17.2 歐姆定律（導(dǎo)學(xué)案）-九年級(jí)物理全一冊(cè)同步備課系列（人教版）【教師版】

17.2歐姆定律（導(dǎo)學(xué)案）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究電流跟電壓、電阻的定量關(guān)系，分析歸納得到歐姆定律。2.理解歐姆定律，能運(yùn)用歐姆定律分析解決簡(jiǎn)單的電路問(wèn)題。3.通過(guò)計(jì)算，學(xué)會(huì)解答電學(xué)計(jì)算題的一般方法，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力，培養(yǎng)學(xué)生解答電學(xué)問(wèn)題的良好習(xí)慣?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】理解定律的內(nèi)容以及其表達(dá)式、變換式的意義是本節(jié)課的重點(diǎn)。【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】運(yùn)用數(shù)學(xué)推理、圖象的方法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立和理解歐姆定律對(duì)學(xué)生要求較高，學(xué)生運(yùn)用歐姆定律解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題，是本節(jié)課的難點(diǎn)?！咀灾黝A(yù)習(xí)】閱讀教材，完成以下問(wèn)題：1.決定導(dǎo)體電阻大小的因素有導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積和溫度。2.德國(guó)物理學(xué)家歐姆通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)歸納得出了歐姆定律：導(dǎo)體中的電流，跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比。公式為I=U/R。公式中各字母的含義及單位分別是：I表示電流，單位是安培（A）；U表示電壓，單位是伏特（V）；R表示電阻，單位是歐姆（Ω）.3.兩個(gè)變形式：U=IR、R=。【合作探究】探究一、歐姆定律【想一想】上一節(jié)課實(shí)驗(yàn)得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？把上一節(jié)課的實(shí)驗(yàn)結(jié)論綜合起來(lái)，就得到了歐姆定律：1.歐姆定律的內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流，跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比。2.公式：I=U/R。公式中各字母的含義及單位分別是：I表示電流，單位是安培（A）；U表示電壓，單位是伏特（V）；R表示電阻，單位是歐姆（Ω）.3.變形公式由歐姆定律的公式I=UR可推出：U=IR（1）電壓U=IR的意義：表示導(dǎo)體兩端的電壓等于通過(guò)導(dǎo)體的電流與其電阻的乘積。因電壓是由電源提供的，電壓是形成電流的原因，所以不能（能/不能）說(shuō)成電壓與電流成正比。（2）電阻R=因電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，只與導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積及溫度有關(guān)，與加在兩端的電壓和流過(guò)的電流大小無(wú)關(guān)（均選填：有關(guān)/無(wú)關(guān)）。4.對(duì)公式的理解（1）統(tǒng)一性：I、U、R必須使用國(guó)際單位制中的單位，即電壓U—V，電阻R—Ω，電流I—A。（2）同一性：①I(mǎi)、U、R是對(duì)同一個(gè)導(dǎo)體或同一段電路而言的，三者要一一對(duì)應(yīng)。②在解題時(shí)，習(xí)慣上把同一個(gè)導(dǎo)體或同一段電路各個(gè)物理量符號(hào)的角標(biāo)用同一數(shù)字或字母表示，如I1、R1、U1等。（3）同時(shí)性：對(duì)同一導(dǎo)體或同一部分電路來(lái)說(shuō)，由于開(kāi)關(guān)的閉合或滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)，都會(huì)導(dǎo)致電路中的電流、電路兩端的電壓的變化，所以公式QUOTEI=URI=U/R中的三個(gè)量是針對(duì)R同一時(shí)間而言的。（4）條件性：定律中提到的“成正比”和“成反比”的兩個(gè)關(guān)系分別有不同的成立條件。即當(dāng)導(dǎo)體的電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓成正比；當(dāng)導(dǎo)體的電壓一定時(shí)，通過(guò)它的電流跟它的電阻成反比。（5）適用范圍歐姆定律適用于從電源正極到負(fù)極之間的整個(gè)電路或其中某一部分電路，并且是純電阻電路。探究二、歐姆定律的應(yīng)用2.利用歐姆定律解答計(jì)算題的一般步驟第一步：可采用“去表法”判斷電路的連接方式，將電壓表去掉，將電流表看成一段導(dǎo)線(xiàn)，畫(huà)出等效電路圖，然后進(jìn)行判斷。判斷出電路的連接方式后，再將電壓表和電流表“恢復(fù)”到原來(lái)的位置，明確各測(cè)量哪部分電路兩端的電壓和電路中的電流。第二步：認(rèn)真審題，在電路圖（或畫(huà)出的電路圖）上標(biāo)出已知量、待求量。第三步：找出各物理量之間的關(guān)系；利用歐姆定律和串、并聯(lián)電路電流、電壓的關(guān)系列出關(guān)系式，列式時(shí)要注意公式成立的條件，要有必要的文字說(shuō)明。物理公式在代入數(shù)值或?qū)懹?jì)算結(jié)果時(shí)不要忘記單位。第四步：討論結(jié)果的合理性，得出答案。3.酒精濃度檢測(cè)儀（1）酒精氣體傳感器酒精測(cè)試儀中裝有酒精氣體傳感器。酒精氣體傳感器是一種氣敏電阻，它的阻值隨酒精氣體濃度的變化而變化，從而引起電路中電流和電壓的變化。（2）酒精測(cè)試儀原理酒精測(cè)試儀實(shí)際上是由酒精氣體傳感器R1（相當(dāng)于隨酒精氣體濃度變化的變阻器）、一個(gè)定值電阻R2及一個(gè)電流表和電壓表串聯(lián)組成。酒精氣體傳感器的電阻值R1隨酒精氣體濃度的增大而減小，如果駕駛員呼出的酒精氣體濃度越大，那么傳感器的電阻值R1越小，根據(jù)歐姆定律I=U/R可知，電路中的電流越大，則定值電阻R2兩端的電壓U2＝IR2越大，即測(cè)試儀的示數(shù)越大。下小大大【播放視頻】——《歐姆定律》【例題1】一輛汽車(chē)的車(chē)燈接在12V電源兩端，燈絲電阻為30Ω，求通過(guò)燈絲的電流?！窘馕觥扛鶕?jù)題意畫(huà)好電路圖；在圖上標(biāo)明已知量的符號(hào)、數(shù)值和未知量的符號(hào)。由題可知U＝12V，R＝30Ω，根據(jù)歐姆定律可求通過(guò)燈絲的電流I=UR由歐姆定律我們看到，在電源電壓不變的情況下，可以通過(guò)改變電路中的電阻來(lái)改變電流?！纠}2】一只電流表的內(nèi)部電阻值是0.2Ω，最大量程是3A，若把它直接接在3V的電源上，求通過(guò)電流表的電流大小是多少安?計(jì)算結(jié)果說(shuō)明了什么？【詳解】根據(jù)歐姆定律I=UR，則通過(guò)計(jì)算得知，電流表中的電流達(dá)到15A，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)3A的測(cè)量范圍，電流表會(huì)因電流過(guò)大而燒壞，所以電流表是不允許直接與電源兩極相連的?！纠}3】一個(gè)定值電阻R與一個(gè)滑動(dòng)變阻器串聯(lián)后接在電源上，用電壓表測(cè)得定值電阻兩端的電壓是6V，又用電流表測(cè)得通過(guò)定值電阻的電流是0.3A，求這個(gè)定值電阻R的阻值。根據(jù)歐姆定律I=UR，則通過(guò)該例題可以看出一種測(cè)量電阻的方法，即首先通過(guò)測(cè)量未知電阻兩端的電壓和通過(guò)該電阻的電流，然后應(yīng)用歐姆定律算出電阻的大小?！揪v點(diǎn)撥】1.電阻是表示導(dǎo)體本身一種性質(zhì)的物理量。電阻的大小由導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積等因素決定，與其端的電壓和通過(guò)的電流大小無(wú)關(guān)。公式表示導(dǎo)體的電阻在數(shù)值上等于導(dǎo)體兩端的電壓跟通過(guò)導(dǎo)體的電流的比值。2.對(duì)物理公式不能單純從數(shù)學(xué)的角度去理解電壓是電路中形成電流的原因，導(dǎo)體兩端不加電壓時(shí)，電流為零，但導(dǎo)體電阻依然存在。因此，不能認(rèn)為電壓U跟電流I成正比，跟電阻R也成正比。公式U=IR表示導(dǎo)體兩端的電壓在數(shù)值上等于通過(guò)導(dǎo)體的電流和該導(dǎo)體電阻的乘積。【歸納整理】第2節(jié)歐姆定律【課堂練習(xí)】1.電流、電壓和電阻，是電路學(xué)習(xí)中三個(gè)重要的物理量，如圖所示情境粗略卻形象地反映了這三者之間的關(guān)系。①圖中丙與甲的關(guān)系反映了的關(guān)系，丙與乙的關(guān)系反映了的關(guān)系。②圖中信息還反映出導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的有關(guān)，它們的關(guān)系可歸納為：相同條件下，?！敬鸢浮竣匐娏髋c電壓，電流與電阻；②橫截面積，導(dǎo)體的電阻隨導(dǎo)體橫截面積的減小而增大。【詳解】①由圖可知，乙阻礙丙的移動(dòng)，所以乙表示電阻，甲推動(dòng)丙運(yùn)動(dòng)，所以甲表示電壓，丙在甲的推動(dòng)下通過(guò)導(dǎo)體，所以丙表示電流。圖中丙與甲的關(guān)系反映了電流與電壓的關(guān)系，丙與乙的關(guān)系反映了電流與電阻的關(guān)系。②由圖可知，乙通過(guò)減小導(dǎo)體的橫截面積來(lái)阻礙丙運(yùn)動(dòng)，所以圖中信息還反映出導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)。2．由歐姆定律公式可知（）A．同一導(dǎo)體兩端的電壓跟通過(guò)導(dǎo)體的電流成反比B．導(dǎo)體兩端的電壓為零時(shí)，因沒(méi)有電流通過(guò)，所以導(dǎo)體電阻為零C．導(dǎo)體中的電流越大，導(dǎo)體的電阻就越小D．導(dǎo)體電阻的大小，可用它兩端的電壓與通過(guò)的電流的比值來(lái)表示【答案】D?！窘馕觥緼．電壓是形成電流的原因，不會(huì)隨電流的變化而變化．此選項(xiàng)錯(cuò)誤；B．導(dǎo)體兩端的電壓為0時(shí)，電流為0，但導(dǎo)體電阻不為0．此選項(xiàng)錯(cuò)誤；C．導(dǎo)體中電流越大，說(shuō)明兩端電壓越大，但電阻不變．此選項(xiàng)錯(cuò)誤；D．在物理學(xué)中，導(dǎo)體的電阻等于兩端的電壓與通過(guò)的電流的比值．此選項(xiàng)正確．所以選D.3.如圖所示，電源電壓保持不變，開(kāi)關(guān)S閉合后，把滑片P向左移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值將______，電壓表的示數(shù)將______（均填“變大”或“變小”）?！敬鸢浮孔冃?，變大?！窘馕觥炕瑒?dòng)變阻器與定值電阻串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器接入的是左邊部分，故滑片左移時(shí)，滑動(dòng)變阻器阻值變小，總電阻變小，電流變大，由歐姆定律可知定值電阻兩端電壓變大，即電壓表示數(shù)變大。4．一段導(dǎo)體兩端的電壓為2V時(shí)，導(dǎo)體中的電流是200mA，它的電阻是______Ω；當(dāng)該導(dǎo)體兩端電壓降為0V時(shí)，此時(shí)導(dǎo)體的電阻為_(kāi)____Ω；當(dāng)該導(dǎo)體的電流是0.4A時(shí)，該導(dǎo)體兩端的電壓為_(kāi)_____V?！敬鸢浮?0，10，4.【解析】I=300mA=0.3A，導(dǎo)體的電阻為

R=U因電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，與其兩端的電壓和通過(guò)的電流無(wú)關(guān)，所以當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓降為0V時(shí)，該導(dǎo)體的電阻為10Ω不變；當(dāng)通過(guò)導(dǎo)體的電流為0.4A時(shí)，導(dǎo)體兩端的電壓為U2=I2R=0.4A×10?=4V5.如圖所示的電路中，電阻阻值R1>R2。閉合開(kāi)關(guān)S后，電阻R1、R2兩端的電壓分別為U1、U2，通過(guò)兩個(gè)電阻的電流分別為I1、I2。下列判斷中正確的是（）A．I1>I2B．I1=I2 C．U1=U2 D．U1<U2【答案】B。【解析】由圖知，閉合開(kāi)關(guān)S，電阻R1、R2串聯(lián)，串聯(lián)電路中各處電流都相等，即I1=I2；又因?yàn)镽1>R2，由U=IR可知：U1>U2，故ACD錯(cuò)誤，B正確。故選B。6.如圖所示的電路中，若R1=10?，R2=5?，閉合開(kāi)關(guān)S，此時(shí)，電壓表的示數(shù)為2.5V，則電源電壓為（）A．2.5V B．5V C．7.5V D．10V【答案】C.【解析】由電路圖知，兩個(gè)電阻串聯(lián)在電路中，電壓表測(cè)電阻R2的電壓。而電壓表的示數(shù)為2.5V，那么此時(shí)電路中的電流I2電路的總電阻R=R1+R2=10?+5?=15?所以電源電壓U=I2R=0.5A×15?=7.5V.故ABD不符題意，C符合題意。7．如圖所示是一個(gè)自動(dòng)體重測(cè)試儀的工作原理圖，CB部分為導(dǎo)體，BA部分為絕緣體，下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是（）A．體重顯示表是用電壓表改裝成的B．體重測(cè)試儀電路由于缺少開(kāi)關(guān)，始終處于通路C．體重測(cè)試儀所測(cè)體重越大，電路中的電流越小D．體重越大，體重顯示表的示數(shù)越大【答案D?！驹斀狻緼．由電路圖可知，體重顯示表串聯(lián)在電路中，所以體重顯示表是用電流表改裝成的，故A錯(cuò)誤；B．體重測(cè)試儀電路雖然缺少開(kāi)關(guān)，但是當(dāng)體重測(cè)試儀的上方無(wú)物體時(shí)，滑片位于絕緣體的位置，電路處于斷路，故B錯(cuò)誤；C．體重測(cè)試儀所測(cè)體重越大，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻越小，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流越大，故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)測(cè)試儀所測(cè)體重越大時(shí)，杠桿的左端下降、右端上升，滑片上移，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變小，根據(jù)I=U/R可知，電路中的電流變大，即體重顯示表的示數(shù)越大，故D正確。故選D。8.交警嚴(yán)查酒后駕車(chē)，如圖甲所示是酒精測(cè)試儀的原理圖，其中R1為定值電阻，R2為酒精氣體傳感器，其阻值隨酒精氣體濃度β變化曲線(xiàn)如圖乙所示，電源電壓恒定不變。如果駕駛員呼出的酒精氣體濃度越大，那么測(cè)試儀的（）A．傳感器兩端的電壓越大 B．電壓表示數(shù)越大C．通過(guò)傳感器的電流越小 D．電壓表示數(shù)不變【答案】B.【詳解】電阻R1與R2串聯(lián)，電壓表測(cè)R1的電壓；由圖象可知，隨酒精濃度的增大，酒精氣體傳感器R2阻值減小，酒精氣體傳感器R2的分壓減?。浑S酒精濃度的增大，酒精氣體傳感器R2阻值減小，電路總電阻變小，電路電流變大，流過(guò)傳感器的電流變大；氣體傳感器R2的分壓減小，電源電壓不變，由串聯(lián)電路特點(diǎn)可知，電阻R1分壓變大，電壓表示數(shù)變大。故選B。9.如圖所示的電路，電源電壓保持不變，電阻R1、R2分別為20Ω和30Ω，只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，電流表的示數(shù)為0.3A，求：（1）電源電壓；（2）S1、S2均閉合時(shí)，電流表的示數(shù)?！窘馕觥浚?）只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，電源電壓U=I1R1=0.3A×20?=6V.（2）S1、S2均閉合時(shí)，此時(shí)兩電阻并聯(lián)，流過(guò)R2電流為I2=電流表的示數(shù)I=I1+I2=0.3A+0.2A=0.5A10.如圖甲所示，電源由n節(jié)新干電池串聯(lián)而成且不變，滑動(dòng)變阻器R上標(biāo)有“20Ω2A”字樣，閉合電鍵，小李同學(xué)將滑片P滑到變阻器的中點(diǎn)附近時(shí)（變阻器接入電阻約為10Ω），電流表的指針如圖乙所示，求：①電源中的新干電池節(jié)數(shù)n，電源總電壓U。②在不損壞電路元件的前提下，該變阻器在本電路中能改