14.3 欧姆定律（教学课件）物理新教材苏科版九年级上册

物理九年级上册 •苏科版 第14章 欧姆定律 第3节 欧姆定律 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 理解欧姆定律的内容：导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。掌握公式I=U/R及其变形公式U=IR、R=U/I的物理意义。知道欧姆定律的适用条件（纯电阻电路）。 02 科学思维 通过实验数据的图像分析，运用数学工具归纳电流与电压、电阻的定量关系，体会用图像法研究物理问题的优越性。通过对比I-U图像和I-R图像，辨析正比与反比关系的本质区别，培养数据分析与归纳论证的科学思维。 03 科学探究 经历“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的完整实验过程。能运用控制变量法设计实验方案，学会同时使用电流表和电压表测量，会用滑动变阻器改变或保持导体两端的电压。能收集实验数据并进行分析论证，归纳得出欧姆定律。 04 科学态度与责任 了解欧姆的科学探索历程，体会科学家坚韧不拔、探求真理的伟大精神。在实验中养成严谨务实、实事求是、如实记录原始数据的科学态度。 教学重难点 教学难点 教学重点 1.探究实验与规律得出：运用控制变量法探究电流与电压、电阻的关系，归纳得出欧姆定律。 2.欧姆定律的内容与应用：理解公式 I=U/R 及其变形公式的物理意义，能进行简单的电路计算。 1.滑动变阻器的作用辨析：在探究I与U关系时用于改变电压，在探究I与R关系时用于保持电压不变。 2.公式性质的理解：理解 R=U/I 仅是电阻的数值计算式，不能误认为电阻与电压、电流有关。 3.动态电路分析：结合串并联规律，运用欧姆定律判断滑片移动时各电表示数的变化。 课堂引入 在调光灯的电路中，如果电源电压大于灯泡的额定电压，就需要串联一个电阻，如何选择这个电阻？ 要 解 决 这 个 问 题，我 们 必 须 了 解 电 流 与 电压、 电 阻 之 间 究 竟 有 什么关系。 情景引入 知识点1 探究电流与电压的关系 电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压存在什么关系？ 知识点1：探究电流与电压的关系 提出问题 猜想与假设 电压是产生的电流的原因，同一个小灯泡，在以一节干电池供电时，小灯泡发光较暗，用两节干电池供电时，小灯泡发光较亮，所以有两种猜想： ①导体两端电压越大，导体中电流越大； ②通过导体的电流与导体两端电压成正比。 运用控制变量法，控制导体（电阻）的阻值不变，通过调节滑动变阻器改变电阻两端电压，观察并记录电流表的示数，分析电流随电压的变化规律。实验电路如图所示。 知识点1：探究电流与电压的关系 设计实验 1.实验器材：电压表、电流表、滑动变阻器、10Ω的定值电阻、电源、开关、导线若干。 2. 按照电路图连接实物电路。 知识点1：探究电流与电压的关系 进行实验 3.闭合开关前检查电路中各元件的连接是否正确，并将滑动变阻器的滑片移动定值最大处。 4.电路连接无误后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数分别为1V、2.0V、3.0V、4.0V、5.0V、6.0V，从电流表上读出相应的电流值，并记录在表中。 知识点1：探究电流与电压的关系 进行实验 定值R/Ω 10Ω 电压U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 5.在坐标系中，根据各电流值与对应的电压值描点，并用平滑曲线连接各点，画出I-U关系图像，如图所示。 知识点1：探究电流与电压的关系 进行实验 知识点1：探究电流与电压的关系 探究电流与电压的关系 在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端电压成正比 知识点1：探究电流与电压的关系 实验结论 ★特别提醒 （1）连接电路时，开关应处于断开状态。 （2）为了使得出的结论更具有普遍性，可换用5Ω、15Ω的电阻重复上述实验步骤。 （3）实验中可以通过改变串联的干电池的个数或调节学生电源的电压，但实验时常采用移动滑动变阻器的滑片P来达到改变电压的目的。 （4）调节滑动变阻器时，要缓慢移动滑片，防止电压表、电流表示数变化过快。 （5）移动滑动变阻器滑片过程中，眼睛要紧盯电压表，当电压表示数达到设定值时，停止移动滑片，记录电流表的示数。 典例分析 例1：在“探究电流与电压的关系”实验中，小军分别画出的电阻R1和R2的I-U图像如图所示，下列说法正确的是（　　） D A．当与两端的电压为0时，它们的电阻也为0 B．用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论不一样 C．在电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比 D．的阻值小于的阻值 典例分析 例2：关于通过导体的电流与导体两端的电压的关系，下列说法正确的是（ ） A．在导体电阻不变的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 B．在导体电压不变的情况下，导体的电阻与通过导体的电流成反比 C．导体的电阻越大，其两端的电压越大 D．通过导体的电流越小，其电阻越小 A 知识点2 探究电流与电阻的关系 电压一定时，导体中的电流与导体的电阻存在什么关系？ 知识点2：探究电流与电阻的关系 提出问题 猜想与假设 因为电阻表示导体对电流的阻碍作用的大小，所以电流与电阻的关系有两种猜想：①导体电阻越大，通过的电流越小； ②通过导体的电流与导体的电阻成反比。 （1）要研究电流与电阻的关系，需要改变接入电路的电阻的大小，在实验时更换不同阻值的电阻接入电路即可； （2）在该实验中，更换电阻后要控制电阻两端电压不变，我们可以在电路中串联一个滑动变阻器，通过调节滑动变阻器使不同的电阻两端电压相等； （3）实验电路图如图所示。 知识点2：探究电流与电阻的关系 设计实验 （1）实验器材：电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关各一个，阻值为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻各一个，导线若干。 （2）按实验电路图连接实物电路，将5Ω电阻接入电路中； （3）闭合开关前，检查电路中各元件的连接是否正确，并将滑动变阻器短片移到阻值最大处。 知识点2：探究电流与电阻的关系 进行实验 （4）确定电路连接无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为3V，再读出电流表的示数并填入表中； （5）断开开关，将阻值为5Ω的定值电阻更换为10Ω、15Ω的定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持在3V不变，分别读出对应电流表的读数并填入表中； 知识点2：探究电流与电阻的关系 进行实验 电压U/V 3V 电阻R/Ω 5 10 15 电流I/A 0.6 0.3 0.2 （4）在坐标系中，根据各电流值和对应的电阻值描点，并用平滑的曲线连接各点，画出I-R关系图像，如图所示。 实验结论：在电压一定的情况下，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 进行实验 知识点2：探究电流与电阻的关系 探究电流与电阻的关系 知识点2：探究电流与电阻的关系 ★特别提醒 （1）两个实验的结论前面都要加上条件： “当导体的电阻一定时”、“当导体两端的电压一定时”。 （2）注意用词先后顺序： “电流与电压”、“电流与电阻”不能说成“电压与电流”、“电阻与电流”。 （3）“电压”“电流”“电阻”每个词前的修饰语都是不同的： “导体中的电流”，“导体两端的电压”，“导体的电阻”。 典例分析 例3：探究“电流与电阻的关系”实验中，下列说法不正确的是（　　） A．探究电流与电阻的关系时，需要控制导体两端的电压一定 B．实验的结论是：导体两端的电压一定时，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控制定值电阻两端电压保持不变的作用 D．多次实验是为了求平均值减小实验误差 C 典例分析 例4：在“探究电流与电阻的关系”实验中，电路如图甲所示。多次改变电阻R的阻值，并记录对应的电流表示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可知，电压表示数始终保持______V不变，当定值电阻阻值为10Ω时，电路中的电流为______A。 2.5 0.25 知识点3 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。 知识点3：欧姆定律 定义 欧姆定律的理解 （1）当导体的电阻一定时，导体中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，导体中的电流与导体的电阻成反比。 （2）在使用公式及其导出式时，要注意同一段导体、同一时刻。 （3）初中阶段所描述的欧姆定律仅适用于纯电阻电路中，即电能完全转化成内能或光能。 知识点3：欧姆定律 欧姆定律的图像表示 1.R一定时，电流与电压的关系：R一定时，U-I图像是一条过原点的直线。 知识点3：欧姆定律 欧姆定律的图像表示 2.U一定，电流与电阻的关系：U一定时，I-R图像是反比例函数。 知识点3：欧姆定律 ★特别提醒 欧姆定律公式变形 （1）U=IR：导体两端电压等于通过导体的电流与导体的电阻的乘积。但因为电压是电源提供的，电压是形成电流的原因，所以不能说电压与电流成正比。 （2）R=U/I：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。因为电阻是导体本身的一种性质，它的大小由导体的材料、长度、横截面积和温度等因素决定，与导体两端电压和通过导体的电流无关，因此它既不与U成正比，也不与I成反比。 （3）在不同时段时，电源电压和同一段导体的电阻一般不变。 典例分析 例5：对于欧姆定律的理解，下列说法正确的是（ ） A．所有的电路的电流都可以用欧姆定律进行计算 B．导体电阻与导体两端电压成正比，与通过导体的电流成反比 C．导体的电阻与导体两端电压和通过导体的电流无关 D．导体两端电压为零，导体电阻也为零 C 典例分析 例5：如图甲所示电路电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中R1、R2的I-U关系图像如图乙所示。则下列判断正确的是（ ） B A．图线A是电阻R1的I-U关系图象 B．电源电压为18V C．R1的阻值是30Ω D．滑动变阻器R2的最大阻值为300Ω 课堂小结 课堂小结 课堂练习 课堂练习 探究新知 1．小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中，其两者的I-U关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ） D A．图乙中曲线A表示电阻R的I-U关系图像 B．灯泡的电阻为20Ω C．当电源电压为4V时，电流表示数为0.3A D．如果将小灯泡L和电阻R串联接在电压为10V的电源两端，灯泡L的电阻与定值电阻的阻值之比为 1:4 课堂练习 探究新知 2.如图所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左移动过程中，下列说法正确的是（ ） B A．灯L变亮，电压表V1的示数变小 B．灯L变亮，电压表V2的示数变小 C．电流表A示数变小，电压表V1的示数变大 D．电流表A示数变小，电压表V2的示数变大 课堂练习 探究新知 3．如图甲所示的电路中，电源电压恒定，图乙是滑动变阻器的滑片在a、b两个端点滑动时，电压表与电流表示数的关系图像。则电流为0.3A时，滑动变阻器的滑片P位于 端，滑动变阻器的最大电阻为 Ω，当滑动变阻器的滑片P在中点时，电流表的示数是 A。 b 30 0.15 课堂练习 探究新知 4．在如图甲所示电路中，电源电压恒定，定值电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关S，两电流表的指针均指在如图乙所示的位置。则电源电压为 V，通过定值电阻R2的电流为 A，R2的阻值为 Ω。 4 0.8 5 课堂练习 探究新知 5．小明按照图甲的电路来探究电流与电阻的关系，电源电压恒为5V，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V，实验中用到的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω各1个。图乙是小明根据实验数据绘制的I-R图像。关于此实验的分析，下列说法错误的是（ ） D A．将5Ω的电阻换成10Ω，为使电压保持不变，应将滑片向右移 B．在这5次实验中，滑动变阻器接入电路的最大和最小阻值之比为6：1 C．为了完成这5次实验，选用的滑动变阻器规格可以是“20Ω2A” D．该实验结论为：导体中的电流与电阻成反比 课后作业 探究新知 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“自我检测” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 $