12.4 欧姆定律（教学课件）物理新教材北师大版九年级全一册

该初中物理课件聚焦“欧姆定律”，通过实验探究电流与电压、电阻的定量关系，课堂导入以“改变电路电流的方法”设问，衔接前期知识，搭建从定性到定量的学习支架，涵盖实验设计、数据记录与图像分析等环节。 其亮点在于以科学探究为主线，采用控制变量法设计实验，结合数据表格、I-U图像分析结论，融入6个教学视频和动图辅助理解，培养科学思维与实验能力。课堂小结结构化呈现公式、单位及理解要点，助力学生构建物理观念，教师可借助丰富资源提升教学效率。

（本课件包含PPT51张；图片：37张；动图：6个；教学视频：6个） 物理九年级全一册 •北师大版 第4节 欧姆定律 第十二章 欧姆定律 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 理解欧姆定律的物理意义，掌握电流、电压和电阻之间的定量关系。 02 科学思维 通过实验数据分析，建立控制变量法探究物理规律的逻辑推理能力。 03 科学探究 学会设计实验方案，探究电流与电压、电阻的关系，并能分析实验数据得出结论。 04 科学态度与责任 培养严谨的实验态度，体会欧姆定律在实际应用中的重要性。 教学重难点 教学难点 教学重点 通过实验探究，掌握电流与电压、电阻之间的定量关系；能运用欧姆定律解决简单问题。 理解欧姆定律中电流与电压成正比、与电阻成反比的物理意义。 课堂引入 如图：要想改变电路中电流大小，我们可以采用改变电源电压和电路中电阻大小的办法来实现。那么，通过导体的电流与加在它两端的电压及导体的电阻之间存在怎样的定量关系呢？ 本节课我们将一起来探究这个问题！ 知识点1 探究电流与电压的关系 实验探究一：探究电流与电压的关系 实验目的：探究电阻—定时电流与电压的关系 实验方法：因为电压、 电阻的改变都会引起电流的变化。实验时，应先保持 某一个量不变，如电阻不变，研究通过导体的电流与导体两端电压的关系， 然后保持导体两端的电压不变， 研究通过导体的电流与电阻的关系。即本实 验要采用控制变量法。 知识点1：探究电流与电压的关系 实验探究一：探究电流与电压的关系 设计实验：我们可以把一个定值电阻接入电路，然后想办法改变定值电阻两端的电压，记录每次的电流和电压值，分析比较通过定值电阻的电流I怎样随着它两端的电压U的变化而变化，就可以得出电流与电压的关系。那么，如何改变定值电阻两端的电压呢？ （1）改变电池节数；（2）用学生电源；（3）用滑动变阻器。 知识点1：探究电流与电压的关系 A V R R' S P 实验电源 实验器材 学生电源、电流表、电压表、定值电阻若干、滑动变阻器、开关、导线若干。 知识点1：探究电流与电压的关系 实验探究一：探究电流与电压的关系 实验电路 实验时，将定值电阻与变阻器串联，电流表串联在电路中测量电流，电压表并联在定值电阻两端测量电压。运用控制变量法，控制定值电阻阻值不变，通过调节滑动变阻器改变电阻两端的电压，观察电流表的示数变化。 A V R R' S P 知识点1：探究电流与电压的关系 实验探究一：探究电流与电压的关系 实验探究一：探究电流与电压的关系 实验步骤： 1.按电路图连接电路。闭合开关前，检查电路连接是否正确，将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。 2.保持电阻R为某一阻值不变，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P使定值电阻电阻两端电压分别成倍数变化，读出相应的电流表示数，并记录。 3.更换定值电阻，多次测量。 知识点1：探究电流与电压的关系 实验记录表格 用R=10Ω的电阻实验时的实验数据 数据序号 1 2 3 4 5 6 电压U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 电流I/A 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 知识点1：探究电流与电压的关系 实验探究一：探究电流与电压的关系 分析论证 （1）数据分析：分析实验数据发现，通过定值电阻的电流随其两端电压的增大而增大，并且成正比。 （2）图像分析：在坐标系中根据各电流值和对应的电压值描点，画出I-U图像。分析图像可得出：通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 实验结论 大量实验表明：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 知识点1：探究电流与电压的关系 实验探究一：探究电流与电压的关系 实验探究一：探究电流与电压的关系 交流评估： （1）进行多次测量的目的：进行多次测量，获取多组数据是为了寻找规律，使 实验结论具有普遍性。 （2）在归纳结论时，不能漏掉前提条件“电阻一定”。 （3）明确电流与电压存在的因果关系，电压是导体中产生电流的原因，而不是 导体中有了电流才在导体两端产生电压，所以不能说电阻一定时，电压与电流 成正比。 知识点1：探究电流与电压的关系 知识点1：探究电流与电压的关系 典例分析 例1 在“探究电流与电压的关系”实验中，用定值电阻进行实验，得出了电流与电压的关系图像，正确的是（　　） 【答案】B 【详解】用定值电阻进行实验，电阻不变，所以电流随电压成正比，所以电流随电压变化关系图像为过原点的直线。故选B。 典例分析 例2 如图是在“探究电流与电阻的关系”的实验，下列说法正确的是（　　） A．导体中的电流与导体的电阻成正比 B．实验中应控制电阻两端电压不变 C．记录多组数据是为了求平均值，减小误差 D．实验只需用到一个10Ω的电阻 【答案】B 【详解】A．在电压不变时，导体中的电流与导体的电阻成反比，A错误； B．根据单一变量原则，探究电流与电阻的关系时应控制电阻两端电压不变，故B正确； C．记录多组数据是为了寻找普遍规律，故C错误； D．为了寻找普遍规律，实验中需要更换不同阻值的电阻，故D错误 知识点2 探究电流与电阻的关系 实验探究二：探究电流与电阻的关系 实验目的：探究电压—定时电流与电阻的关系 实验方法：因为电压、 电阻的改变都会引起电流的变化。实验时，应先保持导体两端的电压不变， 改变电阻，研究通过导体的电流与电阻的关系。 即本实验也要采用控制变量法。 知识点2：探究电流与电阻的关系 实验探究二：探究电流与电阻的关系 设计实验：要探究电压一定时电流与电阻的关系，需要知道导体的电阻和通过导体的电流。可以将不同阻值的定值电阻接入电路中，以改变电阻，测量通过每个定值电阻的电流，找出电流与电阻的关系。 实验时还需要考虑保持定值电阻两端电压不变的方法。 用滑动变阻器与定值电阻串联，将不同阻值的定值电阻接入电路中时，调节滑动变阻器，可以使定值电阻两端的电压保持不变。 知识点2：探究电流与电阻的关系 实验探究二：探究电流与电阻的关系 实验步骤： 1.按电路图连接电路。闭合开关前，检查电路连接是否正确，将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。 2.更换阻值为5Ω、10Ω、 15Ω等的定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数为3V保持不变，读出电流表的示数，并记录。 3.重新设置定值电阻两端的电压，重复上述的实验步骤。 知识点2：探究电流与电阻的关系 实验记录表格 保持定值电阻两端电压U=3V不变 数据序号 1 2 3 4 5 电阻R/Ω 5 10 15 20 25 电流I/A 0.6 0.3 0.2 0.15 0.12 知识点2：探究电流与电阻的关系 分析论证 （1）数据分析：电流与电阻有关，电流随电阻的增大而减小，且电流与电阻的乘积为一定值，说明电流与电阻并且成反比。 （2）图像分析：在坐标系中画出I-R图像。分析图像可得出：通过导体的电流与导体的电阻成反比。 【实验结论】 大量实验表明：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。 知识点2：探究电流与电阻的关系 实验探究二：探究电流与电阻的关系 交流评估： （1）在归纳结论时，不能漏掉前提条件“电压一定”。 （2）不能乱了先后顺序，不能说“电阻与电流成反比”。 （3）对I-R图象的改进，作出I- 𝟏/𝑹图象，“电压一定时，导体中的电流与导体 的电阻成反比”也可以说成“电压一定时，导体中的电流与导体电阻的倒数成 正比”。 知识点2：探究电流与电阻的关系 知识点2：探究电流与电阻的关系 典例分析 例1 小明利用如图所示电路探究电流与电阻的关系。实验中，用5Ω电阻完成一组数据测量后，他断开开关，将5Ω电阻更换为10Ω电阻后，接下来必要的操作及其合理顺序是（　　） ①闭合开关；②记录电流表的示数；③将滑动变阻器滑片调到阻值最大处； ④移动滑动变阻器滑片，直至电压表示数与更换电阻前保持一致； ⑤移动滑动变阻器滑片，使得电阻两端的电压改变。 A．①③④② B．③①⑤② C．③①④② D．①③⑤② 【答案】C 【详解】闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处。探究“电流与电阻的关系”时，必须控制定值电阻两端的电压不变。更换大电阻后，电路总电阻变大，电流变小，滑动变阻器两端电压变小，定值电阻两端电压变大，因此需调节滑动变阻器使定值电阻两端的电压与更换前保持一致，最后记录电流表的示数。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 典例分析 例2 小刚用图所示电路探究“通过导体的电流跟电阻的关系”。实验过程中，当把电阻R由5Ω更换为10Ω后，为了探究上述问题，他应采取的操作是（ ） A．保持变阻器滑片不动 B．将变阻器滑片适当向左移动 C．将变阻器滑片适当向右移动 D．适当增加电池的节数 【答案】B 【详解】ABC．探究“导体的电流跟电阻的关系”，需保持导体两端的电压不变。当把电阻由5Ω更换为10Ω后，电阻变大，则电压表的示数变大，此时应该增大变阻器的电阻减小电阻R两端的电压，使电压表的示数保持不变。则滑片需向左移动增大滑动变阻器接入电路中的电阻。故B符合题意，AC不符合题意； D．增加电池节数时，R和变阻器的两端电压都会变大，故D不符题意。 所以选B. 知识点3 欧姆定律 1.欧姆定律的得出 　　早在1826年，德国物理学家，欧姆对电流与电压、电阻的关系就进行了探究。经过近十年的不懈努力，欧姆巧妙地设计了电流扭秤——电流表的雏形，并用温差电池作电源，保证了电流的稳定性。他经过大量实验得出了电阻中电流与电压的正比关系，即著名的欧姆定律。 （1789～1854） 乔治·西蒙·欧姆 知识点3：欧姆定律 2.欧姆定律内容 通过导体的电流，与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。 公式： I表示电流，单位：A U表示电压，单位：V R表示电阻，单位：Ω 含义与单位 变形公式： 求电阻： 求电压： 知二求一 知识点3：欧姆定律 29 3.对欧姆定律的理解 ①每个物理量的单位必须使用国际单位制的基本单位。 ②三同原则：同一段导体、同一时刻、同一状态。 能否说电阻与电压成正比，与电流成反比？ 不能。电阻是导体本身固有的属性，与电压、电流无关。 能否说电压与电流成正比？ 不能。电压是形成电流的原因，有电压才能有电流。 知识点3：欧姆定律 30 【例题1】如图所示，将一只灯泡与一个定值电阻串联后接在电源两端，灯泡恰好正常发光。已知定值电阻的阻值为24Ω，电源两端的电压为18V，电压表的示数为6V。求通过定值电阻的电流大小和灯泡正常发光时灯丝的电阻。 解：根据欧姆定律可知，通过定值电阻的电流： 。 根据串联电路中电压、电流关系可知，灯泡正常发光时其两端的电压： UL=U-UR=18V-6V=12V。 通过灯泡的电流： IL=IR=0.25A。 由欧姆定律变形可得，灯泡正常发光时，灯丝电阻： 。 知识点3：欧姆定律 31 【例题2】如图所示，科技制作小组运用电学知识设计了一个电子身高测量仪。已知定值电阻R1=5Ω，电源电压恒为4V，R2的规格为“20Ω 0.5A”，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A。根据以上信息，请回答下列问题。 （1）当被测身高增加时，电压表的示数______（选填“变大”、“变小”或“不变”）； （2）当R2实际接入的电阻值为5Ω时，电流表的读数是多少？ （3）为保证各元件安全，变阻器R2接入电路中的最小阻值是多少？ 变大 0.4A 3Ω 知识点3：欧姆定律 【解析】（1）由电路图可知，该电路是串联电路、电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测电路中的电流，被测身高增加时，滑动变阻器电阻棒接入电路的长度增加，滑动变阻器接入电路的阻值变大，此时电路电流变小，R1两端电压变小，总电路电压不变，所以滑动变阻器两端的电压变大，即电压表的示数变大。 （2）当开关闭合时，R1和R2串联，根据欧姆定律可知电流表的示数 （4）R2的规格为“20Ω 0.5A”，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A，为保证电路中各元件安全工作，电路中的最大电流为0.5A，此时的总电阻 R总＝U/I=4V/0.8A=5Ω 滑动变阻器接入电路的最小电阻R2小= R总- R1=8Ω-5Ω=3Ω =0.4A 知识点3：欧姆定律 3. 利用欧姆定律解题步骤： 第一步：审题。 认真审题，在电路图（或画出的电路图）上标出已知量、待求量。 第二步：求解。 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，列式时要注意公式成立的条件，要有必要的文字说明。物理公式在代入数值或写计算结果时不要忘记单位。 第三步：评价。 讨论结果的合理性，得出答案。 知识点3：欧姆定律 知识点3：欧姆定律 知识点3：欧姆定律 典例分析 例1 对于欧姆定律公式I= U/R的理解，以下说法中错误的是（ ） A．导体中的电流与导体的电阻及其两端的电压有关 B．对某一导体来说，导体中的电流与其两端电压成正比 C．在电压相同的条件下，不同导体中的电流与导体的电阻成反比 D．由 I=U/R可推出R=U/I，说明R与U成正比，与I成反比 【答案】D 【解析】A．导体中的电流与导体的电阻及其两端的电压有关，根据I=U/R可知，A正确； B．对某导体来说，电阻不变，根据I=U/R可知，导体中的电流与其两端电压成正比，B正确； C．在电压相同时，根据I=U/R可知，不同导体中的电流与导体的电阻成反比，C正确； D．电阻是导体本身的一种性质，大小只由导体本身的因素决定，而与其两端的电压与通过导体的电流大小无关，由I=U/R可推出R=U/I，说明同一导体，U/I是一个定值，所以D错误。 典例分析 例2 如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，把滑片P向左移动时， 滑动变阻器接入电路的阻值将______，电压表的示数将______（均填 “变大”或“变小”）。 【答案】变小，变大。 【详解】滑动变阻器与定值电阻串联，滑动变阻器接入的是左边部分，故滑片左移时，滑动变阻器阻值变小，电路总电阻变小，根据I=U/R可知，电流变大，由欧姆定律可知定值电阻两端电压变大，即电压表示数变大。 典例分析 例3 通过元件甲、乙的电流与其两端电压的关系如图所示（　　） A．甲为定值电阻 B．乙的电阻随着电流的增大而增大 C．当甲、乙两端的电压均为时，甲的电阻比乙的电阻大 D．当通过甲、乙的电流均为时，甲的电阻比乙的电阻小 【答案】D 【详解】AB．由图可知，乙电阻的I-U图象是正比例函数，其两端电压和通过的电流的比值是定值，因此乙是定值电阻；甲的I-U图象不是正比例函数，其两端电压和通过的电流的比值不是定值，因此甲不是定值电阻；电阻是导体的一种特性，与通过的电流大小无关，故AB错误； C．当甲、乙两端的电压均为2V时，根据图示可知，通过甲的电流大于通过乙的电流，根据可知，甲的电阻比乙的电阻小，故C错误； D．当通过甲、乙的电流均为0.4A时，乙两端的电压大，根据可知，甲的电阻比乙的电阻小，故D正确。 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： 课堂小结 课堂小结 课堂练习 课堂练习 1.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，下列说法错误的是（　　） A．通过导体a的电流与其两端的电压成正比 B．导体a的电阻大于导体b的电阻 C．当在导体b的两端加上1V的电压时，通过导体b的电流为0.1A D．将a、b两导体串联后接到电压为3V的电源上时，a导体两端的电压小于3V B 课堂练习 2.小华用图示电路探究“电流跟电阻的关系”，他按正确的操作方法进行了多次实验，记录了多组数据，如果电源电压保持不变，对他的实验数据进行分析，下列物理量中发生改变的是（　　） A．定值电阻两端的电压 B．滑动变阻器两端的电压 C．电压表与电流表示数之比 D．定值电阻与滑动变阻器两端电压之比 C 课堂练习 3. 一定值电阻两端的电压为4V时，通过的电流为1A。若电压减少到2V时，则通过的电流变为（　　） A．0.25A B．0.5A C．1A D．2A B 课堂练习 4. 如图甲所示的是一种家用天然气泄漏检测仪，其内部简化电路图如图乙所示，电源电压为 4.5V，定值电阻的电阻为100Ω ，天然气气敏电阻的电阻是R0 。当报警器两端的电压达到 时报警，此时R0为 欧姆 。 200 课堂练习 5. 如图所示，电源电压不变，当开关S闭合后，向右移动滑片P，电压表和电流表的示数变化情况是（ ） A．电压表示数变小、电流表示数变小 B．电压表示数变大、电流表示数变小 C．电压表示数变大、电流表示数变大 D．电压表示数变小、电流表示数变大 B 【解析】（1）只闭合开关S1时，电源电压U=I1R1=0.3A×20Ω=6V. （2） S1、S2均闭合时，此时两电阻并联，流过R2的电流为 I0.2A 电流表的示数 I=I1+I2= 0.3A+0.2A=0.5A 6. 如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻R1、R2分别为20Ω和30Ω，只闭合开关S1时，电流表的示数为0.3A，求： （1）电源电压； （2）S1、S2均闭合时，电流表的示数。 课后作业 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“自我检测” 自主安排 完成“拓展阅读” 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf58.20.100 Lavf57.62.100 $