九年级欧姆定律学习知识点讲义.doc

.\ 第十七章 欧姆定律 第一节 电流与电压和电阻的关系 课题 电流与电压和电阻的关系 教学过程 引入 教师活动 学生活动 新课讲授 教师活动 学生活动 合 理 猜 想 设 计 实 验 一、猜想与假设 【启发】 各种用电器的电流大小不同：那么电流大小与哪些因素有关？ 手电筒中使用新电池或旧电池，灯泡的亮度不同，通过灯的电流与灯两端电压有关吗？ 在家庭电路中使用不同的灯泡，亮度不同，那么通过灯的电流与灯丝电阻有关吗？ 在电路中的电流与电压、电阻有什么关系呢？ 猜想： 若电阻一定，电流与电压存在什么关系？ 若电压一定，电流与电阻存在什么关系？ 【设计实验】 若研究电路中电流与电压的关系，或电流与电阻的关系，需要哪些实验器材？ 学生通过实例进行思考。 学生预设回答： 若电阻一定，电压越大，电流越大； 若电压一定，电阻越大，电流越小。 由学生回答。 【需要器材】 电阻、电源、滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线。 有 效 启 发 学 生 实 验 二、学生分组实验 实验探究1：电流与电压的关系 【设计实验】 测电阻两端电压，选择什么器材？如何改变电阻两端电压？怎么操作？ 测通过电阻的电流，选择什么器材？ 实验过程中的不变量是什么，如何控制其不变？ 滑动变阻器在实验中都起到什么作用？ 实验电路图 V R＇ R A S 实物图 【进行实验】 电阻一定，研究电流与电压的定量关系。 【表格设计】 R=10 Ω不变 U/V I/A 【实验步骤】 1．电流表、电压表调节到零刻度，按电路图连接电路，调节滑动变阻器的滑片至阻值最大端； 2．闭合开关，调节滑动变阻器至适当位置，将电压表示数U，电流表示数I记录到表格中； 3．分别调节滑动变阻器在不同位置，仿照步骤2再做5次实验，分别记录电压表示数U，电流表示数I。 重点指导： 1．学生的分工协作是否合理。 2．实验电路连接完要检查电路连接无误，然后用开关试触，没有问题后再闭合开关。 3．实验的有序性，如：电压表示数从小到大。 4．实验时间不宜过长，最好做完一次实验要断开开关一次，避免电阻的温度升高，阻值发生变化。 5．针对学生在不同的问题中出现的错误进行纠正。 【实验分析与结论】 R=10 Ω不变 U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 当电压成比例增大时，电流也成比例增大。 结论1 当导体的电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。 根据实验数据描点作图。 在教学中要注意渗透： 1．自变量是谁？自变量怎么改变？自变量怎么测量？ 2．因变量是谁？因变量怎么测量？ 3．控制变量是谁？如何控制？ 实验探究2 电流与电阻的关系 【设计实验】 在电路中如何改变电阻，选用什么器材？怎么操作？ 如何使电阻两端电压不变，如何控制其不变？ 滑动变阻器在实验中都起到什么作用？ 【进行实验】 电压一定，研究电流与电阻的定量关系。 【表格设计】 U=5 V不变 R/Ω I/A 【实验步骤】 1．电流表、电压表调节到零刻度，按电路图连接电路，调节滑动变阻器的滑片移至阻值最大端； 2．闭合开关，调节滑动变阻器至适当位置，电压表示数为U，将定值电阻的阻值R和电流表示数I记录到表格中； 3．断开开关，改变连入电路中定值电阻的阻值，闭合开关，调节滑动变阻器使电压表的示数为U不变，将定值电阻的阻值R和电流表示数I记入表格。 4．仿照步骤3再做4次实验，分别记录定值电阻的阻值R和电流表示数I。 【实验分析与结论】 U=5V不变 R/Ω 5 10 15. 20 25 30 I/A 1 0.5 0.33 0.25 0.2 0.17 当电阻成比例增大时，电流成比例减小。 结论2 当导体两端电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。 选择实验器材。 画电路图。 连接实物。 （1） 连接电路前电流 表和电压表的调节。 （2） 连接电路过程中 开关要断开。 （3）闭合开关前调节滑动变阻器的滑片至阻值最大端。 根据实验要求设计实验记录表格。 【进行实验】 按实验步骤进行实验，进行实验测量、记录实验数据。 各组自评互评。 分析实验数据，讨论交流，得出结论。 根据实验过程中采集的数据描点作图。 分组实验。 选择实验器材。 设计表格。 实验测量并记录数据。 各组自评互评。 分析实验数据。 讨论交流，得出结论。 运 用 规 律 解 决 问 题 例题分析 V A S R1 R2 P 某同学按如图所示的电路研究通过导体的电流跟导体电阻的关系。电源电压保持不变，他不断改变电阻箱R1（符号用 表示）的阻值，测得相应的电流如下表。分析表中数据可知：电流跟电阻__________，这与其他同学的结论不一样，其原因是_____________________。 次数 R1/Ω I/A 1 2 0.40 2 4 0.32 3 8 0.25 解析 分析三组数据，电阻变化为1：2：4，电流没有减小为1/2，1/4，不成反比。在研究多个物理量之间的关系时，应使用控制变量的方法，研究通过导体的电流跟导体电阻的关系，应保持电压一定。 答案 不成反比，没有保持电压一定。 分析已知条件，运用电流与电压和电阻的定量关系，分析解答问题，注意比例关系。 小 结 与 巩 固 内容小结 这节课我们学习了电路中的电流与电压和电阻的知识，总结如下。 1．实验电路 2．实验过程 3．实验数据的采集 4．实验表格的设计 5．实验数据的分析和归纳，得到结论 6．实验的图象 学生讨论小结。 学生讨论，互相补充。 作 业 与 反 馈 作业： 1．已知R1＝3R2，分别把R1、R2接到6V的电源上，通过它们的电流比I1∶I2等于 A．1∶3 B．3∶1 C．2∶1 D．4∶1 2．一导体接到电路中，如果把它两端的电压增大到原来的三倍，下列说法中正确的是 A．它的电阻是原来的三倍 B．它的电流保持不变 C．它的电流是原来的三分之一 D．它的电流是原来的三倍 答案：1．A 2．D  第二节 欧姆定律 一、引入新课 ［师］同学们一定还记得我们在上节课中的探究实验，各组的探究结论，可以再讲讲吗？ 电压U 电阻R 电流I 12V 40Ω 0.3A 20Ω 0.6A 10Ω 1.2A 电阻R 电压U 电流I 20Ω 2V 0.1A 4V 0.2A 6V 0.3A 课件展示 学生回答： 在电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。 在导体两端的电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。 二、新课教学： ［师］这个结论就是电流跟电压、电阻三者之间的定量关系，将两个结论概括在一起，如何用简练而准确的语言表达呢？ 1.欧姆定律。 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. 这是德国物理学家欧姆在19世纪初经过大量的实验而归纳得出的.为了纪念他，把这个定律叫做欧姆定律. ［师］欧姆定律：用公式表示 式中：I——电流——安培（A） U——电压——伏特（V） R——电阻——欧姆（Ω） ［师］欧姆定律公式中的单位有什么要求呢？ ［生］如果给出的单位不是欧姆、伏特和安培，一定要先换算成要求的单位才可以应用公式。 ［师］点拨：欧姆定律的变形公式有什么？ ［师］思考：欧姆定律公式使用时应注意些什么呢？ 注意的事项: （1）欧姆定律的变形公式有R=U/I，U=IR。 (2).公式中的各个物理量是同一导体或同一段电路上的一时刻的对应值。 (3).根据公式变形 R=U/I，不能说 “导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比。”这个式子只表明电阻 R 等于 U与 I 的比值。 2.欧姆定律的应用。 利用课件展示： 例题1：我们已经知道试电笔内必须有一只很大的电阻，用来限制通过人体的电流，现有一只试电笔其中的电阻为880KΩ，氖管的电阻和人体的电阻都比这个数值小得多，可以不计，使用时通过人体的电流是多少？ 解:I= =0.2510-3 A 0.2510-3 A=0.25 mA 答：使用这支测电笔时，通过人体的电流是0.25 mA。 已知电流、电压，求电阻 例题2：实验中测得一个未知电阻两端的电压是4.8V，流过的电流是320mA，这个电阻的阻值是多少？ 学生解答： 解：由I= 得，R= U/I=4.8V/0.32A=15Ω 答：这个未知电阻的阻值是15Ω。 ［师］前面我们已经学习了串联电路和并联电路电压、电流的规律。那么，电阻串联或并联时，总电阻是比原来大了还是小了？ 请同学们想一想并与大家交流，说一说自己的理由。 五、板书设计： 欧姆定律 导体中的电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比. 公式： 第三节 电阻的测量 （一）引入新课 以学生抢答形式完成表格： U/v 10 15 3 I/A 2 0.4 0.2 R/W 20 30 提问： 1、完成表格，你利用了哪些公式？ 2、现有一个小灯泡，怎样来测出它的阻值？ （二）新课教学 1、根据学生回答总结：用电流表和电压表来测小灯泡的电阻，这种方法叫伏安法。 请同学们在问题的提示下，先在“中学电路虚拟实验室”软件中模拟探究。在探究过程中，注意以下问题： （1）你的实验原理是什么？（即你所用的公式） （2）设计的电路中的各个器件的作用是什么？ （3）你认为在实验中至少需要测几次数据？用什么方法来改变？这样做的目的是什么？ （4）能不能使小灯泡两端的电压超过额定电压？为什么？ （5）你认为在实验中还应注意哪些方面？ 学生在“中学电路虚拟实验室”中独立完成原理设计图，根据设计图回答上述问题，并设计实验数据表格。 实验 次数 电压 /V 电流 /A 电阻 /Ω 灯泡的 明暗 1 2.5 2 2.0 3 1.5 A V 2、学生实验：根据模拟情况学生自主进行探究实验，并完成实验表格（教师巡视指导） 3、实验探究完成后，在虚拟实验室中及时进行评价与交流 （1）利用虚拟物理实验室将完成过程再现 （2）学生探讨： ①此电路图的优点 ②实验过程中的注意点 ③实验结论：改变小灯泡的电流、电压，小灯泡的亮度不同，测量出的电 阻也不同。 原因：灯的亮度不同，灯丝的温度不同，电阻也不同。 （3）在实验中你遇到了什么问题或故障？你是如何排除的？ （4）如实对自己的表现给于评价，完成自我评价表 第四节 欧姆定律在串并联电路中的应用 二、重点难点精析 1. 等效电阻 　　在电路中，如果一个电阻的效果和几个电阻在同一电路中的效果相同，可以认为这个电阻是几个电阻的等效电阻。这个概念可以结合“合力与分力的关系”对照理解。 　　电阻在电路中的作用即对电流的阻碍作用。这里的“等效”可以理解为在同一个电路中，即电源电压相同，电阻对电流的阻碍作用相同，电路中的电流大小相同。 　　　　　　　　 　　如果电源电压相同，在图1和图2中电流表示数相同，可以认为R为R1和R2串联后的等效电阻，也称总电阻。 2. 串联、并联电路中等效电阻与各分电阻的关系 　　（1）串联电路 　　在图1中，因为R1和R2串联，因此通过它们的电流相同，设R1两端电压为U1，R2两端电压为U2，则有 　　， 　　图2中有：， 　　综合以上推导，有：， 　　因此可以得到有串联电路总电阻和分电阻的关系：　， 　　推论：串联电路的总电阻比任何一个分电阻都大。 　　(2) 并联电路 　　等效电阻电路如图3、图4所示。两个图中电流表示数相同，说明R和R1、R2并联的效果相同，可以认为R是其等效电阻。 　　　　　　　　　 　　在图3中，有　 　　在图4中，有　 　　综合以上推导，有　 　　即 ， 　　推论：并联电路中，总电阻比任何一个分电阻都小。 3．串联电路和并联电路电阻规律的应用 　　通过串联电路电阻的规律，可以有推论：串联电路中，电阻阻值之比等于电阻两端电压之比，推导如下： 　　　　　　　　 　　 　　通过并联电路电阻的规律，可以有推论：并联电路中，各支路电阻阻值之比等于通过各支路电流的反比，推导如下： 　　　　　　　　 　　 三、典型例题 　　1：一只灯泡两端的电压是3V，能正常发光，此时的电阻是6Ω。如果把这只灯泡接到电压为9V的电源上，电路中应串联一个多大的电阻，灯泡才能正常发光？ 　　　　　　　　　　　　　　　 　　分析与解： 　　解电路题时，需要先把题中描述的等效电路图画好。通过题中叙述可知，电源电压高于灯泡正常发光所需要的电压，因此需要串联一个电阻分担电源电压。此电路是一个串联电路。在等效电路中标出必要字母和数据。 　　电路问题中，关键是解决各电阻的阻值问题。解答串联电路电阻问题时一般有三种解法。 　　解法一：常规解法。 　　即根据公式，分别找到电阻两端的电压和通过电阻的电流，再算出电阻的大小，解法如下。 　 　　解法二： 　　通过串联电路的电阻规律：,计算出串联电路总电阻和其中一个电阻，再算出另一个电阻，具体解法如下。 　 　　解法三: 　　利用串联电路中电阻和电压成正比，，只需要分别找出两个电阻两端电压的比值，即可直接算出待求电阻的大小。 　 　　电学中由于公式之间的互通性，因此一题多解常常出现，需要多加练习。一般来说，在题目中最方便快捷的方法就是比例法。 　　2：如图所示电源电压9伏，电阻R1=6欧，通过R1的电流是0.5安，干路中的电流是2安，求电阻R2的阻值，和R1、R2的等效电阻？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　分析与解： 　　初看此题，可以发现实质上这是一个混联电路，超过初中电学的要求。但是仔细审题可以发现其实需要解决的问题都在并联部分，和混联无关，因此这道题可以看成一道并联的题。由于滑动变阻器阻值不为0，因此电源电压和并联部分的电压一定不同，题中告诉电源电压值对解中道题没有帮助，是一个迷惑条件。 　　此题也至少可以用两种方法求解。 　　解法一:常规解法，即算出电阻两端电压和电流再算出电阻，具体解法如下。 　 　　解法二： 　　利用并联电路中，通过各支路的电流之比和各支路电阻的比值成反比，具体解法如下。