九年级物理 科学探究欧姆定律.doc

九年级物理 科学探究欧姆定律
教学目标：
知识与技能：
1、通过实验探究欧姆定律
2、培养学生设计电路图及用控制变量法进行实验探究的能力。
3、知道欧姆定律，并能用欧姆定律进行简单的计算。
过程与方法：通过实验理解欧姆定律。
情感态度与价值观：体会实验过程及物理规律的客观性和普遍性，形成科学的世界观。
教学重点、难点：实验探究欧姆定律
教具：电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻、电池4节、导线、开关
教学过程设计：
一、引入设计
师：在科学研究中，我们常常根据现象来研究电流。电流是看不到的，我们是怎样知道电流的？人们常常根据电流产生的各种效果来感知电流。如灯泡亮了，电饭锅发热，这是电流产生了热效应，电磁铁通电时产生了磁性，这是根据电流的磁效应，电解水产生H2和O2，这是电流的化学效应等等。
电流的大小不同时，产生的效应也不同，那么电流的大小与哪些因素有关呢？
二、实验探究电流与哪些因素有关
师：根据所学知识引导学生猜想
生：交流讨论得出
1、电流大小可能与电阻有关，因为电阻对电流有阻碍作用
2、电流与电压可能有关，因为电压是形成电流的原因。
师：要确定是哪个猜想正确（与事实相符）必须通过实验来验证。
师：由于电流可能受电压、电阻等多种因素的影响，所以在实验中应采用什么方法探究呢？
生：控制变量法
师：也就是说要研究电流随电阻的变化 要控制（保持）电压不变；要研究电流与电压的关系要保持电阻不变。
师：在实验中怎样做到呢？
生：交流讨论
1、保持电压不变，可以在实验中采用同一电源供电，改变电阻，可以把不同的定值电阻分别接入电路。
2、保持电阻不变，在实验中采用同一个电阻做实验，改变电压，可以采用不同的干电池串联供电。
师：引导学生进行电路设计
（一）保持电压不变时，研究电流随电阻的变化的电路设计
①把一个定值接入电路中

②怎样知道电流变化？（生：接入电流表）

③怎样知道电压大小？（生：接入电压表）

师：当改变R的阻值时，会引起电路中电流的变化，这样可能会超过电流表的量程，怎么来改进这一电路？
生：接入滑动变阻器
④

二、研究电阻不变时，电流随电压变化的电路设计
1、

师：有没有一种改变定值电阻两端电压的简便方法
提示：电阻的作用：调整电路中的电流和电压
生：接入滑动变阻器
2、

师：根据以上分析活动变阻器在电路中的作用：一是保护电路即保护电流表、电压表和用电器不被烧坏；二是调整电路中的电流和电压。
师：根据刚才设计好的电路图连接实物图：

师：强调接线过程要按一定顺序，接线时开关应断开，滑动变阻器的阻值要移到阻值最大处。
师：进行实验与收集证据
表一：保持电压不变时，研究电流随电阻的变化

5Ω
0.4A
U=2V
10Ω
0.2A

20Ω
0.1A

表二：保持电阻不变时，研究电流随电压的变化
电阻R
电压U/V
电流I/A

1V
0.1A
R=10Ω
2V
0.2A

3V
0.3A

师：引导学生分析、论证
师：分析数据的方法可以观察数据间的特点：如何体积比值、和或差的关系，也可以借助图象。
表一：电压不变时，电流随电阻的增大而减小。
引导学生进一步发现IR=U（定值）
得出：电压不变时，电流与电阻成反比。
表二：电阻不变时，电流随电压的增大而增大。
引导学生进一步发现U∕I=R（定值）
得出：电阻不变时，电流与电压成正比。
师：用图象法进行分析

师：引导学生进行误差分析
误差产生原因：人、仪器、方法

第二课时
一、复习旧课（提问、调板）
1、画出探究电流和电压、电阻关系的实验电路图

2、如上电路图在研究电流和电压、电阻关系的实验中，若要研究电流与电阻的关系要保持电压不变，即要保持（ ）。
A、电源电压不变
B、滑动变阻器RP两端电压不变
C、定值电阻R两端的电压不变
3、在研究电流与电压、电阻关系的实验中，滑动变阻器的作用：一是保护电路 ，
二是 调整电路中的电流和电压 。
4、在探究“电流跟电压、电阻的关系”时，根据收集到的数据画出了如图所示的一个图像，下列结论与图象相符的是（ ）。
A、电阻一定时，电流随着电压的增大而增大。
B、电阻一定时，电压随着电流的增大而增大。
C、电压一定时，电流随着电阻的增大而增大。
D、电压一定时，电流随着电压的增大而减小。
二、欧姆定律
师：根据上节实验我们知道：
1、 保持电阻不变时，电流跟电压成正比关系；
2、 保持电压不变时，电流跟电阻成反比。
把这两点可以归纳为一个重要的规律——欧姆定律
1、 内容一段导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。
师：引导学生注意电流、电压、电阻的同一性和同时性。
同一性：I、U、R是对应于同一段电路（同一个导体）；
同时性：I、U、R是同一时刻测出来的。
举例说明：

2、 公式：I=U/R
公式说明：当电阻R一定时，导体中的电流I跟导体两端的电压成正比；当导体两端的电压U一定时，导体中的电流I跟导体的电阻R成反比。
例：电源电压6V，R1的电阻值为10Ω，R2的电阻值为20Ω，求：通过R1的电流及干路的电流。

3、 推导公式：
① U=IR
公式说明：导体两端的电压等于通过它的电流与其电阻的乘积。
例：电流表的示数为1.5A，定植电阻R1、R2的阻值分别为5Ω和10Ω，求电阻R1两端电压和电源电压。

②R=U/I
公式说明：导体的电阻在数值上等于加在这段导体两端的电压与其通过的电流的比值。
例：电压表的示数为2V，定值电阻R2的阻值为10Ω，电源电压为6V，求电阻R1的电阻值。

师：根据R=U/I，只要我们知道了导体两端的电压以及通过导体的电流就可以求出导体的电阻。能否理解为导体的电阻R与U成正比，与I成反比？
师引导学生得出：导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小只与自身的材料、长度、横截面积有关；而与导体两端的电压U及通过它的电流I无关。对于某一段电路或某一段导体来说，U与I的比值不变，即使导体未接入电路中两端未加电压，其电阻也是客观存在的。因此，公式R=U/I是导体电阻的计算式而不是决定式。
练习：某段导体两端的电压为2V，通过的电流为0.4A，则导体的电阻为 ；当电压增加到4V时，则通过的电流为 ；当电压降到0V时，则导体的电阻为 ，此时通过导体的电流为 。
三、布置作业：
如图开关S闭合时，电压表的示数为2V，定植电阻R2的阻值为10Ω，电源电压为6V，求R1的电阻值。

第三课时电阻的串联和并联
师：想一想假如你手上有2个5Ω的电阻，而你急需一个10Ω的电阻，你该怎么办？
假如你手上有2个10Ω的电阻，而你急需一个5Ω的电阻，你该怎么办？
学习了电阻的串联和并联知识你就可以轻易的解决刚才的问题。
一、 电阻的串联
U=IR，U2=I1R1，U2=I2R2
如图电阻R1与R2串联
∴U=U1+U2
∴IR=I1R1+I2R2
又∵I=I1=I2
∴R=R1+R2
结论：串联电路的总电阻，等于各串联电阻之和。即：R=R1+R2
例如：2个5Ω的电阻串联，其总电阻为10Ω。也就是说2个5Ω的电阻串联后的总电阻相当于一个10Ω的电阻。因此，我们常把10Ω的电阻看成是2个5Ω的电阻串联后的等效电阻。如图：

师：电阻串联后其总电阻是变大了还是变小了？
生：变大了。
师：我们可以这样来理解：把几个电阻串联起来，相当于增加了导体的长度，所以其总电阻要变大。如图：

例题1：把5Ω的电阻跟15Ω的电阻串联起来，接在电压是6V的电源上，求这个串联电路中的电流。

例题2：有一只小灯泡，它正常发光时灯丝的电阻是803Ω，正常工作时的电压是2.5V。如果我们只有电压为6V的电源，要使小灯泡正常工作，需要串联一个多大的电阻？

二、电阻的并联
I1=U/R1，I2=U2/R2，I=U/R（R为并联电路的总电阻）
∵电阻R1与R2并联
∴I=I1+I2
∴U/R+U1/R1+U2/R2
又∵U=U1=U2
∴1/R=1/R1+1/R2
结论：并联电路的总电阻的倒数，等于各并联电阻的倒数之和。即：1/R=1/R1+1/R2
师：电阻并联总电阻是变大了还是变小了？
生：变小了。
师：几个电阻并联起来，相当于增大了导体的横截面积。所以电阻变小了。如图：

师：并联电路的总电阻比任何一个电阻都小。
三、应用
1、现有四对并联电阻，其中总电阻最小的是（ ）。
A、10Ω和5Ω B、4Ω和8Ω
C、20Ω和15Ω D、100Ω和0.1Ω
2、现有四组不同的电阻，已知R1