14.3 欧姆定律 课件（共56张PPT）苏科版九年级上册物理

第十四章
江苏科学技术出版社
欧姆定律
九年级上册
舞台灯光的亮度需要调节，
收音机、电视机的音量需要调节，
电扇的转速也需要调节……
这些都是通过改变电路中电流的大小来实现的.
那么，电路中电流的大小是如何改变的?
它遵守怎样的规则?
电路中的“交通规则”
欧姆定律
探究导体中电流与电压电阻的关系
三、欧姆定律
1
导入新课
①用一节干电池与两节干电池给同一小灯泡供电，观察小灯泡的亮度有什么不同，哪一次小灯亮？
电压越大，电流越大
用两节干电池给同一小灯泡供电，小灯亮。
暗
亮
做一做
②在下图所示的电路中，当滑动变阻器的滑片向右移动，连入电路的阻值变大时，观察灯泡的亮暗情况。
电阻越大，电路中的电流越小。
电流与电压、电阻之间有没有定量的关系呢？通过实验探究。
当滑动变阻器连入电路的阻值变大时，灯泡变暗。
第3节 欧姆定律
2
学习新课
猜想与假设
探究导体中的电流与电压、电阻的关系
学生实验
通过导体的电流与电压、电阻有什么关系？ 有哪些事实支持你的猜想？

猜想1

猜想2
下面通过实验探究这两个猜想是否正确。
若电阻一定，可能电压越大，电流越大；因为电压是形成电流的原因。
若电压一定，可能电阻越大，电流越小；
因为电阻对电流有阻碍作用。
实验设计
测电阻两端的电压，选择什么器材？
如何改变定值电阻两端的电压？
测通过电阻的电流，选择什么器材？
实验中控制不变的物理量是什么？
定值电阻
滑动变阻器
电流表
电压表
1. 探究电流与电压的关系
如何改变定值电阻两端的电压？
方案一：改变电池节数
1.5V
3V
4.5V
A
V
R
S
方案二：用滑动变阻器
A
V
R
R'
S
P
你感觉哪个方案更便于操作？
方案二：用滑动变阻器
测电阻两端的电压，选择什么器材？
变化的物理量是什么？
测通过电阻的电流，选择什么器材？
实验中控制不变的物理量是什么？
电压
定值电阻
电流表
电压表
2. 探究电流与电阻的关系
滑动变阻器
怎样控制定值电阻两端的电压不变？
实验电路图与实物连接图
A
V
R
R'
S
连接电路时，开关应处于断开状态。
闭合开关前，使滑动变阻器接入电路阻值最大。
电流表与电压表通过试触选择合适的量程。
实验与记录
A
V
R
R'
S
P
1. 按图连接电路
2. 保持电阻 R=5Ω 不变，调节滑动变阻器使电阻两端的电压分别为 1.5V、2.0V、2.5V、3.0V，读出此时相应的电流值。
3. 把数据填入表1中。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}实验序号
U/V
I/A
①
1.5
0.30
②
2.0
0.40
③
2.5
0.50
④
3.0
0.60
R=5Ω
表1
视频演示——《探究“电流与电压的关系”》
4. 分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω 的定值电阻连入电路中，调节滑动变阻器，使电压表示数保持不变（如U＝3V），分别读出电流表的示数，记录在下面的表格中。
5. 把数据填入表2中。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}实验序号
R/Ω
I/A
①
5
0.60
②
10
0.30
③
15
0.20
④
20
0.15
U=3V
表2
演示实验—《探究“电流与电阻的关系”》
交流与小结
1. 分析表1中的实验数据，你能得到什么结论？
结论：
在电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。
交流与小结
2. 分析表2中的实验数据，你能得到什么结论？
结论：
在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
交流与小结
3. 综合考虑以上两方面的因素，你能得到什么结论？
结论：
导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。
4. 以电流I为纵坐标、电压U为横坐标，建立平面直角坐标系，根据表1中的实验数据，在坐标系中描点，画出I-U图像。你有什么发现？
I/A
U/V
0
2.0
3.0
0.1
0.3
0.5
0.6
0.4
0.2
1.0
·
·
·
·
1.5
2.5
0.5
·
·
·
结论：通过同一导体的电流I与两端的电压U之间的关系，在U-I坐标系中是一条通过原点的倾斜直线。
【例题1】在探究电阻一定时，电流与电压关系的实验中，某同学连接的电路如图所示，电源电压保持3V不变，闭合开关，调节滑动变阻器，得到的实验数据如下表，下列说法正确的是（　　）
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}实验序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
电流I/A
0.15
0.28
0.30
0.38
0.45
A．多次实验的目的是为了减小误差
B．第4次实验数据是错误的
C．该实验可得出：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比
D．该实验可得出：电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比
C
解析见下页
A．探究电流与电压关系时，多次实验的目的是为了得到普遍规律，故A错误；
B．由第4次的实验数据可得，电压与电流的比值
U4/I4=1.5V/0.38A=3.94Ω U1/I1=0.6V/0.15A=4Ω
实验时存在误差，导致第4次实验数据偏小，但是正确，故B错误；
CD. 由该实验可得出：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。因为电压与电流无关，所以不能讲：电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比。
A．多次实验的目的是为了减小误差
B．第4次实验数据是错误的
C．该实验可得出：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比
D．该实验可得出：电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比
所以选C。
【例题2】小明在探究通过导体的电流跟电阻的关系实验中，如图甲所示，电源电压恒为6V，根据测量数据得到如图乙所示图像。以下结论正确的是（ ）
①实验中应控制导体两端的电压不变，换用不同的导体
②实验过程中，小明控制导体两端的电压为2.5V
③分析图像可得：在电压一定时，导体的电阻与电流成反比
④分析图像可得：在电压一定时，导体的电流与电阻成反比
A. ① ② B. ③ ④ C. ① ④ D. ② ③
C
解析见下页
①实验中应控制导体两端的电压不变，换用不同
的导体， 所以①正确。
②由图像知，导体两端的电压 UR=IR=0.1A×20Ω=2V； ②错误。
③导体的电阻是导体的一种性质，与电压、电流无关，故③错误。
④分析图像可得：每次实验中，电流与电阻的乘积相等，即在电压一定时，导体中的电流与电阻成反比； ④正确。
①实验中应控制导体两端的电压不变，换用不同的导体
②实验过程中，小明控制导体两端的电压为2.5V
③分析图像可得：在电压一定时，导体的电阻与电流成反比
④分析图像可得：在电压一定时，导体的电流与电阻成反比
所以选C。
当导体的电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
通过前面的探究，得出电流与电压和电阻的关系
这个结论是否具有普遍性呢？电流、电压、电阻之间有没有一个定量的关系？
导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。
②数学表达式
①内容
I
=
__
R
U
1. 欧姆定律
早在19世纪20年代，德国物理学家欧姆就对电流与电阻和电压之间的关系进行了大量实验研究，发现对大多数导体而言，上面的规律是成立的，得到了欧姆定律。
电流
=
____
电阻
电压
③各物理量的单位：
电流 I：安培，符号 A ；
电压 U：伏特，符号 V；
电阻 R：欧姆，符号 Ω。
④物理学家
1826年，欧姆发现了电学上的一个重要定律——欧姆定律，这是他最大的贡献。
欧姆（1787年3月16日 ——1854年7月6日。出生于德国埃尔朗根的一个锁匠世家，父亲乔安·渥夫甘·欧姆是一位锁匠，母亲玛莉亚·伊丽莎白·贝克是埃尔朗根的裁缝师之女。
人物介绍
主要成就
乔治·西蒙·欧姆
课堂小影院——《动画演示欧姆定律》
①先根据题意画电路图，并在电路图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号，便于分析。
②公式中I、U、R的单位分别是安培、伏特和欧姆。如果题目中所给的单位不是上述单位，就要先进行单位换算，然后再代入公式计算。
2. 欧姆定律的应用
③定律涉及的电流、电压和电阻三个量都是对于同一工作状态下的同一段导体或同一段电路而言的。因此在用公式I=U/R及其变形公式进行计算、判断时，一定要考虑到I、U、R的同一性 (发生在同一导体上的三个物理量) 和同时性 (对应于同一段时间或同一个工作状态).
I灯
U灯
___
=
R灯
如图所示，电灯与电阻并联。计算通过电灯的电流时，以电灯为研究对象，用该灯两端的电压U灯除以该灯电阻R灯的大小：
例如，如图所示，S断开时，R1、R2串联，通过R1的电流 I= U1 / R1 ；当S闭合后， R2被短路，通过R1的电流I1' =U/R1 ；
由于U>U1，所以 I1' >I1'。
④如果题目给出的是两个物理过程，就要注意分析两个过程之间的联系(如电路的总电压不变)，并分别进行讨论。
不能认为电压跟电流成正比，跟电阻也成正比。因为电压是电路中产生电流的原因，与电流无关。
不能认为电阻R 跟电压U 成正比，跟电流I 成反比。因为电阻是导体本身的一种特性，跟所加电压和通过的电流无关。
⑤公式变形：
U = IR
⑥公式变形：
R = U/I
【例题3】一辆汽车的车灯接在12V电源两端，灯丝电阻为30Ω，求通过灯丝的电流。
解析:
根据题意画好电路图；在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号。
U=12 V
I=?
R=30 Ω
解: 由题可知U＝12V，RL＝30Ω，
根据欧姆定律可求通过灯丝的电流
A
【例题4】家庭中通常使用的是电压为220V的交流电．当通过人体心脏的电流达到30mA、时间达15S以上，就会导致死亡．假定某人身体的电阻为1.5KΩ，此人是否有生命危险？
已知加在人双手间的电压和人体的电阻，可根据欧姆定律算出通过人体的电流，再与此种情况下会导致生命危险的电流值进行比较，即可得出结论.
已知这种情况下能导致生命危险的电流值I0=30mA=0.03A.
设双手间的电压为U，人体电阻为R，则通过人体的电流
I =　　= 　　　 = 0.147 A
U
R
220 V
1500 Ω
答：触电时通过人体的电流达0.147A，远大于0.03A，此人有生命危险。
【例题3】家庭中通常使用的是电压为220V的交流电．当通过人体心脏的电流达到30mA、时间达15S以上，就会导致死亡．假定某人身体的电阻为1.5KΩ，此人是否有生命危险？
已知通过人体心脏的最大电流和人体的电阻，可根据欧姆定律算出人体双手间的最大电压，再与此种情况下家庭电路的电压值进行比较，即可得出结论.
已知能导致生命危险的电流值I0=30mA=0.03A.
人体电阻为R=1500Ω，则人体双手间的最大电压U为，
U= IR= 0.03A×1500 Ω=45V
答：家庭中的电压为220V，远大于人体双手间的最大电压45V，此人有生命危险。
3
课堂总结







应用
内容
导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。
③同一段导体，电流、电压、电阻三个量中已知任意两个量可计算出第三个量。
①公式中的三个量必须是对应同一导体或同一段电路；
②公式中的三个物理量，必须使用国际单位制中的单位；1A=1V/1Ω
公式
I=U/R 变形公式：U=IR，R=U/I
课堂总结——《电流与电压的关系》
4
WHAT?WHY?WOW
1. 现代家庭电气化程度越来越高，人们越来越重视用电的安全问题，实验研究表明:人穿胶底鞋站在地上，完全干燥时，手与地之间的电阻约为800kΩ；在手出汗或潮湿时，两手之间的电阻约为1kΩ。若分别在手与地之间、潮湿的两手之间各加上220V电压，则后一种情况通过人体的电流值约是前一种情况的（ ）
A. 4倍 B. 80倍 C. 220倍 D. 800倍
手与地之间的电流
I =　　= 　　　 = 2.75×10-4A
U
R
220 V
8×105 Ω
两手之间的电流
I2 =　　= 　　　 = 0.22A
U
R2
220 V
1×103 Ω
I2 : I2 =800
D
2. 工厂中，车床照明灯常采用36V的安全电压。某车床照明灯工作时灯丝的电阻是32Ω。求通过灯丝的电流.
通过灯丝的电流
I =　　= 　　　 = 1.125A
U
R
36 V
32 Ω
3. 某电烙铁工作时的电流是1.33 A，它的电阻为165 Ω，则加在电烙铁两端的电压是多大？
加在电烙铁两端的电压
U= IR= 1.33A×165Ω=220V
4. 图是小明在探究电流与电压、电阻间的定量关系时所用的电路，表格中是实验时记录的部分数据，请你帮他算一算，电路中所用电阻R的阻值是多大?
R1=????1????1=1.0????0.20A=5Ω
?
R2=????2????2=2.0????0.40A=5Ω
?
R3=????3????3=3.0????0.58A=5.17Ω
?
R=????1+????1+????33=5.06Ω
?
电阻R的阻值应该取三次的平均值。
5
课堂练习
1. 由公式I= 可以推导出 R= ，关于其说法下列正
确的是（ ）
U
R
U
I
D
A. 导体的电阻R与导体两端的电压U成正比
B. 导体的电阻R与导体中的电流I成反比
C. 当导体两端的电压为0时，导体的电阻也为0
D. 导体的电阻R是导体本身的性质，与导体两端的电压U、导体中的电流I无关
导体的电阻R是导体本身的性质，与导体两端的电压U、导体中的电流I无关. 所以选D。
2. 电流、电压和电阻，是电路学习中三个重要的物理量，如图所示情境粗略却形象地反映了这三者之间的关系。
①图中丙与甲的关系反映了 的关系，丙与乙的关系反映了 的关系。
②图中信息还反映出导体的电阻
与导体的 有关，它们的关系
可归纳为：相同条件下，
。
电流与电压
电流与电阻
横截面积
导体的电阻随导体横截面积的减小而增大。
3. 某小灯泡工作时两端的电压是2.5V，用电流表测得此时的电流是300mA，此灯泡工作时的电阻是多少？
解：U＝2.5V，I＝300mA=0.3A
R
=
__
I
U
＝ ＝8.3Ω
_____
0.3A
2.5V
4. 如图为“探究电流与电阻关系”的实验电路图.
①为了达到探究的目的，在实验过程中必须保持
__________________不变；
②当开关S闭合后，电压表的读数是2.5 V，电流表的读数是0.5A，现在将阻值为5Ω的电阻R换成
阻值为10 Ω的电阻接入电路来进行研究，
则下一步应进行的操作是_______ 。
电阻两端的电压
A
V
R
R'
S
P
调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数保持为2.5V不变.
5. 某实验小组利用如图所示电路探究“导体中电流和电压的关系”，提供的实验器材有：电源（6V）、电流表、电压表、定值电阻（10Ω）、滑动变阻器（50Ω 0.5A）、开关和导线若干。
请用笔画线代替导线，将图中实物电路连接完整.
6．小华同学在探究“通过导体的电流
与其两端电压的关系”时，将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象，根据图象，下列说法错误的是（　　）
A．导体A的电阻大于导体B的电阻
B．通过导体A的电流与其两端的电压成正比
C．当在导体B的两端加上1V的电压时，通过导体B的电流为0.1A
D．当通过导体A的电流为0.4A时，在导体A的两端加的电压为2V
A
解析见下页
A．导体A的电阻大于导体B的电阻
B．通过导体A的电流与其两端的电压成正比
C．当在导体B的两端加上1V的电压时，通过导体B的电流为0.1A
D．当通过导体A的电流为0.4A时，在导体A的两端加的电压为2V
A．RA=UA/IA=4V/0.8A=5Ω RB=4V/0.4A=10Ω
A的电阻小于导体B的电阻，该选项错误。
B．通过导体A的电流与其两端电压成正比；正确。
C．当在导体B的两端加上1V的电压时，通过导体B的电流为0.1A，该选项正确。
D．当通过导体A的电流为0.4A时，在导体A的两端加的电压为2V，该选项正确。
7. 一只阻值为100欧的电阻，接在15伏的电源上时，流过的电流为________A；若电源电压变为10V，电阻的阻值为______Ω，流过电阻的电流为________A.
0.15
0.1
I=U/R=15V/100Ω=0.15A
电阻是导体本身所具有的性质，与电压，电流无关，仍为100Ω。
I＇=U＇/R=10V/100Ω=0.1A
100
解：
8. 某同学在做“研究电流跟电压、电阻关系”的实验时，得到下表两组数据：
电阻
电压
电流

10 Ω
2V
0.2A
4V
0.4A
6V
0.6A
电压
电阻
电流
6V
5 Ω
1.2A
10 Ω
0.6A
15 Ω
0.4A
①分析左表中的数据，可得结论：
.
②分析右表中的数据，可得结论：
.
在电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比；
在电压不变时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。
9. 在“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验中：
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}实验序号
R/Ω
I/A
①
5
0.40
②
10
0.20
③
20
0.10
（1）小明连接的电路如图甲所示，请用笔画线代替导线把电路连接完整______；
（2）根据表格中记录的三组数据，发现电阻越大则电流越小，要判断电流与电阻是否成反比，在不画坐标图像的前提下，应该如何对数据进行处理：______。
解析见下页
（1）如图甲，滑动变阻器电阻丝的右端已接入电路，再把金属杆的左端或右端与开关的右侧接线柱连接即可，如图所示：
（2）计算出每次实验中电流和电阻的乘积，如果三次乘积相同，说明电流与电阻成反比。