人教版九年级上册物理 第17章 欧姆定律 教案Word文档下载推荐.docx
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(2)实验中通过电流表和电压表示数的变化来反映电流和电压的变化;
(3)实验中通过取一定值电阻的目的是为了控制电阻不变,通过滑动变阻器来改变定值电阻两端的电压;
(4)电路图为:
4.进行实验:
活动1:
首先让学生讨论、交流连接实物图时应该注意哪些问题?
(1)连接电路和更换元件时,开关应处于断开状态,滑动变阻器的滑片应放到最大阻值的位置上。
(2)电流表、电压表的连接方式、量程的选择、正负接线柱的接法;
滑动变阻器的连接方式和接法。
(3)闭合开关前,明确研究对象;
控制什么量不变,改变什么量;
观察记录哪些数据?
(4)测量过程中电路闭合时间不能过长,读取数据后要断开电路,以防止通电时间过长电阻发热给实验带来误差。
活动2:
学生根据自己设计的电路图来连接实物图,进行实验,并将实验数据记录在数据表格中。
电阻R1=10Ω
实验次数
1
2
3
电压(V)
电流(A)
5.评估与交流:
根据学生自己再探究的过程反思自己的探究活动一些问题,整理在实验报告上。
探究点二探究电压一定时,电流跟电阻之间的关系
让学生明确“研究电流跟电阻的关系时,应保持电压不变”的思想。
那么实验探究时应考虑:
怎样改变导体电阻R的大小?
怎样保持导体两端的电压U不变呢?
设计出实验电路图。
(1)通过不断的更换定值电阻的方法来改变电阻的大小;
(2)通过滑动变阻器划片的滑动来控制定值电阻两端的电压不变。
(3)电路图如下:
在探究1的基础上,学生顺利的进行实验,并将实验数据填入实验表格中:
电压U=2V
电阻(Ω)
活动3:
根据实验数据,让学生试着说出实验结论。
在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
在电压一定时,导体的电流与导体的电阻成反比。
3、板书设计
第1课时电流与电压和电阻的关系
教学反思
电流与电压和电阻的关系实际上就是欧姆定律,它是电学中的基本定律,是进一步学习电学知识和分析电路的基础,是本章的重点,故在本节课“探究电流跟电压、电阻的关系”的科学探究过程,让学生经历科学的探究,学习科学猜想、设计实验、设计实验表格、分析论证、感悟科学方法。
因此这节课无论在知识学习上还是在培养学生运用知识解决实际问题的能力上都具有十分重要的作用。
所以教学中,在注重学生的理论联系实际能力的同时,更要关注学生的科学探究能力的提高。
在设计上突出观察、实验,将电流跟电压、电阻的关系实验设计为学生分组探究实验,体现了新课标的理念要求和物理学科的素质教育。
培养了学生的观察、设计、动手操作、分析、归纳和探究的能力。
第2节欧姆定律
知识目标
1.欧姆定律
通过实验探究电流跟电压和电阻的关系,分析归纳出欧姆定律;
理解欧姆定律的内容。
2.欧姆定律的简单计算
能运用欧姆定律进行简单的计算,解决一些简单的问题。
通过计算学会解答电学计算题的一般方法,培养逻辑思维能力。
问题导入
出示课件,让学生根据所学的知识得出结论。
表一:
电压U/V
电流I/A
0.2
0.4
0.6
表二:
电阻R/Ω
5
10
15
0.3
进一步的延伸拓宽,在表一中所取的是多大的定值电阻?
在表二中所控制的电压是多大?
学生质疑?
这就是我们这节课所要研究的这三个量之间的定量关系。
探究点一欧姆定律
活动:
根据学生在导课中的结论,总结分析出这个结论综合起来即为欧姆定律的内容.让学生自学课本欧姆定律内容这一知识内容,交流、讨论下列问题。
(1)欧姆定律的内容是?
表达式?
(2)欧姆定律的内容中,各个物理量的单位是如何统一的?
(3)自己能否得出欧姆定律的变形公式?
(1)导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体电阻成反比。
表达式为
(2)当公式中的电流单位为安培(A)时,电压单位是伏特(V),电阻单位是欧姆(Ω)(3)变形公式为:
、U=IR。
知识拓宽1:
对欧姆定律的理解:
①在电阻一定的情况下,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比;
②在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(即电流跟电压成正比和跟电阻成反比是有条件的)
知识拓宽2:
由欧姆定律
变形可得
.故可以得到导体电阻跟通过的电流成正比,跟导体两端的电压成反比。
学生讨论交流,这种观点是否正确?
电阻是导体本身的一种性质,导体电阻的大小只与导体的长度、材料、横截面积有关,而与通过的电流、导体两端的电压无关。
探究点二欧姆定律的简单计算
出示课件,展示问题。
典例剖析
试电笔中的电阻为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?
提出问题:
(1)这道题目中已知哪些物理量,求哪个物理量?
(2)你能根据题意画出电路图,并把已知物理量和所求物理量都标到图中吗?
(3)题目中的已知物理量和所求物理量,都是针对同一导体的吗?
(4)各物理量的单位满足欧姆定律计算公式的要求吗?
学生思考讨论,画出电路图,回答问题。
本道例题已知电阻的阻值,求电阻上的电流。
除此以外,还有一个隐含条件,就是照明电路的电压是220V。
这三个物理量都是针对同一个电阻来说的,满足欧姆定律的要求。
但是,电阻的单位需要换算成“Ω”。
变式训练1:
利用欧姆定律求电路的电压:
一个电熨斗的电阻是0.1kΩ,使用时流过的电流是2.1A,则加在电熨斗两端的电压是多少?
变式训练2:
利用欧姆定律求导体的电阻
在一个电阻的两端加的电压是20V,用电流表测得流过它的电流是1A,则这个电阻的阻值是多少?
(1)要画好电路图,在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号。
(2)要有必要的文字说明,物理公式再数值计算,答题叙述要完整。
板书设计
第2节欧姆定律
本节内容编排在学生学习了电流、电压、电阻等概念,电压表、电流表、滑动变阻器使用方法之后,它既符合学生由易到难,由简到繁的认识规律,又保持了知识的结构性、系统性。
欧姆定律作为一个重要的物理规律,反映了电流、电压、电阻这三个重要的电学量之间的关系,是电学中最基本的定律,是分析解决电路问题的金钥匙。
通过本节课学习,主要使学生掌握同一电路中电学三个基本量之间的关系,初步掌握运用欧姆定律解决实际电学问题的思路和方法,了解运用¡
°
控制变量法¡
±
研究多个变量关系的实验方法,同时也为进一步学习电学知识打下了基础。
第3节电阻的测量
第1课时伏安法测电阻
1.测量定值电阻的阻值
掌握电压表和电流表的使用方法,学会用伏安法测量电阻
2.测量小灯泡的电阻
通过实验探究小灯泡电阻不断变化的原因
情景导入
爷爷的收音机坏了,小聪和小明决定把它修好,经过检查发现一只标注模糊的电阻引线断了,需要更换,怎样才能知道它的电阻值呢?
这时小明犯了愁?
聪明的你能够替小明想一想办法吗?
这节课我们就来解决这个问题,从而导入新课。
探究点一测量定值电阻的阻值
1.设计实验:
从情景导入中让学生讨论、探究如何测量出一个定值电阻的阻值?
需要哪些测量工具?
电路图如何设计?
学生总结:
用电压表和电流表测量分别测量出未知电阻的电压和电流,然后通过公式
计算出电阻的阻值。
电路图为:
为了减小误差,采用通过滑动变阻器改变定值电阻两端的电压来获取多组电压值和电流值,利用多次测量求平均值的方法来得出电阻的阻值。
故电路图如下:
2.进行实验:
让学生根据经验分析,在连接实物图时应该注意哪些问题?
并适当的整理。
(1)连接实物图时,开关应该断开,滑动变阻器应该滑到最大值。
(2)电流表和电压表的量程选择要正确,两表的连接方式、接线柱接法要正确。
滑动变阻器的接法要正确。
小组之间交流分析需要测量的数据和记录的数据,划片移动的次数。
设计出实验表格,并记录数据。
电压/V
电流/A
电阻/Ω
电阻的平均值/Ω
3.分析与论证
通过实验数据,让学生分析根据实验数据你能够得出的实验结论有哪些?
(1)当定值电阻两端的电压改变时,通过它的电流也随之改变,但电压与电流的比值不变,即电阻不变;
(2)同时证明了导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小由材料、长度和横截面积决定,与电压和电流无关。
4.交流与评估
实验完成后,让每一个小组进行评估自己组的实验过程。
师做最后的归纳总结。
(1)连接电路时,开关应该处于断开状态;
(2)连接实物图时,滑动变阻器应该“一上一下”接入电路中,且滑到最大值。
(3)滑动变阻器有两个作用:
一个是保护电路,另一个是改变定值电阻两端的电压;
(4)电流表、电压表的“+”“-”接线柱接法是否正确。
(5)是否是通过“试触”进行量程的选择。
探究点二测量小灯泡的阻值
学生根据测量定值电阻的这一实验,画出实验电路图,并连接实物图,设计出数据表格进行实验。
学生根据实验数据,交流讨论,分析小灯泡的阻值的大小,与定值电阻的阻值相对比,归纳出实验结论。
灯丝的电阻是变化的,灯丝的电阻与温度有关,当灯丝的温度升高时,灯丝的电阻受温度的影响而增大。
第1课时伏安法测电阻
本课我采用实验探究的方式,尽可能地创造条件,让学生自主探索、分析、归纳,突出“做中学”,在体验中去发现、去认识、去领悟、去分析,从而得到结论。
这既提高学生动手操作能力,也为学生深刻地理解知识的内涵创造了条件,为学生能力的发展搭建了舞台。
整节课大致是按照我预计的方向发展,特别是他们的动手操作能力,比我想象的要好得多,但也有个别的学生较粗心,开关闭合之前没把滑动变阻器滑到最大处,导致灯泡烧坏了几个,只有一组学生把电流表短接,幸好我发现及时,才没烧坏电流表。
从学生反馈的信息来分析:
喜爱这堂课的同学多了,原因是教师讲的少,自己动手机会多;
课堂比较轻松;
具有挑战性;
但也有同学反映部分同学没有积极性,玩了一节课,什么也没学到;
同组的同学太霸道没有别人动手的机会;
也有的同学依赖性强,自己不愿动手。
但在此基础上我会依次为例,在以后的授课中避免这方面的不足,使自己的课堂更进一步。
第2课时特殊方法测电阻
1.伏阻法测量电阻
会设计电路,利用安阻法测量未知阻值的电阻
2.安阻法测量电阻
小红准备测一只未知电阻(Rx=5~10Ω)的阻值,手边有以下器材:
电池组、电压表、电流表、开关、R0=15Ω的定值电阻、最大阻值为20Ω的滑动变阻器和几根导线.当她准备实验时,发现电流表已经损坏,但一时又找不到新的电流表替代,小红顿时犯了愁,不知所措?
怎么办?
从学生的迷惑中导入新课。
探究点一伏阻法测量电阻
针对导课问题,让学生展开讨论,在没有电流表的条件下,如何测量出未知电阻的阻值?
设计出电路图?
展示课件提示:
(1)如何获取到未知电阻的电流?
(2)要想让定值电阻的电流能够替代未知电阻的电流,这两个电阻如何连接比较好?
(1)当给我们一只电压表和一个已知阻值的电阻R时,可把已知电阻和未知电阻串联起来,分别用电压表测量出两者的电压U1、U2,再根据公式
,算出未知电阻的阻值。
电路图如图所示。
(2)首先将开关S、S0闭合,读出电压表的示数,记为U,断开开关S0,读出电压表的示数为Ux,则定值电阻R0两端的电压为U-Ux,则通过R0的电流为
,所以Rx的电阻为:
Rx=
.
探究点二安阻法测量电阻
有了伏阻法的测量,师再进一步的拓宽延伸,在情景导课的问题中,如何损坏的不是电流表,而是电压表,又如何测量?
学生讨论交流。
设计出电路图,并分析出未知电阻的表达式。
(1)如何获取到未知电阻的电压?
(2)要想让定值电阻的电流能够替代未知电阻的电压,这两个电阻如何连接比较好?
电路图
表达式
方法一
方法二
方法三
方法四
(1)用伏安法测电阻时,无法直接测出待测电阻的大小,只能通过测出导体两端的电压和通过导体的电流,通过间接计算才能得出导体的电阻大小,这就是间接测量法。
(2)在伏安法测电阻的实验中,若缺少一只电流表或缺少一只电压表,可用定值电阻犚来代替,这种方法叫等效替代法。
在图所示的四个电路中,电源两端电压保持不变,若定值电阻R的阻值已知,则在不拆卸元件的情况下能够测出待测电阻Rx阻值的电路是( )
【点拨】测电阻阻值应该知道电阻两端的电压U,流过电阻的电流I,逐一分析各选项看能不能求出U、I,然后做出选择。
【自主解答】
第2课时特殊方法测电阻
特殊法测量电阻是电学实验的一个难点,在授课的过程中,我首先利用上节课的内容引出,然后提出疑点,电流表在损坏的情况下能否测量出未知的电阻,这样就很自然的让学生接受,还可以利用其它的方法来测量未知的电阻。
在授课的过程中,我利用课件提示,给学生明确思路,让学生在讨论、分析的过程中有的放矢,有目的的进行探讨、设计。
潜移默化的使得学生在突破一个个的难点,达到了教学目标。
*第4节欧姆定律在串、并联电路中的应用
1.串联电路电阻
知道串联电路电阻的特点,会利用串联电阻的特点分析有关问题。
2.并联电路电阻
知道并联电路电阻的特点,会利用并联电阻的特点分析有关问题。
3.欧姆定律在串联电路中的应用
知道串联电路中电流、电压、电阻的特点,能运用欧姆定律解决简单的串联问题。
4.欧姆定律在并联电路中的应用
知道并联电路中电流、电压、电阻的特点,能运用欧姆定律解决简单的并联问题。
通过计算,学会解答电学计算题的一般方法,培养学生的逻辑思维能力
李明爷爷的收音机不响了,检查后发现有一个200欧姆的电阻烧坏了,需要更换,但身边只有100欧姆的电阻和几个50欧姆的电阻,能否利用其中某些电阻组合起来?
使组合的电阻相当于一个200欧姆的电阻?
这节课我们就为大家来分析这些问题。
探究点一串联电路的电阻
让学生讨论、交流如何设计出实验验证出两个电阻串联后的总电阻与各个电阻的关系?
总结:
设计思路:
我们先根据欧姆定律,用伏安法测量出每一个电阻的阻值,再测量出串联电路的总电阻。
电路图如下:
学生进行实验:
实验1:
分别先后将2欧姆、3欧姆串联接入AB之间,测算出其阻值。
实验2:
撤去这两个电阻,将5欧姆的接入AB电路中,观察电压表和电流表的示数,测算其电阻的阻值。
实验3:
再将2欧姆、3欧姆、5欧姆的全部接入电路中,测算出电阻的阻值。
实验4:
再将10欧姆的定值电阻接入AB电路中,观察其电压表和电流表的示数,测算其电阻的阻值。
串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。
表达式为:
R=R1+R2
知识拓宽:
让学生交流讨论,在串联电路中为什么总电阻要大于任何一个分电阻?
在串联电路中电阻与它两端的电压分配有什么关系?
(1)几个电阻串联起来,相当于增大了导体的长度,故总电阻会比任何一个分电阻都大。
(2)在串联电路中,具有分压作用,即R1:
R2=U1:
U2
探究点二并联电路的电阻
让学生在探究串联电路电阻特点的基础上猜想,并联电路中总电阻和各个支路电阻之间可能存在什么关系?
说出猜想的依据。
总电阻小于任何一个分电阻,因为将电阻并联,相当于增大了导体的横截面积,横截面积越大,其电阻越小。
根据猜想,每一个小组之间设计出电路图。
根据设计的电路图,学生连接实物图,进行实验验证。
(1)先闭合开关S、S1,把电阻R1接入电路中,记录电压表和电流表的示数;
(2)再闭合开关S、S2,把R2接入电路中,记录电压表和电流表的示数;
(3)最后把三个开关都闭合,两个电阻并联接入电路中,记录电压表和电流表的示数;
(4)移动滑片,再重复上述实验。
活动4:
根据实验,小组之间交流、讨论,并联电阻的特点。
(1)在并联电路中,总电阻小于任何一个分电阻,因为并联相当于增大了导体的横截面积,横截面积越大,电阻越小。
(2)并联电路具有分流作用,即R1:
R2=I2:
I1。
在探究并联电路中电阻的规律时,小明同学分别按如图(a)连接电路时,电键应该是_____的。
图(b)中电阻R是替代图(a)中并联电阻R1和R2的电阻,则接入电阻R时电路应满足:
在_________保持不变时,电流表A3的示数与电流表A1的示数______。
【点拨】连接电路时,开关始终应该断开;
根据等效替代法可知图(a)的两个电阻并联后接入电路的效果与图(b)一个电阻接入电路的效果相同,即保持并联电路的两端之间电压和电流都保持相同,据此解答.
【答案】断开;
电源电压;
相等
出示课件,展示问题:
排忧解难,你来算一算
电信公司机房接到某用户反映,他家的电话不能使用.经过机房人员初步测试,判断为接入该用户的电话线某处短路.为了确定短路的具体位置,机房人员利用测量仪器接成如图所示的电路进行测量.已知电话线由两根导线并排而成,该用户家到机房的电话线长5km,设单根电话线每米的电阻为3×
10-3Ω,测量时电压表示数为12V,电流表示数为1A,若只考虑电话线的电阻,你能够求出短路位置到机房的距离s吗?
探究点三欧姆定律在串联电路中的应用
首先让学生讨论、分析出思路,然后再交流,得出答案。
如图所示,两电阻R1=3Ω;
R2=6Ω串联在电压为9V的电源上,求,两电阻两端电压U1和U2分别为多少伏?
思路:
先从已知条件多的入手,求出总电阻,然后利用欧姆定律求出电路中的电流,由串联电路中电流的规律得出每一个电阻的电流,再由欧姆定律的变形公式分别求出每一个的阻值大小。
格式:
方法1:
解:
因为串联,所以R=R1+R2=3Ω+6Ω=9Ω所以电路中的电流:
=1A
因为串联,所以I=I1=I2=1A由公式
变形得U1=I1R1=1A×
3Ω=3V;
U2=I2R2=1A×
6Ω=6V
方法2:
两个电阻R1、R2串联,所以I1=I2,在串联电路中:
R1:
U2=3Ω:
6Ω=1:
2;
U=9V,所以U1=3V,U2=6V。
典型例题
有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪被广泛用来检测酒驾,传感器R1的阻值随酒精气体浓度的变化如图甲,工作电路如图乙,电源电压恒为12V,定值电阻R2=30Ω.求:
(1)被检测者未喝酒时,R1阻值;
(2)被检测者酒精气体浓度为0.8mg/mL时,电流表的示数;
(3)现在公认的酒驾标准为0.2mg/mL=酒精气体浓度=0.8mg/mL,当电压表示数为4.8V时,通过计算说明被检测司机是否酒驾?
【点拨】
(1)从图甲中直接可以看出,当被检测者未喝酒时,即酒精气体的浓度为0时传感器电阻的阻值;
(2)由电路图可知,传感器和定值电阻串联,电压表测传感器两端的电压,电流表测电路中的电流;
根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出电流表的示数;
(3)当电压表的示数为4.8V时,根据串联电路的电压特点求出定值电阻两端的电压,根据欧姆定律求出电路的电流,继而求出传感器的电阻,由图象得出对应酒精气体的浓度,然后与酒驾标准相比较即可判断是否酒驾.
探究点四欧姆定律在并联电路中的应用
出示课件,展示问题,让学生交流、讨论阐明每一个小组的解题思路。
(衡阳中考)如图,电源电压为6V保持不变.R1的阻值是10Ω.通过R2中的电流为0.2A,求:
(1)R2的阻值是多少?
(2)电流表的示数为多少?
根据欧姆定律的变形公式即可求出R2的阻值;
然后再根据欧姆定律求出通过电阻R1的电流,最后根据并联电路中电流的规律求出干路电流.
解答:
(1)由电路图可知,R1、R2并联,
由
变形得R2=
=30Ω;
(2)通过电阻R1的电流:
I1=
=0.6A;
因为并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流:
I=I1+I2=0.6A+0.2A=0.8A.
解答欧姆定律的有关计算时,要明确:
(1)欧姆定律中的I、U、R都是同一导体或同一段电路上对应同一状态下的物理量。
(2)由于在实际电路中,往往有几个导体,即使是同一导体,在不同时刻的I、U、R值也不同,故应用欧姆定律时对应同一导体同一时刻的I、U、R标上同一的下角标,以避免张冠李戴。
*第4节欧姆定律在串、并联电路中的应用
串、并联电路中电阻特点的探究是对伏安法测电阻的一个巩固和延伸,对于实验的探究过程,学生基本能够掌握,就是对实验的设计上不能够很好的把握,故探究串联电阻的特点时,我采用换多个定值电阻的方法进行实验探究,总结规律,在并联电路中,由于电阻之间的定量关系,大纲上没有做要求,故采用滑动变阻器滑片的滑动来获取多组实验数据,使得并联电路中电阻的特点更具有说服力。
在教学中充分发挥学生的实验操作能力、分析和归纳能力强,为每一个学生都提供提高和展示的机会,让不同层次的学生都能得到提高,在学习的过程中都体会到成功的喜悦,并最终实现高效优质的学习,这是我在教
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