物理：北師大版九年級(jí) 探究——電流與電壓、電阻的關(guān)系（教案）2

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1、第一節(jié) 探究――電流與電壓，電阻的關(guān)系（第2課時(shí)） ●教學(xué)目標(biāo) 一、知識(shí)目標(biāo) 1．能根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究得到的電流、電壓、電阻的關(guān)系得出歐姆定律； 2．理解歐姆定律，記住歐姆定律的公式，并能利用歐姆定律進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算； 3．能根據(jù)串聯(lián)電路中電壓及電流的規(guī)律，利用歐姆定律得到串聯(lián)電路中電阻的規(guī)律。 二、能力目標(biāo) 1．通過(guò)根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究得到歐姆定律，培養(yǎng)學(xué)生的分析和概括能力； 2．通過(guò)利用歐姆定律的計(jì)算，學(xué)會(huì)解電學(xué)計(jì)算題的一般方法，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力； 3．通過(guò)歐姆定律的應(yīng)用，使學(xué)生學(xué)會(huì)由舊知識(shí)向新問(wèn)題的轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。 三、德育目標(biāo) 通過(guò)了解科學(xué)家發(fā)明

2、和發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，學(xué)習(xí)科學(xué)家堅(jiān)韌不拔，探求真理的偉大精神和科學(xué)態(tài)度，激發(fā)學(xué)生努力學(xué)習(xí)的積極性和勇于為科學(xué)獻(xiàn)身的熱情。 ●教學(xué)重點(diǎn) 歐姆定律及其應(yīng)用 ●教學(xué)難點(diǎn) 正確理解歐姆定律 ●教學(xué)方法 觀察法、討論法、講練法 ●教具準(zhǔn)備 投影儀、自制投影資料 ●課時(shí)安排 1課時(shí) ●教學(xué)過(guò)程 一、引入新課 ［師］同學(xué)們一定還記得我們?cè)谏瞎?jié)課中的探究實(shí)驗(yàn)，各組的探究結(jié)論，可以再講講嗎？ ［生］電壓越大，電流越大；電阻越大，電流越小。 ［生］電流和電阻的乘積等于電壓，電壓除以電阻等于電流。 ［生］…… 二、進(jìn)行新課 1．歐姆定律 ［師］綜合同學(xué)們的探究實(shí)驗(yàn)，我們得到了什么結(jié)論？

3、 ［生］電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比；電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。 ［師］這個(gè)結(jié)論就是電流跟電壓、電阻三者之間的定量關(guān)系，因此我們可以得出。 ［板書］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。 這是德國(guó)物理學(xué)家歐姆在19世紀(jì)初經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)而歸納得出的，為了紀(jì)念他，把這個(gè)定律叫做歐姆定律。 用公式表示I= 式中：I——電流——安培（A） U——電壓——伏特（V） R——電阻——?dú)W姆（Ω） ［師］（要求同學(xué)閱讀教材P20“！”明白歐姆定律公式中的單位要求）歐姆定律公式中的單位有什么要求呢？ ［生］電阻的單位必須用“歐姆”，電壓

4、的單位必須用“伏特”，由公式得出的電流單位一定是“安培”。 ［生］如果給出的單位不是歐姆、伏特和安培，一定要先換算成要求的單位才可以應(yīng)用公式。 ［師］有同學(xué)可能會(huì)想，原來(lái)歐姆定律這么簡(jiǎn)單啊，我一節(jié)課的實(shí)驗(yàn)，就發(fā)現(xiàn)了歐姆定律。真的像你想得那樣簡(jiǎn)單嗎？請(qǐng)同學(xué)們觀看下面的資料片。 ［投影］歐姆和歐姆定律的建立 可以利用教參中參考資料的內(nèi)容，自制投影片。如果能做成相關(guān)的動(dòng)畫錄像片，效果會(huì)更好。 ［師］看了這段片子，同學(xué)們有什么感想嗎？ ［生］一個(gè)定律的發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)了許多人的努力，包含著許多科學(xué)家的智慧。 ［生］歐姆定律不是一下就能得到的，而是經(jīng)過(guò)了許多次的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，克服了許多的缺點(diǎn)才得出的

5、。 ［生］歐姆很堅(jiān)強(qiáng)，遇到困難他也不放棄，別人不理解他也不害怕。 ［生］我們也應(yīng)該像科學(xué)家那樣，努力學(xué)習(xí)。 ［師］同學(xué)們說(shuō)得太好了。堅(jiān)韌不拔地探求科學(xué)真理是一切偉大科學(xué)家的共同追求，人類一切文明進(jìn)步的成果都是與科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明分不開的。我們要珍惜今天的良好環(huán)境和學(xué)習(xí)條件，努力學(xué)習(xí)，用同學(xué)們的努力去推動(dòng)人類的進(jìn)步。 （ 同學(xué)們的學(xué)習(xí)熱情被激發(fā)起來(lái)，教師要善于抓住機(jī)會(huì)，進(jìn)行下一部分內(nèi)容.） 2．歐姆定律的應(yīng)用 ［師］接著我們看歐姆定律能解決什么問(wèn)題。 ［投影］例題1. 以教材例題1作為簡(jiǎn)單電路的解題指導(dǎo)。 根據(jù)題意，教師板書示范解電學(xué)題的一般規(guī)則： ●根據(jù)題意畫出電路圖 ●

6、在電路圖上標(biāo)明已知量的符號(hào)、數(shù)值、未知量的符號(hào) ●利用歐姆定律求解 要求學(xué)生在筆記本上畫出圖，標(biāo)出量、寫出數(shù)，訓(xùn)練學(xué)生基本的技能。 教師板演利用歐姆定律求解，講明解題的規(guī)范性，然后要求學(xué)生在筆記本上做此題。 例1： 解:I==0.25×10-3 A 0.25×10-3 A=0.25 mA ［投影］例題2 以教材例題2作為公式變形應(yīng)用的解題指導(dǎo)。 讓學(xué)生畫出圖、標(biāo)出量、寫出數(shù)，把公式變形，由I=得到R=，然后將電流的單位變成安培，進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)一名學(xué)生板演，師生講評(píng)。 例2： 解：由I=得到 R==15 Ω 這個(gè)未知電阻是15 Ω. ［投影］例題3 有一種指

7、示燈，電阻為6.3 Ω，通過(guò)的電流為0.45 A時(shí)才正常發(fā)光。要使其正常發(fā)光，應(yīng)加多大的電壓？ 以例題3作為另一種變形練習(xí)。 要求學(xué)生按解簡(jiǎn)單電學(xué)題目的一般規(guī)則解題。解題過(guò)程中注意物理量的單位不能丟掉，且單位必須是要求的國(guó)際單位，注意將公式變形后再代入數(shù)值。 解：由I=得到 U=IR=0.45 A×6.3 Ω=2.8 V 要使燈正常發(fā)光，應(yīng)加2.8 V電壓 ［師］同學(xué)們剛才的演算說(shuō)明大家已能用歐姆定律解簡(jiǎn)單的電學(xué)應(yīng)用題，通過(guò)解這些題你有什么收獲嗎？ ［生］電流、電壓、電阻的三個(gè)物理量中，只要知道其中的兩個(gè)，就可以用歐姆定律求出第三個(gè)。 ［生］歐姆定律公式中的三個(gè)物理量指的是

8、同一段電路。 ［師］同學(xué)們說(shuō)得非常正確。歐姆定律不僅適用同一個(gè)電器、同一個(gè)導(dǎo)體，也適用幾個(gè)用電器組成的同一段電路?，F(xiàn)在，大家總結(jié)一下三個(gè)題中分別是怎樣應(yīng)用歐姆定律的。 ［生］第一題是直接利用歐姆定律I=的。 ［生］第二題應(yīng)用的是由歐姆定律I=得到的變形公式R=。 ［生］第三題應(yīng)用的是歐姆定律I=的另一個(gè)變形公式U=IR。 ［師］對(duì)R=，能否說(shuō)導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與通過(guò)導(dǎo)體的電流成反比？對(duì)U=IR，能否說(shuō)導(dǎo)體兩端的電壓與導(dǎo)體的電阻和通過(guò)導(dǎo)體的電流成正比？大家討論。 ［生］不能這樣說(shuō)。導(dǎo)體的電阻是由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定的，與電流、電壓無(wú)關(guān)。電壓是電路中形成電流的原因，和電流

9、、電壓也沒(méi)有關(guān)系。 教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生明確，對(duì)物理公式不能單純從數(shù)學(xué)的角度去理解。 ●公式R=，它表示導(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。這里要注意的是，導(dǎo)體的電阻是由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定的，它跟導(dǎo)體兩端是否有電壓或電壓的大小，導(dǎo)體中是否有電流或電流的大小無(wú)關(guān)。所以，我們不能認(rèn)為電阻R跟電壓U成正比，跟電流I成反比。 ●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。但要注意，電壓是電路中產(chǎn)生電流的原因。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)為電壓跟電流成正比，跟電阻也成正比。 ［師］同學(xué)們?cè)賮?lái)分析例題2，如果想

10、知道某段導(dǎo)體的電阻，可以怎么做？你能從這個(gè)例子中得到什么啟示嗎？ ［生］可以由導(dǎo)體兩端的電壓和通過(guò)這段導(dǎo)體的電流，利用歐姆定律的變形公式R=來(lái)求解。 ［師］導(dǎo)體兩端的電壓和通過(guò)導(dǎo)體的電流是多少呢？ ［生］可以測(cè)出來(lái).用電流表測(cè)出通過(guò)導(dǎo)體中的電流，用電壓表測(cè)出導(dǎo)體兩端的電壓，就可以求出導(dǎo)體的電阻了。 ［師］大家認(rèn)為可以嗎？（同學(xué)們肯定，教師進(jìn)一步明確）這種用電壓表和電流表測(cè)定電阻的方法叫“伏安法”。 3．額定電壓 ［師］請(qǐng)同學(xué)們觀察一只新燈泡上的銘牌。如下圖 同學(xué)們誰(shuí)能說(shuō)明它表示什么意思呢？ ［生］這個(gè)燈泡的牌子是光明牌 ［生］家庭電路的電壓是220 V，這樣的燈是在家里常

11、用的，上面也有220 V，是不是說(shuō)這個(gè)燈泡的電壓是220 V？ ［師］同學(xué)們想得非常對(duì)。燈泡上的220 V，表示這個(gè)燈泡正常工作的時(shí)候，它兩端所需的電壓是220 V。 同學(xué)們?cè)谑裁吹胤竭€見過(guò)類似的標(biāo)志呢？ ［生］實(shí)驗(yàn)室用的小燈泡上也有比如2.5 V、3.8 V、1.2 V。 ［生］還有一些用電的小電器或電動(dòng)玩具上也標(biāo)多少伏特。 ［師］它們表示的意思你知道了嗎？ ［生］意思是這些用電器在正常工作時(shí)所需的電壓值。 ［板書］用電器在正常工作時(shí)所需的電壓叫額定電壓。 ［師］為什么用電器上都要標(biāo)明這些額定電壓值呢？請(qǐng)同學(xué)們利用剛學(xué)過(guò)的歐姆定律分析其原因。 ［生］電阻一般情況是不變的。根

12、據(jù)歐姆定律，如果電壓低，則電路中電流小，電器便不能正常工作；如果電壓太高，則電路中電流會(huì)很大，有時(shí)還會(huì)損壞電器。 ［師］所以我們要求用電器必須是在額定電壓下工作。一般電器都附帶有說(shuō)明書，說(shuō)明書中都會(huì)給你介紹電器的額定電壓值。同學(xué)家中買回新電器使用時(shí)要先看說(shuō)明書，這樣才能工作得安全、放心。 4．短路 ［師］在上面的分析中，同學(xué)們已了解如果用電器兩端電壓太高超過(guò)額定電壓，電路中的電流就會(huì)很大，甚至燒壞電器?，F(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們推測(cè)：如果一根導(dǎo)線的兩端直接連接在電源的兩極上，會(huì)出現(xiàn)什么后果？ ［生］根據(jù)歐姆定律，電源電壓一定，導(dǎo)線的電阻很小，那電流一定會(huì)很大。 ［師］同學(xué)們看書P13“小數(shù)據(jù)”（或

13、利用投影） ●實(shí)驗(yàn)用小燈泡電阻5~50 Ω ●實(shí)驗(yàn)用的導(dǎo)線（每根）電阻0.01~0.1 Ω ●照明燈泡（工作時(shí)）電阻100~2000 Ω ●長(zhǎng)1 m、截面積1 mm2的銅導(dǎo)線電阻為0.017 Ω 請(qǐng)同學(xué)們利用這些數(shù)據(jù)分別計(jì)算在實(shí)驗(yàn)室和實(shí)際生活中，將用電器接入電路和不接用電器用導(dǎo)線直接連接電源兩端時(shí)的電流大小關(guān)系。（電路接入用電器時(shí)，導(dǎo)線的電阻可忽略） 實(shí)驗(yàn)室：假設(shè)電源電壓是U1，則接小燈泡和不接小燈泡時(shí)的電流分別為： I1= I1′=（假設(shè)用3根線） 實(shí)際電路中，電源電壓為U2=220 V。假設(shè)所用燈泡電阻為R燈=500 Ω，輸電距離為1000 m，則：使用燈泡時(shí)電流

14、：I2===0.44 A 導(dǎo)線直接連接電源兩端時(shí)電流 I2′===6.47 A 實(shí)驗(yàn)室：×=166.7倍 實(shí)際電路：=15.16倍 ［師］通過(guò)計(jì)算，同學(xué)們能得到什么結(jié)果？ ［生］不接用電器時(shí)電路中的電流是接入用電器時(shí)電流的幾十倍，甚至更高，這樣是很危險(xiǎn)的。 ［師］所以，絕不允許不經(jīng)用電器而將導(dǎo)線連接在電源兩端。 ［板書］電路中不該相連的兩點(diǎn)被直接連在一起的現(xiàn)象叫做短路。 ［師］同學(xué)們可以根據(jù)短路的危害，討論為什么電壓表可以直接連在電源兩端而電流表不允許。 ［生］電流表的電阻很小，直接連在電源兩端組成閉路時(shí)，電路中的電流會(huì)很大，這樣容易燒壞電流表，而電壓表則不同。將電壓表直接

15、和電源相連時(shí)，不會(huì)燒壞電壓表，電壓表的電阻很大。 ［師］以上的討論和分析都用到了歐姆定律，可見歐姆定律對(duì)我們分析、解決與電學(xué)有關(guān)的問(wèn)題是多么重要。同學(xué)們一定還記得串聯(lián)電路中，電流和電壓的規(guī)律，能不能再利用歐姆定律分析串聯(lián)電路中電阻的規(guī)律呢？ 串聯(lián)電路 引導(dǎo)同學(xué)們畫出兩個(gè)電阻的串聯(lián)電路，寫出串聯(lián)電路中電流、電壓的規(guī)律和歐姆定律。 電壓規(guī)律：U=U1+U2 電流規(guī)律：I=I1=I2 歐姆定律：I= 歐姆定律適用于單個(gè)的用電器和由幾個(gè)用電器組成的一段電路，所以 對(duì)R1：I1=；對(duì)R2：I2= 對(duì)R1與R2組成的串聯(lián)電路有：I=. 將I1、I2、I變形后得U1=I1R1，U2=

16、I2R2，U=IR，代入電壓規(guī)律得：IR=I1R1+I2R2 由于I=I1=I2，所以R=R1+R2 即串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和 ［師］同學(xué)們還可以應(yīng)用類似的方法，推導(dǎo)并聯(lián)電路中電阻的規(guī)律。 ［投影］練習(xí)題 如圖電路中，電路兩端電壓U=27 V，兩電阻R1=6 Ω，R2=3 Ω，求每個(gè)電阻兩端的電壓。 ［分析］只要能求出通過(guò)R1、R2的電流，就能應(yīng)用歐姆定律的變形公式U=IR求出R1、R2兩端的電壓。題目給出了整個(gè)電路的總電壓；根據(jù)串聯(lián)電路電阻的規(guī)律，求出總電阻，就可根據(jù)歐姆定律求出電路中總電流進(jìn)而求得電阻兩端電壓。 解：根據(jù)串聯(lián)電阻規(guī)律：R=R1+R2=6 Ω+3

17、 Ω=9 Ω 根據(jù)歐姆定律：I==3 A 因?yàn)榇?lián)電路電流處處相等，所以I=I1=I2=3 A 由I=可得：U1=I1R1=3 A×6 Ω=18 V U2=I2R2=3 A×3 Ω=9 V 或者由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律，求出U1后，由U=U1+U2可知U2=U-U1，計(jì)算R2上的電壓同理可先求出U2，再求U1。 說(shuō)明：此練習(xí)題可以不在課堂上要求完成，課后經(jīng)同學(xué)們充分討論后，作為拓展的內(nèi)容訓(xùn)練。 三、小結(jié) 師生共同小結(jié)本節(jié)內(nèi)容。 通過(guò)這節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了以下內(nèi)容： 1．歐姆定律的內(nèi)容、公式及物理意義. 2．歐姆定律的應(yīng)用. （1）應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行簡(jiǎn)單電路的計(jì)算. （2）對(duì)額定電壓的理解. （3）短路是電流過(guò)大的原因. （4）利用歐姆定律推導(dǎo)串聯(lián)電路中電阻的規(guī)律. 五、板書設(shè)計(jì) 1．歐姆定律 導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比. 公式：I= 變形公式 2．額定電壓 用電器在正常工作時(shí)所需的電壓叫額定電壓. 3．短路