第2节 欧姆定律（导学案）物理教科版2024九年级上册

第2节 欧姆定律（导学案） 【学习目标】 1.通过实验探究电流跟电压、电阻的定量关系，分析归纳得到欧姆定律。 2. 理解欧姆定律，能运用欧姆定律分析解决简单的电路问题。 3. 通过计算，学会解答电学计算题的一般方法。 【学习重点】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。 【学习难点】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。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 决定导体电阻大小的因素有导体的 、 、 和 。 2. 德国物理学家欧姆通过大量实验归纳得出了欧姆定律：导体中的电流，跟导体两端的电压成 比，跟导体的电阻成 比。公式为 。 公式中各字母的含义及单位分别是：I表示电流，单位是 ；U表示电压，单位是 ；R表示电阻，单位是 . 3. 两个变形式： U= 、 。 【课堂探究】 探究一、欧姆定律 【想一想】上一节课实验得出的结论是什么？把上一节课的实验结论综合起来，就得到了欧姆定律。 1. 内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成 比，跟导体的电阻成 比 。 2. 公式： 。 公式中各字母的含义及单位分别是：I表示电流，单位是 ；U表示电压，单位是 ；R表示电阻，单位是 . 3. 物理意义：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 倍；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 。 4. 变形公式 由欧姆定律的公式 可推出：U=IR、 。 （1）电压U=IR的意义：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 说成电压与电流成正比（选填“能”或“不能”）。 （2）电阻 的意义：表示导体的电阻在数值上等于导体两端的电压与通过导体的电流之比。 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 ，与加在两端的电压和流过的电流大小 （均选填“有关”或“无关”）。 5. 对公式的理解 （1）统一性：I、U、R必须使用国际单位制，即U的单位是V，R的单位是Ω，I的单位是A。 （2）同一性： ① I、U、R是对同一个 或同一段电路而言的，三者要一一对应。 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。 （3）同时性：对同一导体或同一部分电路来说，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，所以公式I=U/R 中的三个量是针对R同一时间而言的。 （4）条件性：定律中提到的“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。 （5）适用范围：欧姆定律适用于纯电阻电路。 【例题1】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 【变式1】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 【例题2】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 【变式2】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 探究二、利用欧姆定律进行计算 1. 应用欧姆定律进行分析与计算 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。 2. 想想议议 1. 公式R=U/I 与公式I=U/R 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？ 答： 。 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？ 答： 。 【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 【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? 【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？ 【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? 总结解题步骤： 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）。 拓展： 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。 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 ，根据欧姆定律I=U/R可知，电路中的电流越 ，则定值电阻R2两端的电压U2＝IR2越 ，即测试仪的示数越 。 由 由 由 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节 欧姆定律（导学案） 【学习目标】 1.通过实验探究电流跟电压、电阻的定量关系，分析归纳得到欧姆定律。 2. 理解欧姆定律，能运用欧姆定律分析解决简单的电路问题。 3. 通过计算，学会解答电学计算题的一般方法。 【学习重点】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。 【学习难点】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。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 决定导体电阻大小的因素有导体的 材料、 长度 、横截面积和温度。 2. 德国物理学家欧姆通过大量实验归纳得出了欧姆定律：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。公式为I=U/R。 公式中各字母的含义及单位分别是：I表示电流，单位是安培（A）；U表示电压，单位是伏特（V）；R表示电阻，单位是欧姆（Ω）. 3. 两个变形式： U=IR、 。 【课堂探究】 探究一、欧姆定律 【想一想】上一节课实验得出的结论是什么？把上一节课的实验结论综合起来，就得到了欧姆定律。 1. 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. 公式： I=U/R。 公式中各字母的含义及单位分别是：I表示电流，单位是安培（A）；U表示电压，单位是伏特（V）；R表示电阻，单位是欧姆（Ω）. 3. 物理意义：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；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。 4. 变形公式 由欧姆定律的公式 可推出：U=IR、 。 （1）电压U=IR的意义：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（选填“能”或“不能”）。 （2）电阻 的意义：表示导体的电阻在数值上等于导体两端的电压与通过导体的电流之比。 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（均选填“有关”或“无关”）。 5. 对公式的理解 （1）统一性：I、U、R必须使用国际单位制，即U的单位是V，R的单位是Ω，I的单位是A。 （2）同一性： ① I、U、R是对同一个导体或同一段电路而言的，三者要一一对应。 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。 （3）同时性：对同一导体或同一部分电路来说，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，所以公式I=U/R 中的三个量是针对R同一时间而言的。 （4）条件性：定律中提到的“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。 （5）适用范围：欧姆定律适用于纯电阻电路。 【例题1】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 【答案】C 【解析】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 【变式1】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 【答案】C 【解析】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。 【例题2】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 【答案】D 【解析】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。 【变式2】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 【答案】B 【解析】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。 探究二、利用欧姆定律进行计算 1. 应用欧姆定律进行分析与计算 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。 2. 想想议议 1. 公式R=U/I 与公式I=U/R 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？ 答：不对，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？ 答：不能，电压是形成电流的原因，电源是提供电压的装置。 【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 【答案】（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。 【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? 【答案】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R=U/I 计算求解。 解：根据题意画出等效电路图R=2.5Ω I=? U=5V 【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？ 【答案】根据题意画出等效电路图 R滑 R=5Ω I=? 由于该电路为串联电路UR=U-U滑 =4.5V-1.5V=3V 1. I= UR R = 3V 5Ω = 0.6A 【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? 【答案】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。R=？ I=0.3A U=3.0V A 根据题意画出等效电路图 由 总结解题步骤： 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）。 拓展： 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。 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。 由 由 由 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $