导体的I-U图线,由图线可知( 　　) A.RA>RB B.RA<RB C.RA=RB D.无法确定 B 5．大量事实证明，超过 10mA 的电流经过人体，就会有生命危险。我国家庭电路的电压是220V ，在皮肤干燥的情况下某人双手之间的电阻为 5000 Ω , 若他在家庭电路中触电，请通 过计算判断他是否安全？ 【答案】不安全 【详解】若他在家庭电路中触电，通过人体的电流为 由于通过人体的电流超过10mA，则他不安全。 6．一个电阻，在它两端加 10V 的电压时，通过的电流为 0.5A，该电阻的阻值为 Ω;当电阻两端的电压变为 20V 时，该电阻的阻值为 Ω；如果电阻两端的电压为零，该电阻的阻值为 Ω。 20 20 20 ①探究电流跟电压的关系时，需要控制导体的电阻一定 ②滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用 ③多次实验是为了减小实验误差 ④实验的结论是： 电流跟电压成反比 A ．只有①④正确 B ．只有①②正确 C ．只有②④正确 D ．只有②③正确 7．如图所示，在探究“电流跟电压的关系”实验中，下列说法中 ( ) B 课堂小结 1．一盏电灯正常发光时的电流是 0.11 A，灯丝的电阻为 1 936 Ω，该电灯两端的电压是多少？ 解：由欧姆定律 得，电灯两端的电压 U=IR=0.11A×1 936 Ω =212.96 V 布置作业 2 ．如图所示，在利用该图探究“电流与电压的关系”的实验中，在闭合开关前，要将滑动变阻器调到最大阻值，这个操作的目的是 。在此实验过程中，滑动变阻器的作用 是改变定值电阻两端的 ；如果利用该图探究“电流和电阻的关系”实验，滑动变阻器的作用是控制定值电阻两端的电压 。 保护电路 电压 不变 3．如图所示的电路中， 电源电压保持不变。定值电阻R1 = 10Ω , 只闭合开关 S 时， 电流表的示数为 0.3A；当同时闭合开关 S 、 S1 时， 电流表的示数为 0.4A 。则电源电压为 V， 定值电阻R2 的阻值为 Ω。 3 30 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING $$