16.2 探究:电流与电压、电阻的关系(教学课件)物理新教材沪科版九年级全一册
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精品
内容正文:
物理九年级全一册 •沪科版
第十六章 探究电路
第2节 探究:电流与电压、电阻的关系
学习目标——物理学科素养
01
物理观念
知道电流与电压、电阻的关系;理解欧姆定律的内容,会用欧姆定律公式进行简单计算;了解欧姆定律在生产生活中的应用。
02
科学思维
运用控制变量法设计实验方案,基于实验证据分析猜想的合理性,归纳电流与电压、电阻的关系;会用图像法分析实验数据,发展科学推理与证据意识。
03
科学探究
完整经历“探究电流与电压、电阻的关系”的科学探究过程,会正确设计实验方案、连接电路、记录并分析数据、归纳结论。
04
科学态度与责任
了解欧姆发现欧姆定律的科学历程,学习科学家强烈的好奇心和执着的探究精神;能将欧姆定律应用于生活实际,体会物理知识的价值,树立严谨求实的科学态度。
教学重难点
教学难点
教学重点
1.实验探究电流与电压、电阻的关系。
2. 欧姆定律的理解与应用。
3. 会用欧姆定律公式进行简单计算。
1. 运用控制变量法设计实验方案。
2.用图像法分析实验数据,归纳电流与电压、电阻的关系。
课堂引入
通过前面的学习我们知道:电压是产生电流的原因,电阻表示导体对电流的阻碍作用。可见,导体中通过的电流与导体两端的电压及导体的电阻有关,它们之间存在怎样的定量关系呢?
?
问题
知识点1 探究电流与电压、电阻的关系
知识点1:探究:电流与电压、电阻的关系
探究目的 电流与电压的关系 电流与电阻的关系
控制变量
自变量
因变量
【实验方法】
控制变量法
导体两端的电压
导体的电阻
通过导体的电流
导体的电阻
导体两端的电压
通过导体的电流
实验:探究电流与电压、电阻的关系
1.探究电流与电压之间的关系,保持______不变,改变_______。
知识点1:探究:电流与电压、电阻的关系
实验1:探究电流与电压的关系
【设计实验】
电阻
电压
A
V
R
R'
S
3.怎样改变定值电阻两端的电压?
2.用 测出电路中的电流,用 测出定值电阻两端的电压。
电流表
电压表
滑动变阻器的作用:改变定值电阻两端的电压。
方法2:滑动变阻器与定值电阻串联。
方法1:改变电源电压。
知识点1:探究:电流与电压、电阻的关系
按照实验电路图连接好实验器材,闭合开关,调节滑动变阻器。分别从电压表和电流表读出电压值和电流值,并将其记入自己设计的表格。
【实验步骤】
知识点1:探究:电流与电压、电阻的关系
【分析论证】
(1)分析处理表中实验数据,归纳提炼出探究结论。
(2)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。
【实验结论】
导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
电阻 R 5Ω
电压U / V ……
电流 I / A ……
1
0.2
1.5
0.3
2
0.4
I/A
U/V
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
1.探究电流与电阻之间的关系,保持______不变,改变______。
知识点1:探究:电流与电压、电阻的关系
实验2:探究电流与电阻的关系
【设计实验】
电压
电阻
A
V
R
R'
S
3.怎样保持定值电阻两端的电压不变?
2.用 测出电路中的电流,用 测出定值电阻两端的电压。
电流表
电压表
滑动变阻器的作用:保持定值电阻两端的电压不变。
知识点1:探究:电流与电压、电阻的关系
【实验步骤】
按照电路图连接好实验器材,依次换用不同阻值的定值电阻,闭合开关后调节滑动变阻器,使电压表示数保持不变,读出电流表示数并记入表格。
电压U 2V
电阻 R / Ω ……
电流 I / A ……
知识点1:探究:电流与电压、电阻的关系
【分析论证】
(1)分析处理表中实验数据,归纳提炼出探究结论。
(2)在坐标系中根据各电流值和对应的电阻值描点,并用平滑曲线连接各点,画出 I-R 关系图像。
【实验结论】
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。
0.4
0.2
0.1
I/A
R/Ω
0 5 10 15 20 25 30
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
5
10
20
典例分析
例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( )
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,可以将定值电阻换成小灯泡
D.保持电阻不变时,导体两端电压与电流成正比
【解析】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;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;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;保持电阻不变时,电流与导体两端的电压成正比,故D错误。
A
寻找普遍规律
小明设计了如图甲所示的电路图,电源电压保持3 V不变,图乙是根据实验数据绘制的I -R 图像。
典例分析
例2
(1)连接电路时,开关应处于______(选填“闭合”或“断开”)状态;
(2)实验过程中,多次更换不同阻值的定值电阻进行实验的目的是 ;
(3)实验中保持定值电阻两端的电压为_____V不变;
(4)根据实验数据可知,电压一定时,通过导体的电流与其电阻成____比。(选填“正”或“反”)
断开
2.5
反
典例分析
【解析】(1)连接电路时,为了保护电路,开关必须处于断开状态,防止电路短路损坏元件。
(2)探究电流与电阻的关系时,多次更换不同阻值的定值电阻,是为了寻找普遍规律,避免实验结论的偶然性。
(3)根据控制变量法,探究电流与电阻的关系时,需保持定值电阻两端电压不变。由图像I-R可知:不管电阻R和电流I如何变化,电压
U=IR=0.5A×5Ω=2.5V
(4)由I-R图像可知,电压一定时,电阻增大,电流减小,且 I 与 R 的乘积(电压)为定值,因此通过导体的电流与其电阻成反比。
知识点2 欧姆定律
一段导体中的电流,与加在这段导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
知识点2:欧姆定律
1. 欧姆定律
(1)内容:
(2)公式:
I =
U
R
电流
电阻
电压
U
I
R
公式中,I 的单位为安培(A),U 的单位为伏特(V),R 的单位为欧姆(Ω)。
知识点2:欧姆定律
(3)欧姆定律的应用
欧姆定律
求电流 公式
I =
U
R
求电压 公式
U = IR
求电阻 公式
R =
U
I
对于一段电路来说,只要知道 I、U、R 中的任意两个量就可以利用欧姆定律计算出第三个量
知识点2:欧姆定律
(4)利用欧姆定律进行计算的一般步骤
画电路图,并在图中标出已知量和未知量
第一步
明确电路的连接方式、各电表测量的对象
第二步
根据串、并联电路电流和电压特点及欧姆定律,列式求解
第三步
知识点2:欧姆定律
电路图
电流规律 I=I1=I2 I=I1+I2
电压规律 U=U1+U2 U=U1=U2
欧姆定律
知识点2:欧姆定律
某电熨斗在 220 V 电压下工作时,其电热丝的电阻为 96.8 Ω。此时通过该熨斗电热丝的电流是多大?
解:由题意,电熨斗工作时的电压 U = 220 V,电阻 R = 96.8 Ω。
所以,此时通过该电熨斗电热丝的电流约为 2.3 A。
例题
根据欧姆定律,在电熨斗工作时,通过电热丝的电流为
课堂小结
课堂小结
探究电流与电压、电阻的关系
1.探究电流与
电压的关系
2.探究电流与 电阻的关系
3.欧姆定律
(2)公式:
(3)应用
(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。
(1)实验结论:导体的电阻一定,导体中的电流与
导体两端的电压成正比。
(2)滑动变阻器的作用:改变定值电阻两端的电压。
(1)实验结论:导体两端的电压一定,导体中的电流与
导体的电阻成反比。
(2)滑动变阻器作用:控制定值电阻两端的电压不变。
课堂练习
课堂练习
D
1. 根据欧姆定律,下列说法中正确的是( )
A. 通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
B. 导体两端的电压越大,这段导体的电阻就越大
C. 导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
D. 导体两端的电压越大,通过这段导体的电流就越大
课堂练习
2.小明和同学们在做电学实验过程中,他们经过讨论,依次完成了“探究电流跟电压的关系”三次实验电路的设计,如图甲、乙、丙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲改进为图乙是为保证实验过程中电压这一因素不变
B.图丙中增加一个滑动变阻器的主要目的是为了保护电路
C.图乙改进为图丙是为了得到电流跟电压之间的定量关系
D.图丙中进行实验时,眼睛一定要先看电流表再看电压表
C
课堂练习
3.如图所示,在“探究电流与电压的关系”实验中,小何同学根据得到的实验数据绘制了电阻A和B的I﹣U图像,下列说法不正确的是( )
A.将电阻A、B串联后接入3V的电路中,电路中的电流为0.2A
B.滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用
C.实验结论是电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比D.多次实验的目的是为寻找普遍规律
C
课堂练习
4.用如图电路探究电流与电阻的关系,所用器材:电源(6V),定值电 阻R1 (5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各1个),规格为“15Ω 1A”的滑动变阻器R2,如表为实验数据记录表。关于该实验,下列说法正确的是( )
A.实验过程中控制电压表示数为2V
B.将电阻R1由5Ω更换为10Ω时,应向左适当移动滑动变阻器滑片
C.若使用现有器材完成第4次实验,需要更换滑动变阻器
D.使用滑动变阻器的目的是使R1两端的电压为不同值
序号 电阻R1/Ω 电流I/A
1 5 0.6
2 10 0.3
3 15 0.2
4 20 未测
C
课堂练习
5. 某导体通电时两端的电压为 5 V,通过的电流为 0.1 A,则该导体的电阻为________。若它两端的电压变为 2.5 V,则通过它的电流变为________,若它两端的电压变为 0,则通过它的电流为________,电阻是_________。
50 Ω
0.05 A
0 A
50 Ω
课堂练习
6.(2026•四川)图示电路中,电源电压恒为6V,电阻R2的阻值为10Ω。闭合开关S,电流表A1的示数为0.2A,则电阻R1的阻值为______Ω,电流表A的示数为_____A。
30
0.8
课后作业
作业
内容
同步作业
完成课后作业:“练习与应用”
自主安排
配套同步分层作业
谢谢聆听
谢谢聆听
Lavf59.27.100
Lavf59.27.100
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