3.4 欧姆定律及其应用 第1课时（导学案）科学新教材浙教版八年级上册

3.4 欧姆定律及其应用 第1课时 导学案 【学习目标】 1. 科学观念：知道电流与电压、电阻的关系，理解欧姆定律并掌握其表达式。 2. 科学思维：在实验探究的基础上，运用推理论证、数形结合的方法处理实验数据，分析归纳得出电流与电压、电阻的关系，学习欧姆定律。 3. 探究实践：应用控制变量法设计实验并开展探究，熟练掌握电路连接、电表使用、滑动变阻器使用等基本实验技能。 4. 态度责任：通过了解科学家欧姆的生平事迹，体会科学研究的艰辛，感悟科技进步带来的便利，激发探究兴趣和学习热情。 【学习重点】 通过实验探究电流与电压、电流与电阻的关系；掌握控制变量法的应用；理解并得出本课时两个实验结论。 【学习难点】 运用控制变量法设计探究实验；运用图像法分析实验数据，理解电流与电压成正比、与电阻成反比；认识电阻是导体本身的属性，与电流、电压无关。 【自主预习】阅读教材 P131-P132，完成填空 1. 研究电流与电压的关系，必须控制电阻不变，即研究一个定值电阻的电流与它两端的电压的关系。 2. 研究电流与电阻的关系，必须控制电压不变，即保持电阻两端的电压始终不变，研究通过电阻的电流大小与电阻阻值的关系。 3. 当一个物理量同时受多个因素影响时，研究其中一个因素的影响时，必须先控制另一个因素保持不变，这种研究问题的方法叫做控制变量法。 4. 探究电流与电压的关系：保持电路中电阻R不变，通过调节滑动变阻器R′，改变电阻R两端的电压，观察通过电阻R的电流的变化。 5. 探究电流与电阻的关系：更换不同的定值电阻R，调节滑动变阻器R′，使R两端的电压始终保持不变，读出并记录每次的电阻大小与电流大小。 6. 实验结论：导体的电阻一定时，通过导体的电流和它两端的电压成正比；导体两端的电压不变时，通过导体的电流和它的电阻成反比。 【课堂探究】 探究一：回顾电流、电压、电阻 电流 I：电荷的定向移动形成电流；单位：安培A；用电流表串联测量。 电压 U：电压是形成电流的原因；单位：伏特V；用电压表并联测量。 电阻 R：电阻是导体对电流的阻碍作用；单位：欧姆Ω；电阻是导体本身的一种性质。 探究二：探究电流与电压的关系 实验方法——控制变量法：电流同时受电压和电阻两个因素影响。研究电流与电压的关系时，控制电阻R不变，通过调节滑动变阻器R′改变电阻R两端的电压，观察通过电阻R的电流的变化。 实验器材：学生电源一个，滑动变阻器一个，电流表一个，电压表一个，5 Ω的电阻一个，开关一个，导线若干。 实验过程： (1) 按图3.4-1所示连接电路。闭合开关，调节滑动变阻器R′，可改变电阻R两端的电压。图中电压表测电阻R两端的电压，电流表测通过电路的电流。如果没有滑动变阻器，可用更换电源的方法改变电阻两端的电压。 图3.4-1 研究电流与电压关系的电路图 (2) 实验中定值电阻R＝5 Ω，逐次调节滑动变阻器R′，使电压表上的读数分别达到表3.4-1中的数值，分别读出每次不同电压下的电流，并记录在表3.4-1中。 表3.4-1 定值电阻R＝5 Ω的电流与电压关系 实验序号 电压U / V 电流I / A 电压/电流 / Ω 1 1 0.2 5 2 2 0.4 5 3 3 0.6 5 (3) 数据处理：将实验数据通过图像的形式表示出来，如图所示，通过图像分析可知，电流与电压成正比过原点的直线。 电流与电压关系图像I-U 图线，过原点直线 分析论证：从实验数据可以看出电流和电压有关，电流随电压的增大而增大。计算电压与电流的比值，在误差允许的范围内是不变的。 实验结论：导体的电阻不变时，通过导体的电流和它两端的电压成正比。 说明：①实验中应缓慢移动滑片，防止电压与电流数据变化过大；②移动滑动变阻器滑片的过程中，要注意观察电流表与电压表，防止电流或电压超出电表量程可采用“试触法”确定量程；③为了使结论更具普遍性，应至少记录三组数据。 思考与讨论：表3.4-1计算出的电压与电流的比值是否相等？与同学讨论结果，并分析原因。 不完全相等。可能是读取电压表、电流表的示数时出现了误差。 探究三：探究电流与电阻的关系 实验方法——控制变量法：研究电流与电阻的关系时，控制电压不变。通过调节滑动变阻器接入电路中的阻值，保持电阻两端的电压不变，改变电阻R的阻值，观察流过电阻R的电流的变化。 实验器材：学生电源一个，滑动变阻器一个，电流表一个，电压表一个，5 Ω、10 Ω、15 Ω的定值电阻若干，开关一个，导线若干。 实验过程：实验电路如图3.4-1所示 (1) 图3.4-1中，更换定值电阻R，调节滑动变阻器R′，使R两端的电压始终保持不变，读出并记录每次的电阻大小与电流大小。 (2) 测量电压为2 V时通过不同电阻的电流，并记录在表3.4-2中。 表3.4-2 恒定电压U＝2 V时通过不同电阻的电流 实验序号 电阻R / Ω 电流I / A 电流×电阻 / V 1 5 0.6 3 2 10 0.3 3 3 15 0.2 3 (3) 数据处理：将实验数据通过图像的形式表示出来，如图所示，通过图像分析可知，电流的大小与电阻成反比双曲线。 电流与电阻关系图像I-R 图线 分析论证：从实验数据可以看出电流和电阻有关，电流随电阻的增大而减小。计算电流与电阻的乘积，在误差允许的范围内是不变的。 实验结论：导体两端的电压不变时，通过导体的电流和它的电阻成反比。 说明：不能说导体的电阻与通过它的电流成反比。因为电阻是导体本身的一种性质，导体的电阻由导体的长度、横截面积和材料决定，还受温度的影响。导体的电阻与电流、电压无关。一个定值电阻即使无电流通过，它的电阻也不会改变，更不会因为通过电流的增大或减小而使它的电阻发生改变。 探究四：例题 例题 1 小欢同学利用如图所示的电路探究“电流与电压的关系”，下列说法正确的是　　 例题1 电路图 A．滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用 B．开关闭合前，滑动变阻器的滑片应该移至最左端 C．为了方便观察实验现象，可以将R1换成小灯泡 D．保持电阻不变时，导体两端电压与电流成正比 【答案】A 【解答】解：A．探究“电流与电压的关系”，为得出普遍性的规律要多次测量，滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用，故A正确； B．开关闭合前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应该移至阻值最大处，即最右端，故B错误； C．探究“电流与电压的关系”，要控制电阻大小不变，而小灯泡的电阻随温度的变化而变化，故C错误； D．保持电阻不变时，电流与导体两端的电压成正比，故D错误。 故选：A。 【归纳整理】 1. 实验方法：控制变量法。当一个物理量同时受多个因素影响时，研究其中一个因素的影响，必须先控制其他因素影响不变。 2. 探究电流与电压的关系控制电阻不变：导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 3. 探究电流与电阻的关系控制电压不变：导体两端的电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 4. 电阻是导体本身的一种性质，由导体的材料、长度、横截面积决定，还受温度影响，与电流、电压无关。不能说“电阻与电流成反比”。 5. 滑动变阻器的作用：①在探究电流与电压关系时，改变定值电阻两端的电压；②在探究电流与电阻关系时，保持定值电阻两端电压不变。 【课堂练习】 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 【答案】B 【解答】解：A、探究电流跟电压的关系时，由控制变量法可知，需要控制导体的电阻一定，故A正确；B、由欧姆定律可知，在电阻不变时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比，故B错误；C、滑动变阻器可以改变接入电路中的电阻，使得电路中电流发生改变，从而起到改变定值电阻两端电压的作用，故C正确；D、多次实验得到多组实验数据，从而可以得到电流跟电压之间的定量关系，故D正确。故选：B。 2．在做“探究电流与电压关系”的实验时，三个小组按各自设计的电路图进行实验，并将实验数据记录在表格中，老师看了他们的实验电路图以后指出：“这三个小组中有小组的实验数据很可能是编造的。”则编造数据的小组可能是（　　） 第一组 第二组 第三组 U/V 3.0 3.0 3.0 U/V 0.6 0.9 1.2 U/V 1.0 2.0 3.0 I/A 0.3 0.5 0.6 I/A 0.2 0.3 0.4 I/A 0.1 0.2 0.3 A．第一组 B．第二组 C．第三组 D．第一、二、三组 【答案】B 【解答】解：①第一组数据 U/V：3.0　3.0　3.0 I/A：0.3　0.5　0.6 电压始终不变电流却在变大。 第一组，电压表测电源电压，通过移动滑片，电流表的示数发生改变，故第一组数据符合实际。 ②第二组数据 U/V：0.6　0.9　1.2 I/A：0.2　0.3　0.4 电阻都等于3Ω，不变，电压变大时，电流变大，电流与电压成正比； 第二组，电压表测滑动变阻器两端电压，通过移动滑片，电流表的示数变大，根据U＝IR可知定值电阻两端的电压变大，根据串联电路电压规律可知，滑动变阻器两端的电压变小，即电压表示数变小，故第二组数据不符合实际。 ③第三组数据 U/V：1.0　2.0　3.0 I/A：0.1　0.2　0.3 电阻都等于10Ω，不变，电流与电压成正比； 第三组，电压表测定值电阻两端电压，通过移动滑片，电压表变大，电流表也变大，故第三组数据符合实际。 编造数据的是：第二组，故选：B。 3．如图所示，探究“电流跟电压的关系”实验中，下列说法正确的是（　　） A．本实验多次测量中保证电压不变 B．滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用 C．实验的结论是：电阻一定时，电压跟电流成正比 D．探究电流跟电压的关系时，若定值电阻损坏，可用小灯泡代替完成探究 【答案】B 【解答】解：AB、探究电流与电压的关系时，需要保持电阻不变，改变定值电阻两端的电压，因此滑动变阻器起到改变定值电阻两端电压的作用，故A错误，B正确； C、由欧姆定律的内容可知，在电阻一定时，电流与电压成正比，故C错误； D、探究电流与电压的关系时，需要保持电阻不变，而灯丝的电阻随温度的变化而变化，所以不能用小灯泡做此实验，故D错误。 故选：B。 4．某同学利用如图甲所示的电路进行实验，电源电压恒为3V，更换5个定值电阻Rx，得到如图乙所示的图像，以下叙述正确的是（　　） A．该同学研究的是电阻一定时，电流和电压的关系 B．实验中电压表的示数要保持3V不变 C．多次实验是为了求平均值，以减小实验误差 D．将Rx从5Ω换成10Ω后，未调节滑动变阻器时，电压表示数变大 【答案】D 【解答】解：A、根据控制变量法，更换5个定值电阻Rx，即改变电阻的大小，研究的是电流与电阻的关系，故A错误； B、由图中数据知：电阻的电压为：U＝IR＝0.5A×5Ω＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣＝0.1A×25Ω＝2.5V，实验中电压表的示数保持2.5V不变，故B错误； C、多次实验是为了得出普遍性的规律，故C错误； D、将Rx从5Ω换成10Ω后，电阻变大，根据分压原理，电压表示数变大，故D正确。 故选：D。 5．图甲是小明探究“导体中电流与电阻的关系”的实验电路图，分别采用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻进行多次实验。图乙是他根据实验数据描绘出的I﹣R关系图像。若电源电压为4.5V，为了顺利完成探究过程，滑动变阻器的阻值至少为多少（　　） A．12.5Ω B．25Ω C．30Ω D．50Ω 【答案】B 【解答】解：由图乙可知，电阻两端的电压始终保持UV＝IR＝0.4A×5Ω＝⋯⋯＝0.1A×20Ω＝2V； 研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压U滑＝U﹣UV＝4.5V﹣2V＝2.5V； 变阻器分得的电压为电压表示数的倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为R滑＝1.25×20Ω＝25Ω 为了顺利完成探究过程，滑动变阻器的阻值至少为25Ω。 故选：B。 【课后作业】 1.书面：完成导学案全部填空；默写控制变量法的思想及本课时两个实验结论。 2.思考与讨论：为什么不能说“导体的电阻与通过它的电流成反比”？ 答：不能说导体的电阻与通过它 的电流成反比。因为电阻是导体 本身的一种性质，导体的电阻由 导体的长度、横截面积和材料决 定，还受温度的影响。导体的电 阻与电流、电压无关。 一个定值电 阻即使无电流通过，它的电阻也 不会改变，更不会因为通过的电 流的增大或减小而使它的电阻发 生改变。 1 / 1 学科网北京股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.4 欧姆定律及其应用 第1课时 导学案 【学习目标】 1. 科学观念：知道电流与电压、电阻的关系，理解欧姆定律并掌握其表达式。 2. 科学思维：在实验探究的基础上，运用推理论证、数形结合的方法处理实验数据，分析归纳得出电流与电压、电阻的关系，学习欧姆定律。 3. 探究实践：应用控制变量法设计实验并开展探究，熟练掌握电路连接、电表使用、滑动变阻器使用等基本实验技能。 4. 态度责任：通过了解科学家欧姆的生平事迹，体会科学研究的艰辛，感悟科技进步带来的便利，激发探究兴趣和学习热情。 【学习重点】 通过实验探究电流与电压、电流与电阻的关系；掌握控制变量法的应用；理解并得出本课时两个实验结论。 【学习难点】 运用控制变量法设计探究实验；运用图像法分析实验数据，理解电流与电压成正比、与电阻成反比；认识电阻是导体本身的属性，与电流、电压无关。 【自主预习】阅读教材 P131-P132，完成填空 1. 研究电流与电压的关系，必须控制 不变，即研究一个定值电阻的电流与它两端的电压的关系。 2. 研究电流与电阻的关系，必须控制 不变，即保持电阻两端的电压始终不变，研究通过电阻的电流大小与电阻阻值的关系。 3. 当一个物理量同时受多个因素影响时，研究其中一个因素的影响时，必须先控制另一个因素保持不变，这种研究问题的方法叫做 。 4. 探究电流与电压的关系：保持电路中电阻R不变，通过调节 ，改变电阻R两端的电压，观察通过电阻R的 的变化。 5. 探究电流与电阻的关系：更换不同的定值电阻R，调节滑动变阻器R′，使R两端的 始终保持不变，读出并记录每次的电阻大小与电流大小。 6. 实验结论：导体的电阻一定时，通过导体的电流和它两端的电压成 ；导体两端的电压不变时，通过导体的电流和它的电阻成 。 【课堂探究】 探究一：回顾电流、电压、电阻 电流 I：电荷的定向移动形成电流；单位：安培A；用电流表串联测量。 电压 U：电压是形成电流的原因；单位：伏特V；用电压表并联测量。 电阻 R：电阻是导体对电流的阻碍作用；单位：欧姆Ω；电阻是导体本身的一种性质。 探究二：探究电流与电压的关系 实验方法——控制变量法：电流同时受电压和电阻两个因素影响。研究电流与电压的关系时，控制电阻R不变，通过调节滑动变阻器R′改变电阻R两端的电压，观察通过电阻R的电流的变化。 实验器材：学生电源一个，滑动变阻器一个，电流表一个，电压表一个，5 Ω的电阻一个，开关一个，导线若干。 实验过程： (1) 按图3.4-1所示连接电路。闭合开关，调节滑动变阻器R′，可改变电阻R两端的电压。图中电压表测电阻R两端的电压，电流表测通过电路的电流。如果没有滑动变阻器，可用更换电源的方法改变电阻两端的电压。 图3.4-1 研究电流与电压关系的电路图 (2) 实验中定值电阻R＝5 Ω，逐次调节滑动变阻器R′，使电压表上的读数分别达到表3.4-1中的数值，分别读出每次不同电压下的电流，并记录在表3.4-1中。 表3.4-1 定值电阻R＝5 Ω的电流与电压关系 实验序号 电压U / V 电流I / A 电压/电流 / Ω 1 1 0.2 5 2 2 0.4 5 3 3 0.6 5 (3) 数据处理：将实验数据通过图像的形式表示出来，如图所示，通过图像分析可知，电流与电压成正比过原点的直线。 电流与电压关系图像I-U 图线，过原点直线 分析论证：从实验数据可以看出电流和电压有关，电流随电压的增大而增大。计算电压与电流的比值，在误差允许的范围内是不变的。 实验结论：导体的电阻不变时，通过导体的电流和它两端的电压成正比。 说明：①实验中应缓慢移动滑片，防止电压与电流数据变化过大；②移动滑动变阻器滑片的过程中，要注意观察电流表与电压表，防止电流或电压超出电表量程可采用“试触法”确定量程；③为了使结论更具普遍性，应至少记录三组数据。 思考与讨论：表3.4-1计算出的电压与电流的比值是否相等？与同学讨论结果，并分析原因。 探究三：探究电流与电阻的关系 实验方法——控制变量法：研究电流与电阻的关系时，控制电压不变。通过调节滑动变阻器接入电路中的阻值，保持电阻两端的电压不变，改变电阻R的阻值，观察流过电阻R的电流的变化。 实验器材：学生电源一个，滑动变阻器一个，电流表一个，电压表一个，5 Ω、10 Ω、15 Ω的定值电阻若干，开关一个，导线若干。 实验过程：实验电路如图3.4-1所示 (1) 图3.4-1中，更换定值电阻R，调节滑动变阻器R′，使R两端的电压始终保持不变，读出并记录每次的电阻大小与电流大小。 (2) 测量电压为2 V时通过不同电阻的电流，并记录在表3.4-2中。 表3.4-2 恒定电压U＝2 V时通过不同电阻的电流 实验序号 电阻R / Ω 电流I / A 电流×电阻 / V 1 5 0.6 3 2 10 0.3 3 3 15 0.2 3 (3) 数据处理：将实验数据通过图像的形式表示出来，如图所示，通过图像分析可知，电流的大小与电阻成反比双曲线。 电流与电阻关系图像I-R 图线 分析论证：从实验数据可以看出电流和电阻有关，电流随电阻的增大而减小。计算电流与电阻的乘积，在误差允许的范围内是不变的。 实验结论：导体两端的电压不变时，通过导体的电流和它的电阻成反比。 说明：不能说导体的电阻与通过它的电流成反比。因为电阻是导体本身的一种性质，导体的电阻由导体的长度、横截面积和材料决定，还受温度的影响。导体的电阻与电流、电压无关。一个定值电阻即使无电流通过，它的电阻也不会改变，更不会因为通过电流的增大或减小而使它的电阻发生改变。 探究四：例题 例题 1 小欢同学利用如图所示的电路探究“电流与电压的关系”，下列说法正确的是　　 例题1 电路图 A．滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用 B．开关闭合前，滑动变阻器的滑片应该移至最左端 C．为了方便观察实验现象，可以将R1换成小灯泡 D．保持电阻不变时，导体两端电压与电流成正比 【归纳整理】 1. 实验方法：控制变量法。当一个物理量同时受多个因素影响时，研究其中一个因素的影响，必须先控制其他因素影响不变。 2. 探究电流与电压的关系控制电阻不变：导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 3. 探究电流与电阻的关系控制电压不变：导体两端的电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 4. 电阻是导体本身的一种性质，由导体的材料、长度、横截面积决定，还受温度影响，与电流、电压无关。不能说“电阻与电流成反比”。 5. 滑动变阻器的作用：①在探究电流与电压关系时，改变定值电阻两端的电压；②在探究电流与电阻关系时，保持定值电阻两端电压不变。 【课堂练习】 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．在做“探究电流与电压关系”的实验时，三个小组按各自设计的电路图进行实验，并将实验数据记录在表格中，老师看了他们的实验电路图以后指出：“这三个小组中有小组的实验数据很可能是编造的。”则编造数据的小组可能是（　　） 第一组 第二组 第三组 U/V 3.0 3.0 3.0 U/V 0.6 0.9 1.2 U/V 1.0 2.0 3.0 I/A 0.3 0.5 0.6 I/A 0.2 0.3 0.4 I/A 0.1 0.2 0.3 A．第一组 B．第二组 C．第三组 D．第一、二、三组 3．如图所示，探究“电流跟电压的关系”实验中，下列说法正确的是（　　） A．本实验多次测量中保证电压不变 B．滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用 C．实验的结论是：电阻一定时，电压跟电流成正比 D．探究电流跟电压的关系时，若定值电阻损坏，可用小灯泡代替完成探究 4．某同学利用如图甲所示的电路进行实验，电源电压恒为3V，更换5个定值电阻Rx，得到如图乙所示的图像，以下叙述正确的是（　　） A．该同学研究的是电阻一定时，电流和电压的关系 B．实验中电压表的示数要保持3V不变 C．多次实验是为了求平均值，以减小实验误差 D．将Rx从5Ω换成10Ω后，未调节滑动变阻器时，电压表示数变大 5．图甲是小明探究“导体中电流与电阻的关系”的实验电路图，分别采用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻进行多次实验。图乙是他根据实验数据描绘出的I﹣R关系图像。若电源电压为4.5V，为了顺利完成探究过程，滑动变阻器的阻值至少为多少（　　） A．12.5Ω B．25Ω C．30Ω D．50Ω 【课后作业】 1.书面：完成导学案全部填空；默写控制变量法的思想及本课时两个实验结论。 2.思考与讨论：为什么不能说“导体的电阻与通过它的电流成反比”？ 1 / 1 学科网北京股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $