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第2节 欧姆定律（教学设计）
年级 九年级 学科 物理 教师
课题 第2节 欧姆定律
教学 目标 物理观念 理解欧姆定律的内容及表达式；能运用欧姆定律分析解决简单的电路问题。
科学思维 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以及解答电学问题的良好习惯。
科学探究 通过实验探究电流跟电压、电阻的定量关系，分析归纳得到欧姆定律。
科学态度 与责任 在实验探究中，学习科学家研究问题的方法，培养严谨的习惯和实事求是的态度；通过了解物理学知识对人类生活和社会发展的影响，培养正确的科学价值观。
教材 分析 本节内容由“分析理解欧姆定律内容及表达式”和“欧姆定律简单应用”两部分构成、通过完成上一节“探究电流与电压、电阻关系”的实验任务，运用数学方法分析、处理实验数据，得出电流与电压、电阻的关系即欧姆定律。这样编排既符合学生由易到难、由简到繁的认知规律，又保持了知识的结构性、系统性。理解定律的内容以及其表达式、变换式的意义是本节课的重点。运用数学推理、图象的方法处理实验数据，建立和理解欧姆定律对学生要求较高，学生运用欧姆定律解决简单的实际问题，是本节课的难点。在教学中根据探究得到的两个结论，运用数学方法进行推导分析，便可得到欧姆定律的内容及其变形公式。通过例题进行公式的简单运用，对于教材提供的两个简单计算例题，应注重解题方法、思路、格式等方面的要求和规范。为扩大学生的知识面，教材通过科学世界“酒精测试仪”培养学生熟练应用欧姆定律分析、解释有关现象的能力。
学情分析 1. 知识储备分析： 在学习欧姆定律之前，学生已经学习了电流、电压、电阻等基本概念，并初步掌握了相关的测量方法和简单电路的连接。此外，学生也具备了一定的数学基础和逻辑推理能力，为学习欧姆定律提供了良好的基础。 2. 学习兴趣与态度分析：九年级的学生正处于青春期，好奇心强，对新鲜事物充满兴趣。同时，由于物理学科与实际生活密切相关，学生往往对物理实验和现象产生浓厚的兴趣。然而，由于物理知识的抽象性和复杂性，部分学生可能会感到学习困难，产生畏难情绪。因此，在教学过程中，需要注重激发学生的学习兴趣和积极性，通过生动有趣的教学方法和手段，引导学生积极参与课堂学
习和讨论。 3. 学习难点分析：欧姆定律涉及到多个物理量之间的定量关系，较为抽象，对于学生来说理解和应用起来可能会存在一定的困难。例如，学生可能在理解欧姆定律表达式中各物理量的对应关系以及同时变化的情况时感到困惑；在运用欧姆定律进行计算时，可能会出现公式选择错误等问题。此外，将抽象的物理规律应用到实际生活场景中，对于部分学生而言也是一个挑战，他们可能难以将实际问题转化为物理模型，从而正确运用定律解决问题。
教学重点 理解定律的内容以及其表达式、变换式的意义是本节课的重点。
教学难点 运用数学推理、图象的方法处理实验数据，建立和理解欧姆定律对学生要求较高，学生运用欧姆定律解决简单的实际问题，是本节课的难点。
教学 器材 多媒体ppt，包含视频：《欧姆定律》、《欧姆定律的应用》等。
教学过程
教师活动 学生活动
导入新课 【提问】回忆上节课的实验结论： ①在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 ②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。 这个结论是否具有普遍性？电流、电压、电阻之间有没有定量的关系？ 回忆上节课学过的内容，进行思考，进入情景。
学习新课 一、欧姆定律 早在19世纪20年代，德国物理学家欧姆就对电流跟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，并进一步归纳得出了下面的欧姆定律。 1. 欧姆定律的内容 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。 2. 数学表达式 （1）如果用U 表示导体两端的电压，R表示导体的电阻，I表示导体中的电流，那么用公式表示就是： （2）各物理量的单位： 电压U：伏特（V）；电阻R：欧姆（Ω）；电流I：安培（A）。 3. 物理意义 对于同一导体而言，电阻一定，加在导体两端的电压增大几倍，导体中的电流就增大几倍；当电压一定时，导体中的电阻增大几倍，导体中的电流就变为原来的几分之一。 4. 变形公式 由欧姆定律的公式 可推出：U=IR、 。 （1）电压U=IR的意义：表示导体两端的电压等于通过导体的电流与其电阻的乘积。因电压是由电源提供的，电压是形成电流的原因，所以不能说成电压与电流成正比。 （2）电阻 的意义：表示导体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与通过导体的电流的比值。 因电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积及温度有关，与加在两端的电压和流过的电流大小无关。 5. 对公式的理解 （1）统一性：I、U、R必须使用国际单位制，即U的单位是V，R的单位是Ω，I的单位是A。 （2）同一性：I、U、R是对同一个导体或同一段电路而言的，三者要一一对应。在解题时，习惯上把同一个导体或同一段电路各个物理量符号的角标用同一数字或字母表示，如I1、R1、U1等。 （3）同时性：对同一导体或同一部分电路来说，由于开关的闭合或滑动变阻器滑片的移动，都会导致电路中的电流、电路两端的电压的变化，所以公式 中的三个量是针对R同一时间而言的。 （4）条件性：定律中提到的“成正比”和“成反比”的两个关系分别有不同的成立条件。即当导体的电阻一定时，导体中的电流跟它两端的电压成正比；当导体的电压一定时，通过它的电流跟它的电阻成反比。 （5）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。 【例题1】对欧姆定律公式I=U/R的理解，下列说法不正确的是（ D ） A．对某一段导体来说，导体中的电流跟它两端的电压成正比 B．在相同电压的条件下，不同导体中的电流跟电阻成反比 C．导体中的电流既与导体两端的电压有关，也与导体的电阻有关 D．导体的电阻由导体两端的电压和通过导体的电流决定 根据老师的讲解，知道欧姆定律的内容、公式与单位。 理解变形公式的物理意义。 注意欧姆定律使用的问题。 做例题1，理解欧姆定律。
学习新课 二、欧姆定律的应用 1. 应用欧姆定律进行分析与计算 （1）求电流： ；（2）求电压：U=IR；（3）求电阻： 。 只要知道I、U、R中的任意两个量就可以利用欧姆定律计算出第三个量。 2. 利用欧姆定律解答题的一般步骤 第一步：可采用“去表法”判断电路的连接方式，将电压表去掉，将电流表看成一段导线，画出等效电路图，然后进行判断。判断出电路的连接方式后，再将电压表和电流表“恢复”到原来的位置，明确各测量哪部分电路两端的电压和电路中的电流。 第二步：认真审题，在电路图（或画出的电路图）上标出已知量、待求量。 第三步：找出各物理量之间的关系；利用欧姆定律和串、并联电路电流、电压的关系列出关系式，列式时要注意公式成立的条件，要有必要的文字说明。物理公式在代入数值或写计算结果时不要忘记单位。 第四步：讨论结果的合理性，得出答案。 3. 动态电路分析 如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，把滑动变阻器的滑片P向左移动时，分析电流表示数、电压表示数的变化情况。 【分析】滑动变阻器与定值电阻串联，滑动变阻器接入电路的是左边部分，把滑片左移时，滑动变阻器阻值变小，电路总电阻变小，因为电源电压不变，由欧姆定律I=U/R可知，电路中电流变大；又因为定值电阻不变，根据UR=IR可知，R两端电压变大，即电压表示数变大。 4. 利用欧姆定律解释电源短路、电流表、电压表的连接 （1）电源短路：导线的电阻接近0，根据欧姆定律I=U/R可知，当电阻接近0时，电路中的电流将趋向于无限大，会烧坏电源和导线，所以绝对不能把电源两极直接用导线相连，否则会造成电源短路。 （2）电流表为何串联在电路中、电压表为何并联在电路中 电流表电阻很小，相当于导线，若将电流表直接连在电源的两端，情形跟上述情况相同，因此不允许将电流表直接接在电源两端。 电压表电阻很大，有电压表的支路相当于开路，所以只要电源电压不超过电压表的量程，就可以将电压表直接接在电源两端。 5. 酒精测试仪 我国刑法规定，从2011年5月1日起，驾驶员醉酒后驾车要负刑事责任。目前，大多数国家都采用呼气式酒精测试仪，对驾驶员进行现场检测。 （1）酒精气体传感器：酒精测试仪中装有酒精气体传感器。酒精气体传感器是一种气敏电阻，它的阻值随酒精气体浓度的变化而变化，从而引起电路中电流和电压的变化。 （2）酒精测试仪原理 酒精测试仪实际上是由酒精气体传感器R2（相当于随酒精气体浓度变化的变阻器）、一个定值电阻R1和一个电压表组成。 酒精气体传感器的电阻值R2随酒精气体浓度的增大而减小，如果驾驶员呼出的酒精气体浓度越大，那么传感器R2的电阻值越小，根据欧姆定律I=U/R可知，电路中的电流越大，则定值电阻R1两端的电压U1＝IR1越大，电压表的示数越大，即测试仪的示数越大。 6. 车重表 图为某同学设计的高速公路收费站计重秤的原理图。该原理图中，R2为滑动变阻器。若车重表是由电流表改装而成，现将它串联在图中位置，则当车越重时，变阻器的滑片向下滑，连入电路的阻值变小，电路中的电流变大，即车重表的示数将变大。 【播放视频】——《欧姆定律》 【例题2】如图所示，闭合开关后，电阻为R的电阻器两端电压为6V，通过电阻器的电流为0.3A。 （1）计算电阻器的电阻R。 （2）调节电源电压，当电阻器两端电压变为原来的2倍时，通过电阻器的电流为原来的几倍 【答案】（1）电阻器的电阻20Ω；（2）0.4A。 【例题3】一只电流表的内部电阻是0.2Ω，最大量程是3A，若把它直接接在3V的电源上，求通过电流表的电流大小是多少 计算结果说明了什么？ 【答案】根据欧姆定律，通过电流表的电流15A。通过计算得知，电流表中的电流达到，远远超过3A的测量范围，电流表会因电流过大而烧坏，所以电流表是不允许直接与电源两极相连的。 【例题4】如图所示，科技小组运用电学知识设计了一个电子身高测量仪。已知定值电阻R1=5Ω，电源电压恒为4V，R2的规格为“20Ω 0.5A”，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A。根据以上信息，请回答下列问题。 （1）当被测身高增加时，电压表的示数______（选填“变大”、“变小”或“不变”）； （2）当R2实际接入的电阻值为5Ω时，电流表的读数是多少？ （3）为保证各元件安全，变阻器R2接入电路中的最小阻值是多少？ 【答案】变大；0.4A；3Ω。 会利用欧姆定律进行分析计算，知道计算依据。掌握解题的步骤。 会运用欧姆定律分析动态电路。 会运用欧姆定律解释电源短路、电流表、电压表的连接等问题。 会运用欧姆定律分析酒精测试仪、车重表的原理。 观看视频，进一步理解欧姆定律及其应用。 例题教学的目的是加强学生对欧姆定律公式的理解，以及训练学生利用该公式解决实际问题的能力。重点是加深对欧姆定律的应用的理解。 应注重解题方法、思路、格式等方面的要求和规范。
课 堂 练 习 课 堂 练 习 1. 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， 。 【答案】①电流与电压，电流与电阻；②横截面积，导体的电阻随导体横截面积的减小而增大。 【详解】①由图可知，乙阻碍丙的移动，所以乙表示电阻，甲推动丙运动，所以甲表示电压，丙在甲的推动下通过导体，所以丙表示电流。图中丙与甲的关系反映了电流与电压的关系，丙与乙的关系反映了电流与电阻的关系。 ②由图可知，乙通过减小导体的横截面积来阻碍丙运动，所以图中信息还反映出导体的电阻与导体的横截面积有关。 2. 如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，把滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值将______，电压表的示数将______（均填“变大”或“变小”）。 【答案】变小，变大。 【解析】滑动变阻器与定值电阻串联，滑动变阻器接入的是左边部分，故滑片左移时，滑动变阻器阻值变小，总电阻变小，电流变大，由欧姆定律可知定值电阻两端电压变大，即电压表示数变大。 3. 如图所示的电路中，电阻阻值R1>R2。闭合开关S后，电阻R1、R2两端的电压分别为U1、U2，通过两个电阻的电流分别为I1、I2。下列判断中正确的是（ ） A．I1 >I2 B．I 1=I2 C．U1=U2 D．U1R2，由U=IR可知：U1>U2，故ACD错误，B正确。 故选B。 4. 如图所示是某同学设计的测定油箱内油面高度的实验装置。下列说法不正确的是（ ） A．液面越高，电流表示数越大 B．液面越高，R的有效阻值越小 C．油量表是电压表 D．定值电阻R0的主要作用是保护电路 【答案】C. 【解析】AB．由题意知，油箱内油面升高时，金属滑片向下端移动，变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，由I=U/R可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，故AB正确，不符合题意； CD．油量表串联中电路中，油量表是电流表，如果油箱中的油越来越多时，金属滑片向下端移动，滑动变阻器的阻值就会越来越小，此时电路中的电流就会越来越大，为了防止由于电流过大或出现短路而烧坏油量表（电流表），应该给电路中串联一个定值电阻R0，这样就可以防止电路中的电流过大而烧坏仪表，所以该同学在设计中使用电阻R0的作用是保护电路，故C正确，符合题意，D正确，不符合题意。故选C。 5. 如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻R1、R2分别为20Ω和30Ω，只闭合开关S1时，电流表的示数为0.3A，求： （1）电源电压； （2）S1、S2均闭合时，电流表的示数。 【解析】（1）只闭合开关S1时，电源电压 U=I1R1=0.3A×20 =6V. （2） S1、S2均闭合时，此时两电阻并联，流过R2电流为 电流表的示数 I=I1+I2= 0.3A+0.2A=0.5A 6. 如图甲所示，电源由n节新干电池串联而成且不变，滑动变阻器R上标有“20Ω 2A”字样，闭合电键，小李同学将滑片P滑到变阻器的中点附近时（变阻器接入电阻约为10Ω），电流表的指针如图乙所示，求： ①电源中的新干电池节数n，电源总电压U。 ②在不损坏电路元件的前提下，该变阻器在本电路中能改变的电流范围及对应的变阻器接入电路的电阻范围。 【解析】①电流表用0～0.6A的量程，电路中的电流为0.46A，R取10欧时，电源电压 U=IR=0.46A×10Ω=4.6V 因为一节干电池的电压1.5V，所以电池节数 n=4.6V/1.5V=3（节），电源电压为4.5V。 ②最小电流为 I小=U/R大=4.5V/20Ω=0.225A，最大电流I大=2A 所以能改变的电流范围： 0.225A～2A R小=U/I大=4.5V/2A=2.25Ω，R大=20Ω 变阻器接入电路的电阻范围：2.25Ω～20Ω
板 书 设 计 第2节 欧姆定律 一、欧姆定律 （1）内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，导体的电阻成反比。 （2）公式：I=U/R （3）单位：电压U：V；电阻R：Ω；电流I：A （4）提示： ①欧姆定律适用于纯电阻电路； ②电流、电压与电阻必须是对应同一导体或同一段电路； ③三个量具有同时性。 二、欧姆定律的应用 （1）求电流： . （2）求电压：U=IR.（3）求电阻：
课 堂 小 结 第2节 欧姆定律
作 业
教学反思
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