17.2欧姆定律教学设计 ----2025-2026学年人教版物理九年级全一册

欧姆定律教学设计 1、 教材分析 《本节课的内容是要探究电流与电压、电阻三个量之间的关系，最终归纳概括出欧姆定律。欧姆定律作为电学中的基本定律，首先起着承上启下的作用，它是在学习了电流、电压、电阻知识之后建立起三者之间的联系，是以后探究电功、电功率、串并联电路电阻关系的基础，为测未知电阻阻值提供原理依据；其次它是电学中的基础，可以推广应用到线性元件、交流电路中、对构建电学知识体系起着很重要的作用，同时这也是学生在电学学习中从定性走向定量研究的飞跃；最后用欧姆定律描述I、U、R三者之间的定量关系，适合开展实验探究活动。 在实验设计过程中，学生需要应用控制变量法分解探究方案，分别是探究电压一定时，电流与电阻之间的关系；探究电阻一定时，电流与电压之间的关系。有助于学生掌握控制变量的思想，提高实验设计能力。分析处理数据环节，学生会运用图像法处理数据、会对实验结果提出质疑，最终形成正确的结论，有助于培养学生科学论证、分析推理的能力。另外学生在经历得出欧姆定律的过程中，有助于物理观念的体验、形成。 2、 教学目标 1.知道影响电流大小的因素有电压、电阻，能描述出它们之间的正反比关系，知道欧姆定律中涉及的三个物理量是针对同一导体、同一状态下而言，会应用欧姆定律进行简单的计算。 2.会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和通过该导体的电流，会用滑动变阻器改变电路中的电流和用电器两端的电压。 3.亲身经历欧姆定律的发现过程，体会控制变量法在实验方案的制订和实验过程的实施中所起的作用，学会利用观察分析法、图像法、电脑程序法处理数据，获得结论，体会欧姆的思维发展过程，养成良好的思维习惯，提升科学探究素养。 4.经历应用欧姆定律解决实际问题的过程，体会“物理来源于生活并服务社会”的学科思想。要善于观察周围生活中的现象，并尝试运用物理学习中所掌握的方法去揭示其隐藏在背后的规律，收获与他人的合作完成任务的成就感。 三、教学重点 （1）用控制变量法分解实验目的，调节滑动变阻器实现电压的改变或控制不变。 （2）应用图像法和观察法，分析处理实验数据，得出欧姆定律。 四、教学难点 优化实验电路图，理解滑动变阻器的作用。 5、 教学方法 本节课采用实验探究法、讨论法、讲授法相结合的教学方法。通过实验探究让学生亲身经历欧姆定律的发现过程，培养学生的科学探究能力；通过讨论法激发学生的思维，培养学生的合作精神和表达能力；通过讲授法对关键知识点进行系统讲解，帮助学生理解和掌握欧姆定律。 6、 教学过程 一、情境创设 学校举行科技小制作，小明想用一只“3.8V    0.3A”的小灯泡制作一个迷你小台灯，手头只有电压为6V的电源，小灯泡能直接连在这个电源上吗？为什么？ 学生结合已有经验回答：不能直接接到6V的电源上，因为小灯泡有可能会被烧毁。 教师提问：小明解决问题的办法就是需要一个电阻，请你帮他找到合适的电阻？要想解决这个问题，需要哪些知识储备？ 学生回答：利用电阻是想增大电路的总电阻，减小电流，但要具体计算出电阻，需要知道电流与电压、电阻之间的定量关系。 任务一  实验探究——电流与电压、电阻之间的定量关系 【师生活动】 教师提问：如何探究电流与电压、电阻这三个物理量之间的定量关系？ 学生能结合所学过的控制变量法的思想进行探究课题的划分，分成两个目的： （1）探究电压一定时，电流与电阻的关系。 （2）探究电阻一定时，电流与电压的关系。 教师引导：请大家依据实验目的设计实验电路图，并结合实验电路图简要介绍实验步骤。 学生展示自己设计的电路图，大部分学生设计出如图12-31所示的电路。 图12-31 学生分享自己的实验方案： （1）当探究电压一定时，电流与电阻之间关系时，可以保持电源不变，只要更换电阻阻值，读出电流表示数就可以实现。 （2）当探究电阻一定时，电流与电压之间关系时，可以保持定值电阻阻值不变，不断地改变电源电压即可实现。 教师依据学生的回答，在学生设计的电路图基础上，建议在电阻两端再并联一个电压表，如图12-32所示。 图12-32 学生进行实验探究：更换电阻、闭合开关之后，观察并记录电压表、电流表的示数。 教师引导学生分析数据，发现了什么问题？ 学生回答：记录实验数据（电压、电流）后发现，当电阻改变的时候，电阻两端的电压也会随之改变，并不能实现电压不变。 教师点拨：由于电源有内阻，在更换电阻的过程中，电压表示数是改变的。这个实验电路图不符合要求，应该怎样改进？ 学生思考，有一部分学生会提出可以在电路中增加滑动变阻器。 学生进一步改进实验方案，如图12-33。 图12-33 教师提问：更换电阻后，接下来的实验步骤是什么？滑动变阻器的作用是什么？ 学生回答：滑动变阻器的作用是更换电阻后，通过调节滑动变阻器滑片来保证电阻两端的电压不变。 教师点拨：探究电阻一定时，电流与电压的关系，图12-33的方案也是最优方案。因为若用图12-31，通过更换电源改变电压，改变的幅度是有限的，而且实验操作不方便，有安全隐患。而用图12-33，可以通过调节滑动变阻器滑片来实现电流、电压的改变。 学生根据图12-33进行实验探究，收集实验数据（记录在表12-6、表12-7中），教师巡视指导。 表12-6    U=             V时 表12-6    R=             Ω时 任务二  发现规律——分析处理数据，并得出结论（总结出欧姆定律） 【师生活动】 教师提问：处理数据有哪些方法？你采取哪种方法，得出什么结论？ 有的学生回答运用了图像法处理数据，发现电阻一定时，电流与电压成正比；电压一定时，电流与电阻成反比。 有的学生对数据观察和计算，发现电压一定时，电阻变大，电流变小，但电流与电阻的乘积是定值；电阻一定时，电压变大，电流也变大，且电流与电压的比值是常数。 【教师活动】 教师在学生分析的基础上整合结论，得出欧姆定律：通过导体的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。 （1）公式表示： （2）单位： （3）“这段导体”是对同一导体而言的，即电流、电压、电阻对应同一导体，而且具有同时性。 （4）欧姆定律中的电流、电压和电阻这三个物理量之间存在因果关系，因变量是电流，电压和电阻是自变量，它们是影响电流的因素。 （5）变形式：即I、U、R三个物理量中，已知两个量，可求第三个未知量。 注意：这两个公式只是计算使用，并没有因果关系。 （6）欧姆定律一般适用于把电能全部转换为内能的纯电阻电路。 任务三  应用欧姆定律——解决新课开始时提出的任务 【师生活动】 请同学利用所学的欧姆定律，演示解题过程。 （1）一个小灯泡规格为“3.8V    0.3A”，求这个小灯泡正常发光时的电阻（结果保留一位小数）。 （2）小明想用一只规格为“3.8V    0.3A”的小灯泡制作一个迷你小台灯，手头只有电压为6V的电源，小明解决问题的办法就是利用了一段电阻丝，请问选取的电阻丝的阻值多大？（结果保留一位小数） 学生应用欧姆定律计算求解相关的物理量，教师进行巡视指导。 （1）由欧姆定律得，小灯泡正常发光时的电阻。 （2）依据串联电路电流、电压的特点得出，电阻丝两端的电压，则选取电阻丝的阻值。 教师结合学生的解题过程，点评过程的规范性、公式运用的准确性，再次强调欧姆定律是针对同一段导体而言的，电流、电压、电阻对应同一导体，而且具有同时性。同时对第（2）问进行讲解，帮助不会做的学生解决问题。 【师生活动】 学生结合这节课做课后小结：学习了欧姆定律，会应用控制变量法分解实验目的，会应用欧姆定律进行计算，解决问题。 教师结合学生的课后小结，进行补充点评，在实验探究数据分析时可以应用图像法和观察法进行处理。 七、课堂小结 这节课学习了应用控制变量法设计实验；应用图像法、观察法分析处理数据，得出电流与电压、电阻之间的定量关系——欧姆定律；会应用欧姆定律进行简单计算。知道滑动变阻器的作用，并能依据实验目的进行准确操作。培养学生的科学探究能力和分析解决问题的能力。 八、板书设计 第四节  欧姆定律 九、作业设计 【基础性作业】 1.关于欧姆定律表达式的几种理解，下列说法中正确的是（          ） A.由可得表示当导体两端电压增大时，导体电阻增大 B.由可得表示当通过导体的电流减小时，导体电阻增大 C.表示导体两端电压增大时，通过导体的电流也一定增大 D.表示在导体两端电压一定时，通过导体的电流跟导体电阻成反比 2.一段导体两端电压为6V时，导体中的电流为0.2A，若导体两端电压变为18V时，则导体中的电流为               A；当它两端电压变为0时，导体的电阻为               Ω。 3.有一只小灯泡，它的电阻为6Ω，正常发光时所需的电压为3V；若把它接在8V的电源上，要使它正常工作，则需               联一个               Ω的电阻。 【拓展性作业】 4.在探究电流与电压、电阻的关系实验中，学生得出电阻一定时和电压一定时两个表达式，这两个表达式合二为一得出欧姆定律时，就能得出这两个k为什么整合后就没有了？请查阅资料，进行解释。 5.小圆想探究通过导体的电流与导体的电阻之间的关系，他利用干电池、电流表、电压表、多个阻值不同且已知的定值电阻、开关及导线，设计了如图所示的电路。实验中，他将定值电阻R接入电路中，读出相应的电流表的示数并观察电压表的示数，记录实验数据。将R换为不同阻值的另一个电阻后，小圆观察到电压表的示数增大了。小圆意识到自己的实验设计不能实现探究目的。 （第5题图） （1）请你写出小圆的实验设计不能实现探究目的的原因：                                                  。 （2）请你画出能够实现探究目的的电路图（可以添加适当的实验器材）。 （3）依据你设计的电路图，针对小圆不能实现探究目的的原因，写出操作的方法。 【探究性作业】 6.如图甲所示是探究“电流与电阻的关系”实验的电路。已知电源为2节新干电池，滑动变阻器上标有“15Ω    2A”字样，阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、40Ω的定值电阻各一个。 （第6题图） （1）请你用笔画线代替导线，将图甲所示的实验电路补充完整（要求滑片向左移动时电路电流变大）。 （2）先将5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表无示数而电压表有示数，则电路中的故障可能是                     ；排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，当电流表的示数如图乙所示时，记录此时各表的示数。 （3）将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻，闭合开关，为了完成探究实验，应将滑动变阻器的滑片P向                    （选填“A”或“B”）端移动，记录此时各表的示数。 【参考答案】 1.D 设计意图：考查学生对欧姆定律的理解，欧姆定律探究的是电流与电压、电阻的关系，学生在探究过程中，能体会到对于定值电阻而言，电阻不随电流、电压的改变而改变，从而能更好地理解电阻是导体的特性。 2.0.6      30 设计意图：考查学生对电阻是导体的特性的理解，会应用欧姆定律进行简单计算。 3.串      10 设计意图：考查学生应用欧姆定律及串联电路电流、电压的特点进行简单的计算，评估学生分析解决简单问题的能力。 4.补充资料——欧姆定律得出过程： 依据和合成 ①规定单位：如果导体两端的电压为1V，通过的电流为1A，此时的电阻规定为1Ω。 ②根据①式及上述规定，应该有： 再根据②式.有 即为部分电路欧姆定律的表达式。将写成等式，理应为为比例系数。由于上述规定电阻单位的方法，使得所以公式最简单。凡是遵循正比例或反比例关系的物理规律，如阿基米德定律、焦耳定律、牛顿第二定律等，都可以经过如上类似步骤总结出数学表达式。 设计意图：拓展学生的认知，引导学生有意识了解物理学史，为后续学习其他定律做好准备。同时在实际授课过程中也会有学生问到这个问题，培养学生严谨的逻辑思维，引导学生学会发现问题，也引导学生尊重知识生成的过程，完善自己的科学思维。同时体会科学思维严谨的魅力，激发想进一步深入学习的愿望。 5.（1）没有保持电阻两端电压不变      （2）如答图所示。 （第5题答图） （3）①开关断开，将滑动变阻器滑片调至阻值最大处，两电表调零，按答图连接电路。 ②闭合开关，移动滑动变阻器滑片到适当位置，读取两表示数，设计表格，将U、I和R记录在表格中。 ③断开开关，更换不同的定值电阻，将滑动变阻器滑片调至阻值最大处，闭合开关，调节滑片，使电压表示数仍为U，记录I、R。 ④仿照步骤③再做四次实验，把Ⅰ和R记录在表格中。 设计意图：考查学生会应用控制变量法的思想解决实际问题，知道探究电流与电阻之间的关系时，电压要保持不变，能应用滑动变阻器实现实验目的，会进行正确的实验操作 6.（1）如答图所示。 （第6题答图） （2）定值电阻断路      （3）B       设计意图：考查学生的实验操作能力，会连接电路，会排查电路故障，会通过调节滑动变阻器滑片来实现实验目的，会应用欧姆定律分析解决简单问题。 10、 教学反思 本节课通过实验探究的方式让学生亲身经历欧姆定律的发现过程，培养了学生的科学探究能力和分析解决问题的能力。在教学过程中，学生能够积极参与实验设计和数据分析，但在理解滑动变阻器的作用和欧姆定律的适用条件方面还存在一定的困难。在今后的教学中，可以通过更多的实例分析和练习来帮助学生加深理解。 学科网（北京）股份有限公司 $