第二节 科学探究：欧姆定律 初中物理沪科版九年级全一册

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初中物理沪科版九年级全一册
第二节 科学探究：欧姆定律
第1课时 探究电流与电压、电阻的关系
第十五章 探究电路
新课导入
1. 电压是形成_________的原因。
2. 电阻表示导体对_________的阻碍作用。
电流
电流
那么，通过某一导体的电流与导体两端的电压、导体的电阻之间是不是存在着某种关系呢？
思考：怎样才能使灯泡发光程度变暗呢？
方案1：减少一节电池
方案2：串联上一个电阻
电路中的电流与电压和电阻有关系。电路中的电流随电压的增大而增大，随电阻的增大而减小。
从以上实验我们看到：
那么，它们之间究竟有着怎样的定量关系呢？
探究新知
实验1
探究电流与电压的关系
电流 I 跟电压 U 之间到底有什么定量关系？
提出问题
猜想或假设
电阻 R 一定时，电流 I 跟电压 U 成正比。
给你以下实验器材，如何设计实验？
控制变量法
设计实验
控制电阻不变，改变定值电阻两端的电压，使定值电阻两端电压成整数倍变化，观察并记录电路中电流大小的变化。
A
V
R
R'
S
绘制电路图
实验序号 R/Ω U/V I/A
1 5
2 5
3 5
记录实验数据
进行实验
0.5
1.0
1.5
0.1
0.2
0.3
自变量
因变量
控制变量
I/A
U/V
O
1.0
1.5
2.0
2.5
0.1
0.3
0.5
0.6
0.4
0.2
0.7
0.8
0.5
0.9
·
·
·
·
R = 5Ω
绘制图象
实验结论
　　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。

实验2
探究电流与电阻的关系
电流 I 跟电阻 R 之间到底有什么定量关系？
提出问题
猜想
电压 U一定时，电流 I 跟电阻 R 成反比。
设计实验
控制变量法
换用不同阻值的定值电阻接入电路，保持不同的定值电阻两端的电压一定，观察并记录电压一定时，电路中的电流大小怎样随电阻的改变而改变。
A
V
R
R'
S
电路图不变
通过调节滑动变阻器来控制定值电阻两端的电压不变（如U=2V）。
进行实验
分别将5Ω、10Ω、15Ω 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＝2V），分别读出电流表的示数，记录在下面的表格中。
实验序号 U/V R/Ω I/A
1 2
2 2
3 2
5
10
15
0.4
0.2
0.1
实验结论
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。
总结：
1. I 与 U 的关系：R 一定时，I 与 U 成______关系
2. I 与 R 的关系：U 一定时，I 与 R 成______关系
正比
反比
1.小明探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时，使用的器材如图甲所示，电源电压不变，R 为定值电阻.
（1）请你根据图甲所示电路图连接图乙的实物.
（2）连接电路时，开关应该_______.合上开关前，若滑动变阻器使用了b接线柱,则实验前变阻器的滑片应放置在_______(选填“左”或“右”)端.
断开
左
随堂练习
（3）电路中使用了滑动变阻器，它除了能保护电表（避免电压表和电流表的示数超过量程）外，还能改变_______________，以方便实验的进行.
（4）通过实验,小明测得多组数据记录在表格中，请你在图丙坐标轴上作出图象.根据此图象,可初步得到实验结论:
_________________________________________________________.
电阻 R 两端电压
导体的电阻一定时，通过导体的电流与该导体两端的电压成正比
2.在探究“电流的大小与哪些因素有关”的实验中，小红同学提出了以下猜想:通过导体的电流大小可能与加在导体两端的电压有关.
（1）小红同学提出该猜想的依据是____________________.
（2）如图是小红同学连接的部分实物图，观察可知她连接时有一处操作错误:_____________.改正错误后请你用笔画线代替导线，将滑动变阻器按图中滑片位置正确接入电路.
电压是产生电流的原因
开关未断开
（3）他们记录的数据如下表所示，分析数据可得到的结论是:
__________________________________________________.
电阻不变时，通过导体的电流与导体两端电压成正比
3.在探究“电流与电阻的关系”中，小锋设计了图甲所示的实验电路，R 是电阻箱，图乙是根据实验数据描绘出的电流跟导体电阻倒数关系的图象.
不用更换电阻就可以改变电阻大小.
（1）滑动变阻器 R′ 在此实验中除了能起到保护电路的作用外，另一主要作用是______________________________.
控制电阻箱两端的电压不变
（2）实验中，当电阻箱接入电阻从 15 Ω 变成 10 Ω 时电压表示数变小，调节滑动变阻器，滑片位置相比之前向____ （ 选填“左”或“右”）移动.滑动变阻器阻值也要变小.
（3）分析数据图象得出实验探究的结论是____________
_____________________________________________________.
滑动变阻器的阻值也要变小.
左
当导体两端的
电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比
4.在实验探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”时，
小明设计的电路如图所示，实验数据见表格.
（1）本实验中，需要使导体两端的_______保持不变，运用了___________法.
（2）实验时，当把定值电阻由 5 Ω 换为 10 Ω 时，滑动变阻器接入电路中的电阻应_____（选填“调大”“调小”或“不调” ）.
电压
控制变量
调大
（3）分析表中数据可知，第_______次实验存在问题，处理数据时应排除掉.
（4）本实验最终得到的结论是:在满足（1）条件时，通过导体的电流与导体的电阻成________比.
3
反
课堂小结
电流与电压的关系
电流与电阻的关系
电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比
电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比
探究方法
实验电路
实验结论
电流与电压和电阻的关系
探究方法
实验电路
实验结论
初中物理沪科版九年级全一册
第二节 科学探究：欧姆定律
第2课时 欧姆定律及其应用
第十五章 探究电路
新课导入
　　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。
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。
这是不是普遍规律呢？
探究新知
知识点1
欧姆定律
1. 欧姆定律内容：
一段导体中的电流，跟加在这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比.
2. 表达式：
公式中的三个物理量，必须使用国际单位制中的单位，即 U 的单位是伏特（V），R 的单位是欧姆（Ω），I 的单位是安培（A）.
3. 理解欧姆定律要注意以下四点:
（1）适用范围
欧姆定律适用于从电源正极到负极之间的整个电路或其中某一部分电路，并且是纯电阻电路，对于非纯电阻电路不成立。
（2）同一性
I、U、R 是对同一导体或同一段电路而言的，三者要一一对应，不同导体的电流、电压、电阻之间不存在上述关系。
（3）同时性
在同一部分电路上，开关的闭合及滑动变阻器滑片的移动，都会导致电路中电流、电压、电阻的变化，公式 中的三个量必须是同一时间的值。
（4）公式的变形
U = IR
欧姆(G.S.0hm，1787-1854)是德国物理学家。他在物理学中的主要贡献是发现了后来以他的名字命名的欧姆定律。欧姆的研究，主要是在1817 ~1827年担任中学物理教师期间进行的。现在我们看到欧姆定律的公式那么简单，却不要忘记欧姆当时为了解决这一难题，付出了艰辛的劳动。那时的实验条件很差，测量电流和不同导体阻值的仪器，都要自己设计制造。他能够完成这些精细的制作和精确的实验，主要得益于强烈的好奇心和执著的探究精神。
信息窗
例题1 某电熨斗在 220 V 电压下工作时，其电热丝的电阻为 96.8 Ω。那么，此时通过该熨斗电热丝的电流是多大？
已知：U = 220 V，R=96.8 Ω。
求：I。
解：根据欧姆定律 ，代入数据可得
答：通过该熨斗电热丝的电流约为 2.3 A。
例题2 某电热器在 220 V 电压下工作时，测得通过它的电流为 4.5 A，根据这些信.息，你能算出此电热器的电阻值是多少？
已知：U = 220 V，I = 4.5 A。
求：R。
解：根据欧姆定律 ，得 ，
代入数据可得
答：此电热器的电阻约为 48.9 Ω。
电流表自身的电阻很小，电压表自身的电阻很大。前面谈到电流表不允许直接连接在电源两极，而电压表则可以，当时未说出这样规定的道理。现在学习了欧姆定律后，你能说出这样规定的原因吗？
交流与讨论
1. 如图所示，R1 ＝ 10 Ω，开关闭合后电流表的示数是 0.2 A，电压表的示数是 4 V，R2 的电阻为______Ω.
20
练习
2. 在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻 R1 的阻值为 20 Ω. 先闭合开关 S1，电流表的示数为 0.3 A，再闭合开关 S2，电流表的示数变化了 0.2 A.
（1）求电源电压 U.
（2）求电阻 R2 的阻值.
解: （1）当闭合开关 S1 时，只有 R1 接入电路，此时电流表的示数即为通过 R1 的电流，所以 I1 ＝ 0.3 A，
则电源电压 U＝U1 ＝ I1R1＝ 0.3A×20 Ω＝ 6 V.
（2）当闭合开关 S2 时，R2 连入电路中，电流表示数变化的 0.2 A
即为通过 R2 的电流，所以 I2 ＝0.2 A，则 R2 的阻值 .
①分析电路图.用“去表法”，即将电压表视为开路，电流表视为导线，分析电路中各电阻的连接方式.
②分析电表的测量对象，根据题意明确电表的测量值.
③明确已知量、未知量，依照各物理量关系和电路特点，利用欧姆定律及串、并联电路特点列出关系式.
解电学题审题的一般思路：
课堂小结
知识点 知识点要素 知识要点
欧姆定律
应用
内容
注意事项
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公式：I=U/R变形公式：U=IR，R=U/I
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；应用控制变量法分析图象问题和电表示数变化问题
(1)公式中的三个量必须是对应同一导体或同一段电路；
(2)公式中的三个量必须是同一时刻的值；
(3)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
随堂练习
1. 德国物理学家欧姆用实验的方法研究了电流跟电压和电阻的关系，得到:导体中的电流跟导体两端的电压成______，跟导体的电阻成_______.其数学表达式为_______.
正比
反比
2. 根据欧姆定律，下列说法中正确的是（ ）.
A. 通过导体的电流越大，这段导体的电阻就越小　　　　　　　
B. 导体两端的电压越大，这段导体的电阻就越大
C. 导体的电阻与电压成正比，与电流成反比
D. 导体两端的电压越大，通过这段导体的电流就越大
D
3. 某导体两端的电压为 5 V，通过的电流为 0.1 A，则该导体的电阻为________.若它两端的电压变为 2.5 V，则通过它的电流变为________，电阻是_______，若它两端的电压变为 0，则通过它的电流为________，电阻是_________.　
50 Ω
0.05 A
50 Ω
0 A
50 Ω
4. 某导体两端的电压是 3 V 时，通过它的电流为 200 mA，这个导体的电阻为多少？ 现将电压增加到 6 V，若电流表有 0~0.6 A、0~3 A 两种量程，应选用哪一种量程来测量导体中的电流？
解：由 得， ，
故应选 0~0.6 A 量程。
5. 一盏电灯正常发光时的电流是 0.11 A，灯丝的电阻为 1936 Ω，该电灯两端的电压是多少？
解：由 得，U = IR = 0.11 A×1936 Ω = 212.96 V.
6. 如图，A、B 所表示的电阻值哪一个大？ 为什么？ 如果将这两个电阻分别接在 10 V 的电源上，在图上分别找出它们的电流大小.如果要使通过它们的电流均为 100 mA，在图上分别找出加在它们两端的电压的大小.
解：A 的电阻值大. 因为在电压相同时，通过 A 的电流小，说明 A 对电流的阻碍作用大，即电阻值大.当 U = 10 V 时，IA = 0.055 A，IB = 0.20 A；当 I =100 mA = 0.10 A 时，UA= 18 V，UB = 5 V.
感谢您的观看