12.1 学生实验：探究：电流与电压、电阻的关系 课件（2024新课标）(共42张PPT)

(共42张PPT)
课题 12.1 学生实验 探究——电流与电压、电阻的关系
北师版 九年级物理全一册
制作 高文超
教学目标
1.物理观念：
（1）通过实验探究电流、电压和电阻的关系；
（2）会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和其中的电流；
（3）应用欧姆定律计算电流、电压、电阻。
2.科学思维：
用“控制变量法”的研究方法研究物理规律的思路。
教学目标
3.科学探究：
通过探究过程，进一步体会科学探究方法；
通过实验、分析和探索的过程，提高根据实验数据归纳物理规律的能力。
4.科学态度与责任：
（1）在收集、处理数据的过程中培养学生实事求是的科学态度；
（2）通过探究，揭示物理规律，使学生获得探索未知世界的乐趣；
（3）重视学生对物流规律的客观性、普遍性和科学性的认识，注意学生科学世界观的形成。
教学目标
教学重点
经历完整的实验探究，认识电流、电压和电阻的关系；欧姆定律的应用。
教学难点
运用控制变量法开展实验和对实验数据进行分析得到结论。
新知导入
我们已经学习了电压、电流和电阻的概念，你知道它们之间有什么关系吗 19世纪20年代，德国物理学家欧姆在前人的研究基础之上，经过多年的不懈努力，终于发现了这一规律。
新知导入
我们已经学习了电压、电流和电阻的概念，你知道它们之间有什么关系吗 19世纪20年代，德国物理学家欧姆在前人的研究基础之上，经过多年的不懈努力，终于发现了这一规律。
新知导入
尽管我们今天看到的这个规律很简单，但它却为电路的研究和当今科技的发展奠定了坚实的基础。
新知导入
尽管我们今天看到的这个规律很简单，但它却为电路的研究和当今科技的发展奠定了坚实的基础。
新知导入
尽管我们今天看到的这个规律很简单，但它却为电路的研究和当今科技的发展奠定了坚实的基础。
新知讲解
一、实验：探究——电流与电压、电阻的关系
问题猜想
我们知道，电压是形成电流的原因，电阻对电流有阻碍作用。那么，电路中的电流与电压和电阻之间存在怎样的关系呢？
在上一章中，我们曾经把一只小灯泡分别与一节和两节电池相连接，观察它的亮度变化。小灯泡没有换，电压增大后，电流增大了，小灯泡变亮了。
新知讲解
一、实验：探究——电流与电压、电阻的关系
问题猜想
在电源两端电压不变的情况下，我们还做过用滑动变阻器改变电路中电流的实验。根据这些实验现象，你认为通过导体(小灯泡)的电流与导体两端的电压、导体的电阻之间存在什么关系 请说出你的猜想，并与同学交流猜想的依据。
你的猜想: 。
导体中的电流随导体两端电压增大而增大；
新知讲解
一、实验：探究——电流与电压、电阻的关系
问题猜想
在电源两端电压不变的情况下，我们还做过用滑动变阻器改变电路中电流的实验。根据这些实验现象，你认为通过导体(小灯泡)的电流与导体两端的电压、导体的电阻之间存在什么关系 请说出你的猜想，并与同学交流猜想的依据。
你的猜想: 。
导体中的电流随导体的电阻增大而减小。
新知讲解
一、实验：探究——电流与电压、电阻的关系
制订计划
你打算怎样用实验验证你的猜想呢 请说出你验证猜想的实验方案(包括实验所用的器材、实验电路和实验步骤等)，并与同学进行交流。建议你在研究电流与电压的关系时，用不同的电阻完成实验。
你的实验方案：
；
。
（1）电阻一定时，探究电流与电压的关系；
（2）电压一定时，探究电流与电阻的关系。
新知讲解
一、实验：探究——电流与电压、电阻的关系
制订计划
实验电路图
新知讲解
一、实验：探究——电流与电压、电阻的关系
收集证据
实验电路，按电路图将实验器材连成电路。
新知讲解
一、实验：探究——电流与电压、电阻的关系
收集证据
按照你的实验方案开展实验活动，并将实验数据记录在你设计的表格中。数据记录表:
电阻/Ω 10 10 10 10
电压/V
电流/A
1
0.1
2
0.2
3
0.3
···
···
新知讲解
一、实验：探究——电流与电压、电阻的关系
收集证据
按照你的实验方案开展实验活动，并将实验数据记录在你设计的表格中。数据记录表:
电阻/Ω
电压/V 2 2 2 2
电流/A
5
0.4
10
0.2
20
0.1
···

新知讲解
一、实验：探究——电流与电压、电阻的关系
分析与结论
你从实验数据中得出了什么结论 与同学进行交流讨论，并将你认同的结果记录下来。
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 。
新知讲解
一、实验：探究——电流与电压、电阻的关系
评估与交流
按照评估与交流与同学交流、讨论实验结果，并比较实验方案，讨论在实验中还有哪些影响因素没有考虑到，并提出改进实验的方案，使结果更可靠。
多次测量，更换不同的电阻或电压进行实验，实验结果具有普遍性。
新知讲解
二、欧姆定律
大量实验表明，通过导体的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。这个结论是物理学中一个十分重要的定律，是德国物理学家欧姆首先在19世纪20年代用实验的方法研究得出的，叫作欧姆定律(Ohm's law)。
新知讲解
二、欧姆定律
如果用U表示导体两端的电压，R表示这段导体的电阻，I表示通过导体的电流，那么欧姆定律可以表示为
上式中，U的单位用伏(V)，R的单位用欧(Ω)，I的单位用安(A)。
适用条件：同一段电路（同一导体）。
新知讲解
二、欧姆定律
欧姆(Georg Simon Ohm，1787一 1854)是 德国物理学家，曾长期从事中学数学和物理的教学工作，同时还致力于科学研究。
新知讲解
二、欧姆定律
我们学习的欧姆定律，概念清晰、形式简明，好像得来全不费工夫。可当时为了研究电流与电压和电阻的关系，欧姆花了十年的时间，做了大量的实验，付出了艰辛的劳动。那时的实验条件很差，他当时能得到的电压稳定的电源只能提供几毫伏的电压，各种电阻值的导体都要靠他自己动手制备。
新知讲解
二、欧姆定律
那时还没有能测量电流的仪器。实验中，如何测量电流的大小是一个关键问题。他曾设想利用电流的热效应，通过通电导体的热膨胀来测量电流，但这个方法很难取得精确的结果。后来他设计了电流扭秤，才巧妙地解决了这个问题。他能够完成这些精细的制作和精确的实验，是由于他具有超凡的毅力，也得益于年轻时在他父亲的制锁作坊里练就的一双巧手。
新知讲解
二、欧姆定律
欧姆定律给出了一段导体的电流、电压、电阻间的定量关系，只要已知其中两个量的数值，就可以求出第三个量，在实际中有很多重要应用。例如，只要测出导体两端的电压及通过它的电流，就可以计算出它的电阻;如果测出通过导体的电流，且已知它的电阻，就能计算出它两端的电压。需要指出的是，利用欧姆定律解决问题时，I、U、R这三个量是对同一段导体而言的。下面我们通过具体问题来说明如何应用欧姆定律。
新知讲解
二、欧姆定律
例题 如图所示，将一只灯泡与一个定值电阻串联后接在电源两端，灯泡恰好正常发光。已知定值电阻的阻值为24 Ω，电源两端的电压为18 V,电压表的示数为6 V。求通过定值电阻的电流大小和灯泡正常发光时灯丝的电阻。
新知讲解
二、欧姆定律
分析 应用欧姆 定律解决问题时应注意I、U、R三个量应是对同-段导体而言的。本题中定值电阻的阻值为24Ω，从电压表示数可知该电阻两端的电压为6 V。可根据串联电路中电压、电流的关系求出灯泡两端的电压和通过灯泡的电流。
新知讲解
二、欧姆定律
解：定值电阻的阻值 R= 24Ω，它两端的电压UR = 6V。根据欧姆定律可求出通过该定值电阻的电流
===0.25A。
由于灯泡与电阻串联，根据串联电路中电压、电流的关系可知灯泡正常发光，其两端电压
UL=U-UR=18V-6V=12V。
新知讲解
二、欧姆定律
解：通定值电阻的电流
===0.25A。
灯泡正常发光两端电压
UL=U-UR=18V-6V=12V。
通过灯泡的电流IL=IR=0.25A。
根据欧姆定律可知灯泡正常发光时，灯丝的电阻
===48Ω。
答：通过定值电阻的电流0.25A，灯泡正常发光时电阻为48Ω。
新知讲解
交流讨论
电流表的电阻很小，而电压表的电阻很大，你能利用欧姆定律分析以下操作要求吗
不允许把电流表接到电源两极上；电压表可以直接接到电源两极上。
将你的分析与同学交流。
新知讲解
交流讨论
电流表的电阻很小，电阻R=0.01Ω，
当接到一节干电池两端时通过电流表的电流
==150A ,远远大于允许通过电流表电流I=3A，
所以不允许直接将电流表接到电源的正负极上！
新知讲解
交流讨论
电压表的电阻很大，电阻R=10kΩ，
当接到一节干电池两端时通过电压表的电流
==0.0015A ,通过电压表电流很小，可以忽略，所以允许直接将电压表接到电源的正负极上！
课堂练习
1.关于“探究——电流与电压、电阻的关系实验”说法不正确的是（ ）
A. 连接电路时开关应该断开
B. 闭合开关前，滑动变阻器的滑片置于阻值最大值处
C. 滑动变阻器只能改变电路中的电流
D. 用滑动变阻器控制电阻两端的电压
C
课堂练习
2.下列说法不正确的是（ ）
A.欧姆定律给出了一段导体的电流、电压、电阻间的定量关系
B.欧姆定律适用于同一电路或同一导体
C.欧姆定律同样适用于超导体
D.同一导体的电流、电压、电阻知其任意两个量的数值，就可以就可以求出第三个量
C
课堂练习
3.在探究电流跟电压、电阻的关系中，设计了如图所示的电路，下列说法正确的是（ ）
A.闭合开关前，滑片应在左端
B.控制电阻不变，探究电流与电压关系
C.控制电压不变，就是滑片不能移动
D.连接电路时，开关应闭合
B
课堂练习
4.在探究电流跟电压的关系中，设计了如图所示的电路，闭合开关后，下列说法正确的是（ ）
A.滑片向左移动，电流表示数减小
B.滑片向左移动，电压表示数减小
C.滑片向左移动，电压表示数增大
D.滑片向右移动，电流表示数增大
C
课堂练习
5.用如图所示电路探究电流跟电阻的关系，闭合开关后，电流表无示数，电压表有示数，则（ ）
A.R短路
B.R开路
C.电流表开路
D.电压表开路
B
课堂总结
1.实验：探究电流跟电阻、电压的关系
（1）探究电流跟电压的关系，保持电阻不变，改变变阻器接入电路的电阻，调节自制电源输出电压。实验结论，电阻一定时，电流跟电压成正比。
（2）探究电流跟电阻的关系，保持电压不变，调节变阻器接入电路的电阻，控制自制电源输出电压。实验结论，电压一定时，电流跟电阻成反比。
2.欧姆定律：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。这个结论叫做欧姆定律。 = / I的单位：A；U的单位：V；R的单位：Ω
3.用欧姆定律进行计算。对于一段电路，只要知道电流、电压、电阻这三个量中的两个，就可以利用欧姆定律计算出第三个量。
板书设计
1.实验：探究电流跟电阻、电压的关系
（1）探究电流跟电压的关系，保持电阻不变，改变变阻器接入电路的电阻，调节自制电源输出电压。实验结论，电阻一定时，电流跟电压成正比。
（2）探究电流跟电阻的关系，保持电压不变，调节变阻器接入电路的电阻，控制自制电源输出电压。实验结论，电压一定时，电流跟电阻成反比。
2.欧姆定律：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。这个结论叫做欧姆定律。 = / I的单位：A；U的单位：V；R的单位：Ω
3.用欧姆定律进行计算。对于一段电路，只要知道电流、电压、电阻这三个量中的两个，就可以利用欧姆定律计算出第三个量。
作业布置
1.课堂作业P88.T4
2.家庭作业P87-88.T1、T2、T3、T5。
P89阅读材料 欧姆
谢谢
21世纪教育网（www.21cnjy.com)
中小学教育资源网站
兼职招聘：
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/admin