第十五章 第二节 科学探究：欧姆定律 课件 (共54张PPT)沪科版物理九年级全一册

(共54张PPT)
科学探究:
【体验】电流与电压、电阻的关系
活动:把小灯泡、电池和开关分别组成串联电路,闭合开关,观察小灯泡的发光情况。
活动1:一节干电池和一个2.5 V(电阻大约为8Ω)小灯泡串联
活动2:两节干电池和一个2.5 V(电阻大约为8Ω)小灯泡串联
活动3:两节干电池和一个3.8 V(电阻大约为12Ω)小灯泡串联
(1)比较活动1、2,活动　　　　　中小灯泡更亮。
(2)比较活动2、3,活动　　　　　中小灯泡更亮。
(3)根据三次活动可以看出通过灯泡的电流大小与__________
和　　　　　有关。
提示:(1)2　(2)2　(3)电压　电阻
1.电流与电压、电阻的关系是什么
2.欧姆定律的内容是什么
3.欧姆定律的计算公式及各个物理量的单位是什么
探究1 电流大小与哪些因素有关
结合“体验”中的活动,思考以下问题:
1.猜想与假设:你认为电流大小与电压的大小有没有关系 如果有关系,你认为可能存在什么关系
参考答案:有关系　电压越高,电流越大,或者电流可能跟电压成正比。
2.探究电流与电压的关系:
(1)实验方法:探究电流与电压关系时,需控制　　　　不变,
改变　　　　。该种方法被称为　　　　法。
提示:电流大小与电压和电阻有关,研究电流与电压关系,为
避免电阻对实验结果的影响,需控制电阻不变,改变电压。在
物理上这种研究方法被称为控制变量法。
参考答案:电阻　电压　控制变量
(2)测量器材:
①用　　　　测导体两端的电压;
②用　　　　测导体两端的电流;
③在实验中,还需要使用　　　　。
提示:测电压需用电压表,测电流需用电流表,为方便改变电压还需用到滑动变阻器。
参考答案:电压表　电流表　滑动变阻器
(3)设计实验电路并连接电路图。
提示:按照测量要求可确定电路组装图。
参考答案:
(4)实验数据及分析
可得出实验结论:_______________________________________
_____________________________________________________。
电阻/Ω 电压/V 电流/A
10 1 0.1
10 2 0.2
10 3 0.3
提示:通过分析表格中的数据可知,三组数据中的电阻值不变,电压值增大时,电流值增大,且电流与电压成正比。
参考答案:在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比
(5)交流与评估
①在实验中,滑动变阻器的作用:
a.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
b.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示:把滑动变阻器接入电路,增大了电路中的电阻,可以限制电路中的电流,有保护电路的作用;另外,通过改变滑动变阻器的电阻,来改变电阻两端的电压,探究电阻中电流与电压的关系。
参考答案:a.保护电路　b.改变电阻两端电压
②如何选择电流表和电压表的量程
提示:在选择电压表时,保证电源电压小于电压表的最大测量值,且尽量选用小量程,提高精确度。根据试触法选择电流表的量程。首先将电流表的大量程接入电路,如果电流表示数小于小量程,则换用小量程,否则选用大量程。
参考答案:根据电源电压选择电压表,电压表量程大于电源电压。
利用试触法选择电流表。为了提高测量的精确度,尽量选用小量程。
3.探究电流与电阻的关系:
(1)猜想与假设:结合“体验”中的活动,你认为电流大小与电阻的大小有没有关系 如果有关系,你认为可能存在什么关系
参考答案:有关系。电阻越大,电流越小。或者电流可能跟电阻成反比。
(2)实验设计:由控制变量法可知,探究电流与电阻关系时,需控制　　　　不变,改变　　　　。
参考答案:电压　电阻
(3)实验数据及分析
可得实验结论:_________________________________________
电阻/Ω 电压/V 电流/A
5 3 0.6
10 3 0.3
15 3 0.2
提示:表中三组数据中的电压值保持3 V不变,当电阻值增大时,电流值减小,电阻值与电流值的乘积为定值,即电流与电阻成反比。
参考答案:在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(4)交流与评估
①在探究电流与电阻关系时,如何调节滑动变阻器保证电阻两端的电压不变
提示:移动滑动变阻器的滑片,若换了大一点的电阻,将滑片向电阻增大的方向调节,若换了小一点的电阻,将滑片向电阻减小的方向调节,即“换大调大,换小调小”。
参考答案:换大电阻,滑动变阻器向电阻变大的方向调;换小电阻,滑动变阻器向电阻变小的方向调。
②实验中使电压或电阻成倍数关系改变有什么好处
提示:便于确定电流与电压或电流与电阻是否成比例,如果不成倍数关系改变,需要通过计算确定比例关系。
参考答案:便于确定数量关系
探究2 欧姆定律
结合探究电流与电压和电阻的关系,思考以下问题:
1.一段导体中电流的大小由哪些因素决定
提示:一段导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。故由导体两端的电压和这段导体的电阻决定。
参考答案:由导体两端的电压和这段导体的电阻决定。
2.欧姆定律的公式是　　　　,电压U=　　　　,电阻R=______。
参考答案:I=　 IR　
3.根据变形公式R= ,是否可以说电阻跟电压成正比,电阻跟
电流成反比 为什么
提示:此变形公式表示导体的电阻在数值上等于导体两端的电
压跟通过导体的电流的比值。这里要注意的是,导体的电阻是
由导体本身的性质决定的,即由导体的材料、长度、横截面积
决定,它跟导体两端是否有电压或电压的大小,导体中是否有电
流或电流的大小无关。
参考答案:不可以　导体的电阻跟导体的材料、长度、横截面
积有关,跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
4.想一想:电流表本身的电阻很小,电压表本身的电阻很大,电
流表不允许直接接在电源的两极,电压表可以,结合欧姆定律说
明理由。
提示:根据欧姆定律分析电流与电阻的关系。
参考答案:根据欧姆定律I= 可知,在电压一定时,电流与电阻
成反比。电压表本身的电阻很大,接在电源两端时,通过它的电
流很小,可以直接接在电源两端。电流表本身的电阻很小,接在
电源两端时,通过它的电流很大,可能烧坏电流表。
一、电流与电压、电阻的关系
1.电流与电压的关系:保持_____不变时,电流与电压成_____。
2.电流与电阻的关系:保持_____不变时,电流与电阻成_____。
电阻
正比
电压
反比
二、欧姆定律
1.内容:一段导体中的电流,跟加在这段导体两端的电压成
_____,跟这段导体的电阻成_____。
2.公式:______
3.应用:
(1)求电流:______
(2)求电压:_____
(3)求电阻:______
正比
反比
U=IR
【拓展延伸】欧姆
乔治·西蒙·欧姆(1787～1854年)是德国物理学家。生于巴伐利亚埃尔兰根城。欧姆的父亲是一个技术熟练的锁匠,对哲学和数学都十分爱好。欧姆从小就在父亲的教育下学习数学并受到有关机械技能的训练,这对他后来进行研究工作特别是自制仪器有很大的帮助。
考点1 探究电流与电压、电阻的关系
【典例1】小刚和小军在探究“电流与电压、电阻的关系”实验中:
(1)小刚探究“电流与电压的关系”,该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外,其作用主要是_________________________
_____________________________________________________;
(2)实验中,所测的数据如表一所示:
由表一数据可得:在　　　　　　一定时,导体中的电流与导体
两端的电压成　　　　　比;
表一
R=10Ω 电压/V 1.5 2 2.5
电流/A 0.15 0.2 0.25
(3)小军探究“电流与电阻的关系”,所测的数据如表二所示:
①请依据表格和电路图分析,将A、B间电阻由5Ω换成10Ω,闭
合开关进行实验时,应向　　　(选填“左”或“右”)移动滑
片P,使电压表的示数保持　　　　V不变;
②由表二数据可得:在　　　　　　一定时,导体中的电流与导
体的电阻成　　　　　　比;
(4)本实验采用的主要探究方法是　　　　　　法。
表二
U=2V 电阻/Ω 5 10 20
电流/A 0.4 0.2 0.1
【思路导引】分析数据,得出结论的基本思路:
【精讲精析】本题考查了对电流与电压、电阻关系的探究。
(1)探究“电流与电压关系”的实验中需控制电阻不变,改变导体两端的电压。滑动变阻器在电路中可通过调整自身连入电路的阻值,从而改变电阻两端的电压。
(2)从表一中数据可以看出,电阻一定时,电阻两端的电压增大为原来的几倍,通过电阻的电流也跟着增大为原来的几倍,故可得结论:电阻一定时,导体中的电流与其两端的电压成正比。
(3)①探究电流与电阻之间的关系时,应控制定值电阻两端的电压2V不变;将A、B间电阻由5Ω换成10Ω时,电路中的电流变小,滑动变阻器两端的电压变小,电压表的示数变大,为保持定值电阻两端的电压不变,应减小电路中的电流,增大滑动变阻器接入电路的电阻,即滑片向右移动。
②从表格中数据可以看出,电压一定时,电流变化的倍数与电阻变化倍数的倒数相等,故可得结论:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(4)因导体两端的电流与电压、电阻均有关,故在探究时需利用控制变量法。
答案:(1)改变电阻两端的电压　(2)电阻　正
(3)①右　2　②电压　反
(4)控制变量
【方法归纳】探究实验中实验数据的处理方法
(1)数据分析法:若 =常数,则电流与电压成正比;若两个
量的乘积等于一个常数,如I1R1=I2R2=常数,则电流与电阻成反
比。
(2)图像法:利用实验得到的数据进行描点分析,画出电阻不变
时电流随电压变化的图像和电压不变时电流随电阻(或电阻的
倒数)变化的图像,分析图像从而得出电流跟电压、电阻的关系。
考点2 欧姆定律公式 的应用
【典例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20Ω。闭合开关S,电流表
的示数为0.3A,电流表 的示数为
0.2 A。
求:
(1)电源电压U;
(2)电阻R2的阻值。
【思路导引】解题思路如下:
【精讲精析】本题考查欧姆定律的有关计算。图中电阻R1和R2
并联接入电路,电流表 和 分别测量通过电阻R1和R2的电
流。
(1)电源电压可以用通过电阻R1的电流和其阻值求得,根据欧姆
定律推导计算:
U=I1R1=0.3A×20Ω=6 V
(2)电阻R2的阻值可以用其两端的电压除以通过它的电流计算:
答案:(1)6V　(2)30Ω
【方法归纳】欧姆定律的应用
(1)电路图的分析:
(2)公式 中各物理量的对应性:
1.如图所示是研究电流与电压、电阻关
系的电路图,实验分“保持电阻不变”
和“保持电压不变”两步进行,在“保
持电阻不变”这一步实验时应该(　　)
A.保持R2滑片的位置不变
B.保持R2两端的电压不变
C.保持R1不变,调节R2滑片到不同的适当位置
D.保持电路中电流不变
【解析】选C。本题考查了探究电流与电压关系的实验操作。研究电流跟电压的关系时,保持电阻不变,通过调节滑动变阻器的滑片,改变R1的电压,故需保持R1电阻不变,移动滑动变阻器的滑片使其到不同的位置。故选C。
2.关于欧姆定律I= ,下列说法正确的是(　　)
A.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
B.导体两端的电压越高,这段导体的电阻就越大
C.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
D.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
【解析】选C。本题考查对欧姆定律的理解。导体的电阻是导体本身的一种性质,跟导体的材料、长度和横截面积有关。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,故选C。
3.如图所示为A、B两个导体的I-U图线,由图
线可知(　　)
A.RA>RB
B.RAC.RA=RB
D.无法确定
【解析】选B。本题考查欧姆定律的应用。从图像看出:电压值
相等时,A、B对应的电流值IA>IB,根据R= 知RA4.一导体两端电压为3 V时,通过的电流为
0.3 A,则此导体的电阻为　　　　Ω;当该导体两端电压为0时,
导体的电阻为　　　　Ω。
【解析】本题考查欧姆定律的简单计算和含义。根据欧姆定律
求出导体的电阻为R= =10Ω。导体的电阻是导体本身
的一种性质,导体的电阻大小与导体的材料、长度、横截面积
有关,与导体两端的电压及通过导体的电流均无关;所以当导体
两端电压为0时,电阻仍为10Ω。
答案:10　10
5.在“探究电阻上的电流跟两端电压的关系”实验中,定值电阻R=5Ω,电源电压保持不变。
(1)小明根据电路图连接了如图甲所示的实验电路,检查时发现有一根导线连接有误。请在这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线,画出正确的连线(导线不得交叉)。
(2)电路改正后,开始进行实验,小明根据测出的数据,画出了电阻的U-I关系图像,如图乙所示,由图像可以得出结论:________
_____________________________________________________;
为了使结论更具有普遍性,小明还应该_____________________
___________________________________________________。
【解析】本题考查了电流与电压关系的探究实验。
(1)研究电流和电压的关系时,定值电阻和滑动变阻器组成串联电路,电流表测干路电流,电压表测量定值电阻两端的电压;通过观察电路图不难发现电压表没有与定值电阻并联,而是与定值电阻和滑动变阻器并联。
(2)这是一个正比例函数图像,反映的信息是“在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比”,为了寻找普遍规律,应更换电阻进行多次测量。
答案:(1)如图所示
(2)电阻一定时,通过电阻的电流与两端的电压成正比
更换阻值不同的电阻继续实验(意思正确即可)
找找你容易错在哪里
如图所示电路中,电源电压为6 V,R1=4Ω,闭合开关S后,电压表读数为2 V,求:
(1)电流表的示数;
(2)电阻R2的阻值。
【学生自答】
答案:(1)1.5 A
(2)1.33 Ω
【教师点评】
①正确之处:会用基本公式,计算过程中有单位。
②错误之处:没有注意I、U、R的对应性,解题时张冠李戴。
【正确答案】
电阻R1和R2串联，电流表在干路中，电压表测量R1两端电压，
根据串联电路各处电流相等，知I=
故U2=U-U1=6 V-2 V=4 V，
R2=
答案:(1)0.5 A
(2)8 Ω