内容正文:
14.3 欧姆定律
学习目标:
1.学习用“控制变量法”探究电流、电压、电阻的关系。
2.进一步学会电压表、电流表、滑动变阻器的使用方法。
3.会用图像法研究相关物理问题,并依据实验事实分析、解决问题。
4.初步理解欧姆定律的物理意义。
学习重点:通过实验探究电流跟电压和电阻的关系,归纳出欧姆定律。
学习难点:如何设计实验,如何对实验数据进行分析并归纳结论,如何评估实验结果。
温故知新 导引自学
1.影响导体电阻大小的因素有哪些?
2.滑动变阻器改变电流大小的原理是什么?
3.你认为导体的电压和电阻分别对电流是有怎样的关系?为什么?
交流质疑 精讲点拨
活动一:探究电流与电压、电阻的关系
1.猜一猜:
电流与电压关系是什么?猜想的依据是什么?
电流与电阻关系是什么?猜想的依据是什么?
2.交流(实验设计):
(1)由于电流可能受到电压、电阻等多个因素的影响,所以应采用 法,分别研究电流与电压、电阻的关系。
(2)在虚线框中画出“研究电压、电阻的变化对电流影响”的电路图。
1 “探究电流与电压关系”中,你打算:如何控制电阻不变?如何改变电压?
2 “探究电流与电阻关系”中,你打算:如何控制电压不变?如何改变电阻?
3.做一做:
(1)连接电路。连接电路时应注意:
①开关应处于 状态;
②滑动变阻器的滑片处于 位置;
③注意确定电压表、电流表的连接方式;
④电压表量程选什么,电流表量程选什么;
⑤闭合开关前应检查电路,确认电路无误后方可进行实验。
(2)保持电阻R不变,移动滑片,研究通过电阻的电流与其两端电压的关系,并把测量数据填入表1中。
(3)保持电阻R两端的电压不变,移动滑片,换用不同的电阻R,研究通过电阻的电流与电阻大小的关系,并把测量的数据填入表2中。
表2 U= V
实验序号
R/Ω
I/A
①
②
③
④
⑤
表1 R= Ω
实验序号
U/V
I/A
①
②
③
④
⑤
4.讨论与交流:
(1)根据表1的数据,在图中坐标系画出I-U图像,你有什么发现?
(2)分析表2的数据,你有什么发现?
(3)在研究电流与电压、电流与电阻的关系时,滑动变阻器各起到什么作用?
(4)实验时,如果用灯泡代替电阻来研究电流与电压的关系,结果会怎样?
5.欧姆定律
导体中的 与导体两端的 成 ,与导体的 成 。
欧姆定律公式: 变形公式:
对欧姆定律的理解(1)同一性:公式中的U、I、R是对同一个导体或同一段电路,三者要一一对应。(2)同时性:公式中的U、I、R是同一时刻的物理量。(3)欧姆定律变形公式仅是该公式的变形,未必反映某种条件下物理量间成正比或成反比关系。
当堂反馈 拓展迁移
1.探究“电流跟电压的关系”实验中,下列说法不正确的是( )
A.探究电流跟电压的关系时,需要控制导体的电阻一定
B.实验的结论是:通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
C.滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用
D.多次实验是为了得到电流跟电压之间的定量关系
2.如图所示,在“探究电流与电压关系”的实验时。正确的操作是( )
A.保持R2滑片的位置不动 B.保持电路中电流不变
C.保持R1不变,调节R2的滑片到不同的适当位置D.更换R1,调节R2的滑片到不同的适当位置
3.根据欧姆定律公式I=U/R,可变形得到R=U/I。对此,下列说法中正确的是( )
A.导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比
B.导体电阻的大小跟导体中的电流强度成反比
C.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D.导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流强度无关
4.欧姆定律的表达式为 ,在电压U一定的条件下,导体的电阻R越小,通过导体的电流I越 。两个电阻R1和R2(R1>R2)串联接入电路中,通过R1的电流 (填“大于”、 “等于”或“小于”)通过R2的电流。
5.要想使1000Ω的电阻通过8mA的电流,那么应给它的两端加 V的电压;如果该电阻所允许通过它的最大电流是25mA,那么它的两端所能加的最大电压是 V。
6.在图所示的电路中,电源电压为3V,开关闭合后,电流表和电压表的读数分别是0.10A和2.0V,则通过R2的电流是 A,R2两端的电压是 V,R1的电阻是 Ω。
7.如图所示电路中,电源电压为3V且保持不变, R=10Ω,滑动变阻器的最大阻值Rmax=20Ω。当开关S闭合后,在滑动变阻器的滑片由A端移动到B端的过程中,电流表示数的变化范围是 。
8.在探究“电流与电阻的关系”的实验中,设计了如图甲所示的电路,电源电压恒为6V,滑动变阻器规格为“40Ω,1A”,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻R。
(1)实验时须注意安全用电,因此连接电路时开关应处于 状态;
(2)根据图甲,用笔画线代替导线将图乙中的电路连接完整;
(3)电路连接完整后,实验前将滑片P调至最
(选填“左”或“右”)端;
(4)闭合开关后,某同学发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近电源电压。请你分析电路故障原因可能是: ;
(5)用5Ω的电阻进行实验后,再换用10Ω的电阻继续实验,若想保持定值电阻两端的电压不变,滑片应该适当向 (填“左”或“右”)移动;
(6)最后整理数据时,发现有一组数据出现了错误,请你仔细分析,实验中控制定值电阻两端的电压为 V,出现错误的应该是第 组,原因可能是: 。
实验组
1
2
3
4
电阻(Ω)
5
10
20
30
电流(A)
0.6
0.3
0.2
0.1
学后反思:通过今天的学习,你收获了哪些,感悟到了什么?
课后作业:
1.探究“电流跟电阻的关系”实验中,下列说法正确的是( )
A.探究电流跟电阻的关系时,需要控制导体两端的电压一定
B.实验的结论是:通过导体的电流跟导体的电阻成反比
C.滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用
D.多次实验是为了减小实验误差
2.小明和同学们在做电学实验过程中,他们经过讨论,依次改进了“探究电流跟电压的关系”的实验电路图,如图甲、乙、丙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲改进为图乙:为保证实验过程中电压这一因素不变
B.图乙改进为图丙:实现多次实验,得到电流跟电压之间的定量关系
C.图丙:移动滑动变阻器目的是保持电阻R两端电压不变
D.图丙:在不增加任何器材的情况下,仅利用本实验的器材可探究电流与电阻的关系
3.某同学按照如图所示的电路来探究电流与电阻的关系。电源电压恒为6V,滑动变阻器的规格为“50Ω,0.5A”,该同学用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻分别进行了5次实验,并记录实验数据。以下说法正确的是( )
A.实验中滑动变阻器的作用是使定值电阻两端电压各不相同
B.多次实验的目的是为了减小误差
C.实验中定值电阻两端的电压只能控制在2V~2.5V之间
D.由记录的实验数据可知,通过5Ω和10Ω电阻的电流之比为1:2
4.在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中,小华同学连接的电路如图所示,电源电压保持3V不变,闭合开关,调节滑动变阻器,得到的实验数据如表。下列说法正确的是( )
实验序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
电流I/A
0.15
0.28
0.30
0.38
0.45
A.本实验和测定值电阻的实验都需要多次测量寻找普遍规律
B.第2、4组实验中,电压和电流的比值与其它组有差异是由实验误差造成的
C.该实验可以得出导体两端的电压与通过导体的电流成正比的结论
D.实验中选用的滑动变阻器的规格可能是“20Ω,2A”
5.关于欧姆定律公式,可变形为,下列说法正确的是( )
A.导体的电阻与电压成正比
B.导体的电阻是导体本身的一种性质,电流、电压不影响电阻的大小
C.电压一定时,导体的电阻与通过导体的电流成反比
D.当导体两端的电压变为0V时,导体的电阻变为0Ω
6.小明利用如图所示的电路探究电流与电阻的关系,闭合开关前将滑片移到A端的目的是 。实验中应保持 (选填“电压表”或“电流表”)的示数不变,将阻值为5Ω的电阻换成阻值为10Ω的电阻后,再将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。
7.如图是小华探究“电流与电阻关系”的实验电路,AB间可以换接多个不同阻值的电阻。某次由5Ω换成10Ω,他应向 调节滑动变阻器滑片,同时眼睛应该注视着 。
8.小王和小李两位同学在探究“导体中的电流与电压关系”的实验中,所用的电源为若干节新干电池。实验过程中他们都进行了多次实验,所用的实验方法有:①改变电池节数;②移动滑动变阻器的滑片。实验电路如图A和甲所示,实验数据记录在表一和表二中。
九年级物理学科教案(学案)
14.3.1第 1 页 共 4 页
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表一
序号
电压(伏)
电流(安)
1
2
0.2
2
3
0.3
3
6
0.6
表二
序号
电压(伏)
电流(安)
4
1.5
0.1
5
3
0.2
6
6
0.4
(1)请根据图甲所示电路图用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整;
(2)小林同学连接好图乙电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P移至 (选填“A”或“B”)端。闭合开关,移动滑片P,发现电压表无示数,电流表有示数,则电路故障可能是定值电阻R ;
(3)分析比较实验序号1和2和3或4和5和6中电流与电压的倍数关系,得出的初步结论 ;
(4)分析比较实验序号 中数据及相关的条件,得出的初步结论是:电压相等时,通过不同导体的电流大小不同。
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