第2节 欧姆定律（教学课件）物理教科版2024九年级上册

第2节 欧姆定律 九年级物理上册 •教科版2024年 第五章　欧姆定律 学习目标 01 02 03 04 物理观念 学生能深入理解欧姆定律的内涵，清楚认识到电流、电压、电阻之间的定量关系，形成正确的电学物理观念，能运用该定律解释生活中的一些简单电学现象。 科学思维 通在运用欧姆定律进行计算的过程中，提高学生运用数学知识解决物理问题的能力，培养学生的解题规范和思维严谨性。 科学探究 通过分析实际生活中的电路问题，引导学生学会将实际问题抽象为物理模型，提高学生分析和解决实际问题的能力。 科学态度与责任 激发学生对物理学科的学习兴趣，培养学生严谨认真实事求是的科学态度，使学生认识到欧姆定律在现代科技和日常生活中的广泛应用，增强学生将物理知识应用于实际的意识和社会责任感。 重点难点 深刻理解欧姆定律的内容，明确其表达式中各物理量的关系熟练运用欧姆定律进行简单电路计算，掌握解题思路和方法。 教学重点 能灵活运用欧姆定律解决复杂电路中的电流、电压、电阻计算问题，特别是涉及多个变量变化以及电路动态分析的情况。 教学难点 课堂导入 　　灯光渐亮，音乐渐起，幽静朦胧的大厅，一群美丽的白天鹅出现在舞台上，随着灯光的变化翩翩起舞...... 对舞台灯光强弱和声音大小的控制可以通过改变电流或电压来实现。 课堂导入 当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 导体中的电流与两端的电压和电阻的关系 复习回顾 这是不是普遍规律呢? 探究新知一　欧姆的研究发现 欧姆的研究发现 　　德国物理学欧姆用了近十年不懈的努力，巧妙地设计了电流扭秤，并用温差电池为电源，对电流与电压、电阻之间的关系进行了大量的实验和理论研究，得出了导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比的规律。为了纪念欧姆，人们把这一规律称为欧姆定律。 （1789～1854） 乔治·西蒙·欧姆 ①对于同一导体而言，电阻一定，加在导体两端的电压增大几倍，导体中的电流就增大几倍；②当电压一定时，导体中的电阻增大几倍，导体中的电流就变为原来的几分之一。 探究新知一　欧姆的研究发现 欧姆定律 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。 1. 欧姆定律的内容： 2. 物理意义 探究新知一　欧姆的研究发现 3.数学表达式： 　　如果用 U表示导体两端的电压，R表示导体的电阻，I表示导体中的电流，那么用公式表示就是 电压U 的单位：伏特，符号 V。 电阻R 的单位：欧姆，符号 Ω 。 电流 I 的单位：安培，符号A。 【学习任务一】欧姆定律的概念 几位同学学习了欧姆定律后，根据　　，导出了　　，于是他们提出了以下几种看法，你认为正确的是（　　） A．导体电阻的大小跟通过导体中的电流成反比 B．导体电阻的大小跟加在导体两端的电压成正比 C．导体电阻的大小跟通过导体中的电流和加在导体两端的电压无关 D．导体两端不加电压时，导体的电阻为零 解：导体的电阻是由导体自身决定的。导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关，并不随电流、电压的改变而改变。所以A、B、D错误，C正确。 故选：C。 C 探究新知一　欧姆的研究发现 【变式训练】欧姆定律的概念 关于电流、电压和电阻，下列说法中正确的是（　　） A．电路中有电压就一定有电流 B．当导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零 C．电阻一定时，通过导体的电流与其两端的电压成正比 D．由欧姆定律可得　　　，所以导体的电阻是由它两端的电压和流过的电流决定的 解：A、电路中有电压且电路是通路，电路中才有电流，故A错误；B、D、导体的电阻是导体的一种性质，与它两端的电压和流过的电流无关，故B和D错误；C、根据欧姆定律，电阻一定时，通过导体的电流与其两端的电压成正比，故C正确。 故选：C。 C 探究新知一　欧姆的研究发现 探究新知一　欧姆的研究发现 4. 对表达式的理解 欧姆定律反映同一时刻、同一段电路中I、U、R之间的关系。 统一性 I、U、R必须使用国际单位制中的单位，即U—V，R—Ω，I—A。 同一性 ① I、U、R是对同一个导体或同一段电路而言。 ②在解题时，习惯上把同一个导体或同一段电路各个物理量符号的角标用同一数字或字母表示，如I1、R1、U1等。 同时性 欧姆定律公式中I、U、R三个量必须是与R同一时间。 在电路中由于开关的闭合或滑动变阻器滑片的移动，都会导致电路中的电流、电路两端的电压的变化。 条件性 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。 【学习任务二】欧姆定律的图像表示 如图所示为灯泡L和定值电阻R的U-I图象，下列说法正确的是（　　） A．定值电阻R的U-I图象为图乙 B．定值电阻R的阻值为5Ω C．若将L和R并联在电源电压为3V的电路中， 则干路电流为0.4A D．若只将L和R串联在电路中，电路中电流为 0.4A，则电源电压为9V D 探究新知一　欧姆的研究发现 解：A．定值电阻的阻值一定，通过的电流和其两端电压成正比，则倾斜直线甲代表定值电阻的 U-I图象，而曲线乙则代表灯泡L的U-I图象，故A错误； B、定值电阻R的阻值为：　　　　　 ，故B错误； C、将L和R并联在电源电压为3V的电路中，并联电路各支路两端电压相等，并联电路干路电流等于各支路电流之和，根据并联电路规律可知，小灯泡和定值电阻两端电压相同且等于电源电压，通过小灯泡和定值电阻的电流之和等于干路电流，即I干=IL+IR，由图可知，当电源电压为3V时，IL=0.4A，IR=0.2A，则此时干路电流为I干=IL+IR=0.4A+0.2A=0.6A，故C错误； D、将L和R串联在电源电压为6V的电路中，串联电路各处电流相等，串联电路总电压等于各部分电压之和，根据串联电路规律可知，通过小灯泡和定值电阻的电流相同，且小灯泡和定值电阻两端电压之和等于电源电压，由图可知当I=0.4A时，UL=3V，UR=6V，电源电U=UL+UR=3V+6V=9V，故D正确。故选：D。 探究新知一　欧姆的研究发现 【变式训练】欧姆定律的图像表示 小松同学在“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，下列说法中错误的是（　　） A．依据图像可得导体电阻分别为R甲=5Ω、R乙=10Ω B．导体两端的电压为零时，通过导体的电流为零，电阻也为零 C．若只将甲、乙导体串联在电路中，当电路电流为0.2A时，电源电压为3V D．若只将甲、乙导体并联在电路中，当电源电压为2V时，电路总电流为0.6A B 探究新知一　欧姆的研究发现 解：A．由　　和图像可知：当U甲=3V时，I甲=0.6A，甲的电阻为 当U乙=3V时，I乙=0.3A，乙的电阻为：　　　　　　　故A正确，不符合题意； B．导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与导体两端电压和通过电流无关，故B错误，选择B； C．若只将甲、乙导体串联在电路中，当电路电流为0.2A时，由图像知道，两电阻两端的电压分别是U甲=1V，U乙=2V，因串联电路的总电压等于各部分电压之和，所以，电源电压为： U=U甲+U乙=1V+2V=3V，故C正确，不符合题意； D．将甲、乙两导体并联到电压为2V的电源上时，由图像知道，通过两电阻的电流分别为I甲=0.4A，I乙=0.2A，因并联电路中干路电流等于各支路电路之和，所以，干路电流： I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A，故D正确，不符合题意。 故选：B。 探究新知一　欧姆的研究发现 探究新知二　利用欧姆定律进行计算 　　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。通过欧姆定律可以知道，一段导体中的电流取决于它的电阻和它两端的电压。在解决有关电路的问题时，知道对应于同一段导体的电流、电压、电阻中任意两个物理量，就能利用欧姆定律求出第三个物理量。 求电阻：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。 求电压：导体两端的电压等于通过导体的电流与其电阻的乘积。 利用欧姆定律进行计算 探究新知二　利用欧姆定律进行计算 想想议议 不能，电阻大小与长度、材料、横截面积和温度有关决定。 2. 变形公式U=IR ，能否说明电阻一定时电压与电流成正比呢？ 不能，电压是形成电流的原因，电源是提供电压的装置。 1. 公式 与公式 在形式上相似，因而导体的电阻R与这段导体两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比。这种说法对吗？ 探究新知二　利用欧姆定律进行计算 【例题1】如图所示，闭合开关后，电阻为R的电阻器两端电压为6V, 通过电阻器的电流为0.3A 。 (1) 计算电阻器的电阻R。 (2) 调节电源电压，当电阻器两端电比变为原来 的2倍时，通过电阻器的电流为原来的几倍？ 电源 R 解:（1) 电阻器两端电压 U=6V, 通过的电流I=0.3A。根据欧姆定律，可以得出电阻器的电阻 (2) 根据欧姆定律，当电阻不变 、电压变为原来的2倍时，通过电阻器的电流为原来的2倍。 答：（1)电阻为20Ω ；(2)电流为原来的2倍。 探究新知二　利用欧姆定律进行计算 【例题2】尊老爱幼是中华民族的传统美德。九年级的小美用自己的压岁钱给奶奶买了一双充电的新型保暖鞋，充电完成后可以拔下插头，穿着十分方便。已知鞋内电热丝的电阻R为2.5Ω，正常工作的电压为5V，则电热丝正常工作的电流是多大? R=2.5Ω I=? U=5V 解：根据题意画出等效电路图 答：电热丝正常工作的电流为2A。 分析：知道电压、电阻，计算电流。首先根据题意画出简化电路图，并在电路　 　图上标出物理量和数据，然后应用欧姆定律定义式 计算求解。 探究新知二　利用欧姆定律进行计算 【例题3】在探究电流与电压关系的实验中，有同学误将电压表接在了滑动变阻器两端，发现电压表示数为1.5V。已知定值电阻R的大小为5Ω，电路两端电压为4.5V。请你帮该同学判断一下此时经过定值电阻R的电流大小？ R滑 R=5Ω I=? 解：根据题意画出等效电路图 U=4.5V U滑=1.5V 由于该电路为串联电路 UR=U-U滑 =4.5V-1.5V=3V I= UR R = 3V 5Ω = 0.6A 答：经过定值电阻R的电流大小为0.6A。 探究新知二　利用欧姆定律进行计算 【例题4】小明发现实验室里有一卷单股电线，他了解到此类电线每千米的电阻为0.2Ω(0.2Ω2/km)。为了粗略估算电线有多长，小明用电压表、电流表和电源接成如图所示的电路进行测量。测得电压表的示数为3.0V时，电流表的示数为0.3A。则这卷电线的长度约有多少千米? 分析：首先根据题意画出简化电路图，并在电路图上标出物理量和数据。已知电压表示数为3.0V，电流表示数为0.3A，应用欧姆定律变形式求出电线的总电阻，再结合每千米的电阻为0.2Ω(0.2Ω2/km)计算出电线的长度。 解：根据题意画出等效电路图 R=？ I=0.3A U=3.0V A 答：卷电线的长度约有50km。 由 探究新知二　利用欧姆定律进行计算 利用欧姆定律公式计算的步骤 ①读题、审题（注意已知量的内容）根据题意画出电路图； ②判断电路的连接方式，明确各测量哪部分电路两端的电压和电路中的电流； ③在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号； ④找出各物理量之间的关系；利用欧姆定律和串、并联电路电流、电压的关系列出关系式。物理公式在代入数值或写计算结果时不要忘记单位（书写格式要完整，规范）。 探究新知二　利用欧姆定律进行计算 酒精测试仪 　　根据世界卫生组织的统计，50%~60％的 交通事故与酒后驾驶有关。我国刑法规定，从2011年5月1日起，驾驶员醉酒后驾车要负刑事责任。 目前，世界大多数国家都采用呼气式酒精剧试仪对 驾驶员进行现场检测。 　　酒精气体传感器是一种气敏电阻，它的阻值随 酒精气体浓度的变化而变化，从而引起电路中电流 和电压 的变化。这样测试仪就能显示出驾驶员呼出 的酒精气体浓度。 探究新知二　用欧姆定律进行计算 酒精测试仪原理： 　　酒精测试仪实际上是由酒精气体传感器R1、一个定值电阻R2及一个电流表和电压表串联组成。 　　其中传感器的电阻值R1随酒精气体浓度的增大而减小，根据欧姆定律I=U/R可知，电路中的电流越大，则定值电阻R2两端的电压U2＝IR2越大，即测试仪的示数越大。 １ 【学习任务三】欧姆定律的简单计算 如图所示，电源电压恒为6V，闭合开关S，电压表的示数为2V，电路中的电流为0.5A。则灯泡L2两端的电压及灯泡L2的电阻分别为（　　） A．4V，4Ω B．2V，4Ω C．4V，8Ω D．2V，8Ω 解：由电路图可知，闭合开关S后，两灯串联，电压表测L1两灯的电压，则L1两灯的电压为2V，由串联电路的电压特点可知，灯泡L2两端的电压为U2=U-U1=6V-2V=4V，由欧姆定律可知，灯泡L2的电阻为　　　　　　　故C符合题意，ABD不符合题意。 故选：C。 C 探究新知二　用欧姆定律进行计算 【变式训练】欧姆定律的简单计算 如图所示的电路中，电压U保持不变，其中R1=40Ω、R2=30Ω。当开关S断开时，电流表示数为0.4A，则当开关S闭合时，电流表示数为_____A。 解：当开关S断开时，电路中只有R2接入电路，电流表示数为0.4A；根据欧姆定律可知，电源电压为：U=I2R2=0.4A×30Ω=12V； 闭合开关S后，该电路为并联电路，电流表测量干路中的电流；电源电压不变，并联电路互不影响，则通过R2的电流仍然为0.4A；通过R1的电流为： 根据并联电路的电流关系可知，干路中的电流为：I=I1+I2=0.3A+0.4A=0.7A。 故答案为：0.7。 0.7 探究新知一　欧姆的研究发现 课堂小结 欧姆定律 内容： 欧姆定律 导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，导体的电阻成反比。 单位：电压：V；电阻：Ω；电流：A 公式： 理解 ①欧姆定律适用于纯电阻电路； ②电流、电压与电阻必须是对应同一导体或同一段电路； ③三个量具有同时性。 利用欧姆定律进行简单计算 求电流： 求电压： U=IR 求电阻： 课堂练习 1.（2006秋•青羊区校级期末）通过导体a,b的电流随电压的变化情况如图，则导体a,b的电阻相比较（　　） A．Ra＞Rb B．Ra＜Rb C．Ra=Rb D．无法确定 【解析】解：在图中作出一条垂直于U轴的直线，则由图可知，通过导体a的电流大于通过导体b的电流；则由欧姆定律　　可得：　　因电压相等，Ia＞Ib；故Ra＜Rb。 故选：B。 B 2.（2024秋•雨城区校级期中）某同学对实验室中如图的定值电阻R1和R2进行了研究，发现内部主要是材料相同、缠绕成螺旋状的电阻丝，但电阻丝的粗细、缠绕圈数不同。其中构成R1的电阻丝较粗、缠绕圈数为42圈，而R2的缠绕圈数为47圈。关于某同学的下列分析正确的是（　　） A．如果两电阻的电阻丝缠绕圈数相同，R1的电阻大 B．如果两电阻丝用铜制成，其电阻将变得大 C．电阻R1的阻值小于电阻R2的阻值 D．当该电阻两端电压为0时，此时它的电阻也为0 C 课堂练习 【解析】解：A．如果两电阻的电阻丝缠绕圈数相同，即电阻丝的长度相同，而构成R1的电阻丝较粗，故R1的电阻小，故A错误； B．铜的导电能力较强，电阻较小，如果两电阻丝用铜制成，其电阻将变小，故B错误； C．因为材料相同，构成R1的电阻丝较粗，且R1的缠绕圈数少，电阻丝的长度较短，故R1的阻值小于R2的阻值，故C正确； D．电阻是导体本身的性质，只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与导体两端电压无关，故D错误。 故选C。 课堂练习 3. （2024秋•雨城区校级期末）甲、乙两地相距40km,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线，已知输电线每千米的电阻为0.2Ω。现输电线某处发生短路，为确定短路位置，检修人员在甲地用电压表、电流表和电源接成如图所示的电路进行测量。当电压表的示数为2.8V时，电流表的示数为0.5A，则检修员测量的导线电阻为_____Ω，短路位置离甲地的距离为_____km。 课堂练习 14 5.6 【解析】解：根据欧姆定律知，短路位置到电源处两段输电线的总电阻： 已知输电线每千米的电阻为0.2Ω，则两段输电线的总长度： 短路位置离甲地的距离： 故答案为：5.6；14。 课堂练习 【解析】解：①当闭合S1、断开S2时，电路为R1的简单电路，电流表的示数是0.4A， 根据欧姆定律可得电源电压：U=U1=I1R1=0.4A×30Ω=12V； ②当S1、S2均闭合时，两电阻并联接入电路，电流表测干路电流，电流表的示数是0.5A， 根据并联电路电流规律可得通过R2的电流：I2=I-I1=0.5A-0.4A=0.1A， 根据欧姆定律可得电阻R2的阻值： 故答案为：12；120。 4. （2025•四川）如图所示，电阻R1=30Ω，闭合S1、断开S2时，电流表的示数为0.4A；闭合S1和S2时，电流表的示数为0.5A。则电源两端的电压为____V，电阻R2的阻值为_____Ω。 120 课堂练习 12 布置作业 1.基础性作业：完成课件中的课堂练习。 2.拓展性作业： 　　查阅资料了解到实验室常用电压表的电阻约为2000Ω，电流表的电阻约为0.1Ω。如果将电压表和电流表分别直接接在电压为4.0V的蓄电池两端，请应用欧姆定律计算通过电压表和电流表的电流大小。 你不能直接连在电源两极上，会把你烧坏的！ 那你为什 么不怕呀？ 布置作业 思路指导 RV=2000Ω IV=? U=4.0V V RA=0.1Ω IA=? U=4.0V A 电压表的电阻很大，直接接在电源两端，通过电压表的电流很小，没有烧毁的危险。 在电路中，连接电压表位置可看作开路。 电流表的电阻很小，直接接在电源两端，通过电流表的电流很大，会损坏电流表。 在电路中，电流表可看作是一根导线。 谢谢聆听 谢谢聆听 $