2024-2025學(xué)年滬教版初中物理九年級（上）教案 第十五章第二節(jié)科學(xué)探究：歐姆定律

第二節(jié)科學(xué)探究：歐姆定律設(shè)計說明本節(jié)主要內(nèi)容有：實驗探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系，歐姆定律的內(nèi)容和公式。前面學(xué)習(xí)了電學(xué)中的三個基本物理量：電流、電壓、電阻，本節(jié)通過科學(xué)探究，建立電流、電壓、電阻之間的定量關(guān)系，得出電學(xué)中重要的基本規(guī)律——歐姆定律。教學(xué)時從學(xué)生熟悉的電學(xué)現(xiàn)象出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生思考電流與電壓、電阻之間的關(guān)系，讓學(xué)生先提出自己的猜想，再來設(shè)計實驗，通過實驗收集數(shù)據(jù)，最后歸納得出電流與電壓、電阻的定量關(guān)系。這樣不僅加深了學(xué)生對歐姆定律的理解，而且培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)探究的能力和興趣，讓學(xué)生真正學(xué)會用控制變量法進(jìn)行實驗探究。教學(xué)目標(biāo)【知識與技能】1.通過探究知道導(dǎo)體中的電流與電壓、電阻的關(guān)系。2.理解歐姆定律，并能運用歐姆定律進(jìn)行簡單的計算。3.能用滑動變阻器改變部分電阻兩端的電壓?！具^程與方法】通過實驗，利用控制變量法探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系，歸納得出歐姆定律?！厩楦?、態(tài)度和價值觀】體驗探究自然規(guī)律的曲折和樂趣，激發(fā)學(xué)生的好奇心，增強學(xué)習(xí)的興趣和克服困難的信心。重點難點教學(xué)重點歐姆定律及其探究過程。教學(xué)難點設(shè)計并進(jìn)行實驗探究歐姆定律。教學(xué)方法實驗探究、觀察、討論和分析相結(jié)合的教學(xué)方法。教具、學(xué)具多媒體課件、電源、開關(guān)、導(dǎo)線、銅線、鐵線、鎳鉻合金絲、滑動變阻器、燈泡和電流表等。授課時數(shù)2課時第1課時探究電流與電壓、電阻的關(guān)系教學(xué)過程導(dǎo)入新課夜幕下，彩燈勾畫出古鎮(zhèn)建筑的輪廓。電燈發(fā)光時，電流在電路中靜靜地“流淌”。你是否想過，電流的流動遵循怎樣的規(guī)律？電流、電壓、電阻各自扮演著什么角色？它們之間的關(guān)系又如何呢？現(xiàn)在就讓我們來探究其中的奧秘！講授新課【教師提問】我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了電流、電壓和電阻三個物理量，請同學(xué)們思考下列問題：1.電流是怎樣形成的？2.電荷定向移動的原因是什么？3.那么電流與電壓有沒有關(guān)系？4.電阻表示的是什么？5.那么電流與電阻有沒有關(guān)系？【交流總結(jié)】電壓是使電荷發(fā)生定向移動形成電流，電阻是表示導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小，電流大小與電壓、電阻有關(guān)系?！居^察思考1】（1）在如圖所示的電路中接入一節(jié)電池時，閉合開關(guān)，觀察實驗現(xiàn)象?，F(xiàn)象：燈泡發(fā)光較暗，電路中電流較小。（2）在如圖所示的電路中接入兩節(jié)電池時，閉合開關(guān)，觀察實驗現(xiàn)象?，F(xiàn)象：燈泡發(fā)光較亮，電路中電流較大?！窘Y(jié)論】電流與電壓有關(guān)。電路兩端的電壓增大，電路中的電流將增大?！居^察思考2】（1）按照如圖所示的電路圖連接電路，閉合開關(guān)，觀察實驗現(xiàn)象。（2）給小燈泡串聯(lián)一個定值電阻，閉合開關(guān)，觀察實驗現(xiàn)象?，F(xiàn)象：燈泡發(fā)光較暗，電路中電流較小?！窘Y(jié)論】電流與電阻有關(guān)。電路中電阻增大，電路中的電流反而減小?！窘處熆偨Y(jié)】由以上分析可得：電路中的電流與電壓和電阻有關(guān)系。電路中的電流隨電壓的增大而增大，隨電阻的增大而減小?！窘處熖釂枴?.我們知道電流、電壓、電阻之間都有關(guān)系，那么它們之間究竟有什么關(guān)系？有沒有定量關(guān)系呢？2.要研究電流、電壓、電阻三者的關(guān)系，首先要確定研究方法，在物理學(xué)中，要研究三個或三個以上的變量關(guān)系時，通常采用什么方法？【教師點撥】要研究電流、電壓、電阻三者的關(guān)系，運用控制變量法。通常要分兩步進(jìn)行，第一步研究電流與電壓的關(guān)系，要保持電阻R不變；第二步研究電流與電阻的關(guān)系，要保持電壓不變。活動1探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系思考：（1）如何測量電阻兩端的電壓和電流？（2）如何改變定值電阻兩端的電壓？（3）畫出實驗電路圖。（4）滑動變阻器的作用是什么？1.設(shè)計電路：【教師提問】根據(jù)圖所示的電路，實驗時應(yīng)準(zhǔn)備哪些實驗器材？【交流總結(jié)】電源、導(dǎo)線、開關(guān)、電流表、電壓表、滑動變阻器、定值電阻。2.設(shè)計數(shù)據(jù)記錄表格表一：保持電阻不變時，研究電流與電壓的關(guān)系實驗次數(shù)電阻電阻電流1R=________23表二：保持電壓不變時，研究電流與電阻的關(guān)系實驗次數(shù)電壓電阻電流1U=________23【教師提問】在探究電流、電壓、電阻三者的關(guān)系時，應(yīng)注意什么？學(xué)生交流、討論，回答后教師訂正。3.實驗過程中應(yīng)注意的問題：(1)電壓表和電流表的連接、使用與讀數(shù)要按照要求進(jìn)行操作。(2)在測量過程中，電路閉合時間不能太長，讀取數(shù)據(jù)后要及時斷開電路，以防止通電時間過長，電阻發(fā)熱給測量帶來誤差。(3)每次實驗至少要測出三組數(shù)據(jù)，使實驗更具有普遍性。(4)在探究電流與導(dǎo)體兩端的電壓關(guān)系時應(yīng)注意保持電阻不變。(5)在實驗過程中，通過滑動變阻器來改變電阻兩端的電壓時，要注意調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，盡量使定值電阻兩端的電壓成整數(shù)倍地變化，在實驗過程中，不應(yīng)通過改變電池節(jié)數(shù)來改變導(dǎo)體兩端的電壓，其原因是：①操作不方便；②當(dāng)電源的電壓偏大時可能會燒壞電壓表、電流表、導(dǎo)線等。4.進(jìn)行實驗與收集數(shù)據(jù)(1)保持電阻不變，研究電流與電壓的關(guān)系。①按照電路圖連接電路，注意事項與上面相同。②檢查無誤后，閉上開關(guān)，保持定值電阻R＝10Ω不變，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，使定值電阻兩端的電壓分別為1V、2V、3V，讀出對應(yīng)的電流值分別為0.1A、0.2A、表一實驗次數(shù)電壓電阻電流1R10.1220.2330.3(2)保持電壓不變，研究電流與電阻的關(guān)系。①按照如圖所示電路圖連接電路，注意：連接過程中，要先斷開開關(guān)；電流表要串聯(lián)在電路中，電壓表要并聯(lián)在定值電阻兩端；正、負(fù)接線柱不可接反，不可超過它們的量程；滑動變阻器一定要“一上一下”接線；閉合開關(guān)前，滑片要先調(diào)到阻值最大位置。②檢查無誤后，合上開關(guān)，依次把R=5Ω、R=10Ω、R=15Ω的電阻接入電路中，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，始終使定值電阻兩端電壓保持3V不變，分別讀出相應(yīng)的電阻值對應(yīng)的電流值為0.6A、0.3A、0.2A表二實驗次數(shù)電壓電阻電流1U50.62100.33150.2③整理器材。5.分析與論證(1)引導(dǎo)學(xué)生分析表二中的數(shù)據(jù)，看看能得到什么結(jié)論。【教師點撥】從表一中的數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)電壓成整數(shù)倍增加時，電流成整數(shù)倍增加。當(dāng)電壓增大時，電流也隨著增大，而且電壓與電流的比值保持不變?！練w納總結(jié)】保持電阻不變時，電流跟電壓成正比?！就卣埂扛鶕?jù)實驗數(shù)據(jù)，在圖中畫出各組數(shù)據(jù)對應(yīng)的點，然后將各點平滑地連接起來，可以得出電阻一定時，電流與電壓成正比。【教師點撥】電流與電壓成正比的前提條件是保持電阻不變?！窘處熖釂枴磕敲瓷鲜鼋Y(jié)論能不能說成保持電阻不變時，電壓與電流成正比呢？【交流總結(jié)】上述結(jié)論不能說成電壓與電流成正比，因為電壓是因，電流是果，電壓是形成電流的原因?！窘處燑c撥】平時我們在敘述物理規(guī)律時，要特別注意各物理量的含義，不能僅從數(shù)據(jù)上去理解。(2)引導(dǎo)學(xué)生分析表二中的數(shù)據(jù)，看看能得到什么結(jié)論。【教師點撥】從表二中的數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)電阻增大時，電流反而減小，但電流與電阻的乘積相等?！練w納總結(jié)】保持電壓不變時，電流跟電阻成反比?！就卣埂扛鶕?jù)實驗數(shù)據(jù)，在圖中畫出各組數(shù)據(jù)對應(yīng)的點，然后將各點平滑地連接起來，可以得出電壓一定時，電流與電阻成反比?！窘處燑c撥】電流與電阻成反比的前提條件是保持電壓不變?！窘處熖釂枴磕敲瓷鲜鼋Y(jié)論能不能說成保持電壓不變時，電阻與電流成反比呢？【交流總結(jié)】上述結(jié)論不能說成電阻與電流成反比，因為電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，它的大小是由導(dǎo)體的長度、橫截面積和材料決定的，與通過它的電流大小無關(guān)，電阻對電流起阻礙作用，電阻是因，電流是果。6.實驗結(jié)論保持電阻不變時，電流跟電壓成正比；保持電壓不變時，通過導(dǎo)體的電流跟電阻成反比。課堂小結(jié)電流與電壓、電阻的關(guān)系：1.電阻一定時，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比關(guān)系。2.電壓一定時，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體電阻成反比關(guān)系。當(dāng)堂達(dá)標(biāo)1.在一電路中,當(dāng)電流為0.2A時,該電路的電阻為20答案：102.某導(dǎo)體兩端的電壓為2V時，通過導(dǎo)體的電流為500答案：13.已知R1=3R2，分別把R1A.1∶3B.3∶1答案：A4.一導(dǎo)體接到電路中，如果把它兩端的電壓增大到原來的三倍，下列說法中正確的是（）A.它的電阻是原來的三倍B.它的電流保持不變C.它的電流是原來的三分之一D.它的電流是原來的三倍答案：D5.關(guān)于導(dǎo)體中通過的電流與導(dǎo)體兩端的電壓關(guān)系,下列敘述中正確的是()A.導(dǎo)體中通過的電流越大,其兩端的電壓越高B.導(dǎo)體中通過的電流越小,其兩端的電壓越低C.在導(dǎo)體電阻不變的情況下,導(dǎo)體中通過的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比D.在導(dǎo)體電阻一定時,其兩端的電壓與通過的電流成正比答案：C6.在探究“電流與電壓的關(guān)系”時，應(yīng)保持______不變；如圖為“研究電流與電阻關(guān)系”的實驗電路圖。（１）為了達(dá)到研究的目的，實驗過程中必須保持＿＿＿＿＿＿＿不變；（２）當(dāng)開關(guān)S閉合后，電壓表的示數(shù)是2.5V，電流表的示數(shù)是0.5A，現(xiàn)在將阻值為答案：電阻（1）定值電阻R兩端的電壓（2）調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)保持為2.5板書設(shè)計第二節(jié)科學(xué)探究：歐姆定律第1課時探究電流與電壓、電阻的關(guān)系探究電流與電壓、電阻的關(guān)系1.保持電阻不變，電流跟電壓成正比。2.保持電壓不變，電流跟電阻成反比。第2課時歐姆定律教學(xué)過程引入新課目前，我國采用呼氣式酒精測試儀，對駕駛員進(jìn)行現(xiàn)場檢測。這里面蘊含怎樣的物理知識呢？講授新課一、歐姆定律1.歐姆定律內(nèi)容：一段導(dǎo)體中的電流，跟加在這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。2.歐姆定律表達(dá)式：I=U其中I表示通過導(dǎo)體的電流，單位是安培(A)；U表示導(dǎo)體兩端的電壓，單位是伏特(V)；R表示導(dǎo)體的電阻，單位是歐姆(Ω3.歐姆定律的變換式：U=IR、R=4.兩點說明（1）歐姆定律公式中各個物理量只能是同一段導(dǎo)體在同一時刻所具有的量，也就是說不能用甲導(dǎo)體的電壓、電阻去求乙導(dǎo)體的電流。（2）使用歐姆定律公式計算時，電流（I）、電壓（U）、電阻（R）的單位分別要用它們的基本單位安培（A）、伏特（V）、歐姆（Ω），也就是單位要統(tǒng)一?！鞠胍幌搿磕惩瑢W(xué)認(rèn)為：“由I=UR變形可得答案：不對因為電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，它只跟導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度有關(guān)，跟電流、電壓無關(guān)?！就卣埂繗W姆（G.S.Ohm,1787~1854）是德國物理學(xué)家。1826年在《電路的數(shù)學(xué)研究》一書中對歐姆定律做了概括，主要是在1817~1827年擔(dān)任中學(xué)物理教師期間進(jìn)行的?，F(xiàn)在我們看到歐姆定律的公式那么簡單，卻不要忘記歐姆當(dāng)時為了解決這一難題，付出了艱辛的勞動，當(dāng)時的實驗條件很差，那些測量電流的儀器和電阻值不同的導(dǎo)體，都要自己設(shè)計制造。他能夠完成這些精細(xì)的制作和精確的實驗，主要得益于強烈的好奇心、執(zhí)著的探究精神。為了紀(jì)念他在電路理論方面的貢獻(xiàn)，電阻單位命名為歐姆。二、歐姆定律的應(yīng)用1.公式應(yīng)用根據(jù)歐姆定律的公式I=UR，變形可得，R（1）已知電壓和電阻，求電流；（2）已知電壓和電流，求電阻；（3）已知電流和電阻，求電壓。2.用公式進(jìn)行計算的一般步驟：（1）讀題、審題（注意已知量的內(nèi)容）；（2）無電路圖則應(yīng)根據(jù)題意畫出電路圖；（3）在圖上標(biāo)明已知量的符號、數(shù)值和未知量的符號；（4）選用物理公式進(jìn)行計算（書寫格式要完整，規(guī)范）。3.（1）已知電壓、電阻，求電流例1一輛汽車的車燈，燈絲電阻為30Ω解題步驟：（1）畫電路圖；（2）列出已知條件和所求量；（3）求解I解：I=（2）已知電流、電阻，求電壓例2在如圖所示的電路中，調(diào)節(jié)滑動變阻器R'，使燈泡正常發(fā)光，用電流表測得通過它的電流值是0.6A解：IL=0.6（3）已知電壓、電流，求電阻例3某同學(xué)用一只電流表和燈泡串聯(lián)，測得它正常發(fā)光時的電流是0.2A，再用電壓表測得燈泡兩端的電壓是220V解：R=例4加在某一電阻器兩端的電壓為5V時，通過它的電流是0.5A解：R=I2【思考】求電流I【拓展】歐姆定律在生活中也有很多應(yīng)用，酒精濃度檢測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。駕駛員呼出的酒精氣體濃度越大，測試儀中電壓表的示數(shù)也越大。課堂小結(jié)1.歐姆定律：一段導(dǎo)體中的電流，跟加在這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。2.表達(dá)式：I=UR，變換式：U3.I、當(dāng)堂達(dá)標(biāo)1.關(guān)于電流跟電壓和電阻的關(guān)系，下列說法正確的是（）A.導(dǎo)體的電阻越大，通過導(dǎo)體的電流越小B.導(dǎo)體的電阻越大，通過導(dǎo)體的電流越大C.導(dǎo)體兩端的電壓越大，導(dǎo)體的電阻越大，通過導(dǎo)體的電流也越大D.在導(dǎo)體兩端的電壓一定的情況下，導(dǎo)體的電阻越小，通過導(dǎo)體的電流越大答案：D2.（多選）關(guān)于歐姆定律，下列敘述中正確的是（）A.在相同電壓下，導(dǎo)體的電流和電阻成反比B.對同一個導(dǎo)體，導(dǎo)體中的電流和電壓成正比C.因為電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì)，所以電流只與導(dǎo)體兩端的電壓成正比D.導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓有關(guān)，也與導(dǎo)體的電阻有關(guān)答案：ABD3.如圖所示電路，電源電壓保持不變，若滑動變阻器滑片PA.V1表示數(shù)增大，A表示數(shù)減小B.V1表示數(shù)減小，A表示數(shù)減小C.V1表示數(shù)增大，A表示數(shù)增大D.V1表示數(shù)減小，A表示數(shù)增大答案：C4