14.3 欧姆定律 教学设计 -2025-2026学年九年级物理苏科版(2024)上册
2025-09-22
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普通
摘要:
该初中物理教学设计聚焦欧姆定律及变形公式的理解与应用,通过复习定律内容、表达式及单位导入,以旧知为支架衔接新授,梳理从定律理解到计算应用的学习脉络。
此资料突出科学思维培养,如通过画电路图标量渗透模型建构,辨析R=U/I因果关系强化科学推理,结合图像题分析I-U/R关系。实例丰富,能提升学生规范计算与建模能力,助力教师高效开展欧姆定律教学。
内容正文:
14.3 欧姆定律 教学设计
【教学目标】
1.理解欧姆定律表达式及变形公式的意义;
2.练习基本电路的计算,初步掌握公式的合理运用。
3.初步利用建模思想应用于电学计算。
4.掌握规范的计算格式,提升学生计算能力。
【教学思路】
在复习欧姆定律的基础上,对定律的表达式进行变形,在交流讨论的基础上,正确理解变形公式的意义,从而进一步理解电阻是物质的一种性质。接着围绕典型例题,运用定律的表达式和变形公式进行简单的计算,规范计算格式。在讲解过程中,初步利用建模思想应用于电学计算。然后让学生进行针对性练习,逐步掌握规范的计算格式,提高解题能力。
【教学过程】
一、创设情景,引入任务
【复习】欧姆定律的内容、表达式、单位。
【引入】欧姆定律是电学中的一个重要规律,在电路的设计与计算中有十分重要的作用。本节课我们先来学习欧姆定律在电路的设计与计算中的应用。只要知道I、U、R中的任意两个量就可以利用欧姆定律计算出第三个量。
二、围绕任务,素养内化
(一)欧姆定律的变形公式:
1.
思考:根据公式,能否说“电阻与电压成正比或电阻与电流成反比”?
公式表示某段导体的电阻等于这段导体两端的电压与通过这段导体电流的比值,但导体电阻的大小取决于导体本身,与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,是物质本身的一种性质,与U、I无关。所以不能理解为R与U成正比,与I成反比。
2.
思考:根据公式,能否说“电压与电流成正比”?
电压是形成电流的原因,电压促使电荷定向移动形成电流,电流随电压变化而变化,电压是因,电流是果,因果关系不能颠倒,故不能说电压与电流成正比。
【例1】从欧姆定律可以导出公式R=U/I,下列说法正确的是( )
A.当电压增大为原来的2倍时,电阻R也增大为原来的2倍
B.当电流I增大为原来的2倍时,电阻R减小为原来的2倍
C.通过导体的电流若为零,电阻也为零
D.即使导体两端的电压为零,电阻也不为零
【答案】D
【解析】电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以,当电压增大为来的2倍时,电阻不变,由欧姆定律I=U/R可知,电流I增大为原来的2倍时,导体两端的电压也增大为原来的2倍;通过导体的电流为零(或导体两端的电压为零)时,导体的电阻不变,且不为零。
【课堂练习】
1.对于公式R,下列说法中正确的是( )
A.一段导体的电阻在电流不变时,与导体两端的电压成正比
B.一段导体的电阻在导体两端电压不变时,与通过导体的电流成反比
C.一段导体的电阻与导体两端的电压成正比,与通过导体的电流成反比
D.导体的电阻等于这段导体两端的电压与通过这段导体的电流的比值
【答案】D
【解析】因为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、温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,R只能说:导体的电阻等于这段导体两端的电压与通过这段导体的电流的比值。
(二)欧姆定律表达式及其变形公式的应用
1.已知电压、电阻求电流
【例1】一只灯泡两端电压为220伏时正常工作,此时灯丝电阻是484欧。求灯泡正常工作状态下通过灯丝的电流。
解:已知灯丝电阻R=484欧,灯丝两端的电压U=220伏
所以
答:通过灯丝的电流是0.45A。
2.已知电阻、电流求电压
【例2】一个家用电热水器工作时电热丝的电阻是44欧,通过的电流是5安,求电热水器两端的电压。
解:已知R=44欧,I=5安,
根据欧姆定律可得:
答:电热水器两端的电压是220V。
3.已知电压、电流求电阻
【例3】一个定值电阻与一个滑动变阻器串联后接在电源上,用电压表测得定值电阻两端的电压是3伏,又用电流表测得通过定值电阻的电流是0.3安,求这个定值电阻的阻值。
解:已知U=3伏,I=0.3安,
根据欧姆定律可得:
答:这个定值电阻的阻值是10Ω。
【总结归纳】
用欧姆定律表达式及其变形公式进行计算的一般步骤:
①明确电路中已知量和待求量,画简单的电路图中,标出相应的科学量;(说明:这是一个电路模型的建模过程,能直观形象地帮助问题解决)
②选择相应的计算公式;(注意单位统一)
③代入已知量进行计算;
④得出结果并检验,必要时进行单位换算。
【课堂练习】
2.某小灯泡上标有“2.4V 0.7A”字样,表示该灯泡正常工作时电压是2.4V,电流是0.7A。求该小灯泡正常工作时灯丝的电阻。
解:已知U =2.4V I =0.7A,根据I=U/R 得:
R = U/I =2.4V/0.7A=3.43Ω
答:该小灯泡正常工作时灯丝的电阻为3.43Ω
3.当某一定值电阻两端的电压是6V时,通过它的电流为0.6A,此时电阻的阻值是多少欧?要使通过它的电流为1 A,加在它两端的电压应是多少伏?如果电压增加到12V,通过电阻的电流是多少安?
解:已知U =6V I =0.6A,根据I=U/R 得:
R = U/I =6V/0.6A=10Ω
要使通过它的电流为1 A,加在它两端的电压U=IR =1A×10Ω=10V
如果电压增加到12V,通过电阻的电流是I=U/R =12V/10Ω=1.2A
答:该电阻的阻值为10Ω。要使通过它的电流为1 A,加在它两端的电压应是10伏,如果电压增加到12V,通过电阻的电流是1.2安.
(教学方式:学生板演与独立作业相结合,师生、生生交流讨论,纠正不足,规范格式。)
(三)欧姆定律的综合应用——图像类
【例1】小海按如图做了一系列实验,实验记录如表格所示,下列能正确表示“电流、电压和电阻关系”的是( )
U1=1V
U2=2V
U3=3V
第一组R1=5Ω
0.2A
0.4A
0.6A
第二组R2=10Ω
0.1A
0.2A
0.3A
第三组R3=20Ω
0.05A
0.1A
0.15A
A.B. C.D.
【答案】A
【解析】由图知,R、滑动变阻器、电流表串联在电路中,电压表测R两端电压,由控制变量法知,
探究“导体中电流跟电压的关系”时应控制R阻值不变,
探究“导体中电流跟电阻的关系”时应控制R两端电压保持不变,
由题目中表格知:当电阻阻值不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
当定值电阻两端的电压不变时,导体中电流跟导体的电阻成反比,即I﹣U图象为正比例函数,I﹣R图象为反比例函数
AB、AB都是I﹣U图象,且I﹣U图象都是正比例函数,但由于R1<R2<R3,R1的斜率应最大,R3的斜率应最小,故A正确,B错误;
C、C是I﹣R图象,应是反比例函数,但C选项中图象是正比例函数,故C错误;
D、D选项是I﹣R图象,是反比例函数,但由于R1<R2<R3,故电流相同时,U1<U2<U3,故D错误;
【课堂练习】
1.用电流表和电压表分别测量a、b两导体通过的电流随电压变化的情况,并根据实验结果画出了它们的图象如图所示。比较a、b两导体的电阻( )
A.Ra=Rb B.Ra>Rb C.Ra<Rb D.无法判断
【答案】C
【解析】如图所示,做一条垂直于横轴的辅助线,找出辅助线与图线的交点对应的纵坐标,
由图可得,当电压相同时,Ia>Ib,根据欧姆定律:电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比,可得Ra<Rb。
2.张华同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,根据图像,下列说法不正确的是( )
A.当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过导体乙的电流为0.1A
B.将甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上时,干路中的电流为0.6A
C.导体甲的电阻小于导体乙的电阻
D.通过导体甲的电流与其两端的电压成正比
【答案】B
【解析】A、由图象可知,当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过导体乙的电流为0.1A,故A正确;
B、将甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上时,通过甲的电流为0.6A,通过乙的电流为0.3A,所以干路中的电流为:I=0.3A+0.6A=0.9A,故B错误;
C、由图象可得,当电压为2.0V时,I甲=0.4A,I乙=0.2A,则:甲导体电阻R甲5Ω,乙导体电阻R乙10Ω,所以R甲<R乙,故C正确;
D、由图象可知,通过导体甲的电流与其两端的电压成正比,故D正确。
三、归纳总结,应用迁移
1.欧姆定律变形公式 的意义是什么?
2.利用欧姆定律进行计算的的一般步骤。
【课后作业】
1.完成作业本上相应内容
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