第五节电流与电压和电阻的关系[下学期]

课题 第五节 电流与电压电阻的关系 课型 新 共4课时；第7周第4、5课次，八周1、2课次
教学方式 实验探究、分析应用、总结提高
教学目标 知识与技能目标1）学习探究导体中电流与电压和电阻关系的实验方法。2）理解欧姆定律，并能应用它解决简单的电学问题。3）会使用电流表和电压表探究串联电路和并联电路的电流和电压。4）掌握电阻的串联和并联电路特点。态度、情感与价值观目标领会根据实验探索规律的研究方法，养成严谨的科学态度和工作作风。
重点 理解欧姆定律，并能应用它解决简单的电学问题
难点 欧姆定律的应用
手段 实验探究
教具 导线、干电池、小灯泡、开关、电流表、电压表、滑动变阻器
教学过程 教师活动 学生活动 教学目标
引入 前面我们学习了电流、电压、电阻的有关知识，那么电流、电压和电阻之间有没有关系？演示实验一、二：结论：实验一：用两节干电池、灯泡较亮，电流较大。说明通过一个灯泡的电流跟加在它两端的电压有关。实验二：“6.3V”灯泡较暗，电流较小。灯泡不同，电阻一般不同。说明在电压一定时，小灯泡的电流跟电阻有关。 学生交流、分析 用已学过的知识分析实验现象而解决新问题
新课教学一、电流、电压、电阻的关系 实验告诉我们：通过导体的电流大小跟导体两端的电压和导体的电阻有关，本节将研究电流跟电压、电阻的关系。我们已经知道：1、电流与电压的关系：电压越大，对电路中电流的推动作用越大。2、电流与电阻的关系：电阻越大，对电路中电流的阻碍作用越大。问题：要直接研究三个量的关系比较困难，用实验研究一个量随两个量变化时，要保持一个量不变，研究另外两个量之间的关系，这是 分析，协助老师完成实验，读数，根据数据分析结论 掌握控制变量法
科学探究的一种有用的方法——控制变量法。（一）研究电阻一定时，电流与电压的关系。1．设计实验电路2、根据电路画出实物图3、连接电路，调节变阻器使导体两端电压分别为U=2V、4V、6V时，分别读出A的数值，填入表中；次数电阻（欧）电阻两端的电压（伏）通过电阻的电流（安）110221043106∴I与U成正比。结论：在电阻一定的条件下，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。（二）研究电压一定时，电流跟电阻的关系在电路中换用不同阻值的定值电阻，使电阻成整倍数变化（5欧、10欧、20欧）。调节变阻器，使电阻两端的电压保持不变（U=4V），读出电流表对应的数值填入表中。次数电阻两端的电压V电阻（欧）电流（安）14524103420∴I与R成反比。结论：在电压不变的条件下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。∴I与R成反比。结论：在电压不变的条件下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。【小结】电流跟电压、电阻间的定量关系为：1．电流跟电压的关系为：R一定时，电流跟电压成正比。2．电流跟电阻的关系为：U一定时，电流跟电阻成反比。综合得欧姆定律：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。用公式表示为：R=U/I公式中I、U、R的单位分别是安、伏和欧。公式的物理意义：当导体的电阻R一定时，导体两端的电压增加几倍，通过这段导体的电流就增加几倍。这反映导体的电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比例关系(I∝U)。当电压一定时，导体的电阻增加到原来的几倍，则导体中的电流就减小为原来的几分之一。反映了电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比例的关系(I∝１/R)。公式I=U/R完整地表达了欧姆定律的内容。板书：<公式：I=U/R　I-电流(安) U-电压(伏) R-电阻(欧)>
当导体的电阻R一定时，导体两端的电压增加几倍，通过这段导体的电流就增加几倍。这反映导体的电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比例关系(I∝U)。当电压一定时，导体的电阻增加到原来的几倍，则导体中的电流就减小为原来的几分之一。反映了电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比例的关系(I∝１/R)。公式I=U/R完整地表达了欧姆定律的内容。<公式：I=U/R　I-电流(安) U-电压(伏) R-电阻(欧)>公式说明：1、欧姆定律建立了三个量之间的等量关系，所以我们只要知道其中的任意两个量就可以计算出第三个量。2、欧姆定律所描述的I、U、R的关系必须是同一段电路上的电流、电压、电阻，使用时切忌“张冠李戴”3、表达式R=U/I，千万不能理解成电阻是由电压和电流的值决定的，电阻的大小是由电阻本身性质决定的
二、应用 1、学生阅读课本P77的三个例题，知道公式的应用及解题的要求和步骤。阅读结束后，反馈学生掌握的情况。2、思考与讨论：P78 看书分组讨论 规范解题步骤用科学道理解释现象
小结 欧姆定律是一个重要的电学规律，是以后学习的基础，要理解并能应用；控制变量法是常见的科学研究方法，同学们要理解这种方法的实质所在。 强调内容的重要性
作业 阅读P78“欧姆”，科学活动练习。
板书 第五节 电流与电压、电阻的关系一、欧姆定律：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。用公式表示为：R=U/I
教学反思 根据实验数据分析结论是学生的薄弱环节，在教学中要注意讲清楚方法，放慢速度
第二课时
课题 第五节 电流与电压电阻的关系（二） 课型 新 共4课时；第7周第4、5课次，八周1、2课次
教学方式 讲练结合
教学目标 知识与技能目标1）继续巩固欧姆定律的公式及其物理意义；2）理解欧姆定律及其变换的物理意义，掌握欧姆定律及其变换式的有关计算；3）知道欧姆定律及其两个变换式在实际中的应用；态度、情感与价值观目标培养学生解答电学计算题的良好习惯
重点 运用欧姆定律及其变形进行运算
难点 欧姆定律的应用
手段 运用公式解题时必要的步骤及固定的格式的教学
教具
教学过程 教师活动 学生活动 教学目标
复习引入 1、什么叫欧姆定律，其公式如何表示？它有哪几个变形？各有什么物理意义？2、前一课运用什么研究方法得出电流与电压、电阻的关系最终得出欧姆定律的？3、从R=U/I有同学得出了以下几个结论，正确的是：1）加在导体两端的电压越大，则导体的电阻越大；2）通过导体的电流越大，则导体的电阻越小；3）导体的电阻等于导体两端的电压跟导体的电流的比值；4）当导体两端的电压为零时，导体的电阻为零；5）当导体中没有电流时，导体的电阻为零；6）当导体两端的电压增加几倍时，通过导体的电流也增加几倍，但它们的比值不变，等导体的电阻。 练习，请学生回答 巩固欧姆定律
新课教学一、公式变换 1、欧姆定律是电学的一个重要定律，在生产和实际生活中有很广泛的应用，下面通过几个实例来研究它的应用。首先欧姆定律涉及到三个物理量，即：U、I、R。而欧姆定律的应用都属于同一问题，即：已知三个量中的两个物理量如何求另一个量的问题。如：已知U、R求I，应用公式 I = U/R已知I、R求U，应用公式U = IR已知U、I求R，应用公式R = U/I2、强调公式应用中上节课讲过的“张冠李戴”问题 推导欧姆定律的两个变换式 应用
例题1：课本P77例题。学生读题，根据题意教师板演，画好电路图。说明某导体两端所加电压的图示法。在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号。 解题过程要求写好已知、求、解和答。解题过程写出根据公式，然后代入数值，要有单位，最后得出结果。 板书：〈例题1： 已知： I = 0.3安，U =2.5伏。 求：R 解：根据欧姆定律 R = U/I = 2.5伏/0.3安 =8.33欧。 答：小灯泡灯丝电阻为8.33欧解释R=U/I的物理意义：对同一段导体来说，由于导体的电流跟这段导体两端的电压成正比，所以i的比值是一定的。对于不同的导体，其比值一般不同。U和I的比值反映了导体电阻的大小。导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于材料、长度和横截面积，还跟温度有关。不能认为R=U/I表示导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比。由于电阻是导体本身的一种性质，所以某导体两端的电压是零时，导体中的电流也等于零，而这个导体的电阻值是不变的。例题2：课本中例题2。 板书：〈例题2〉 要求学生在笔记本上按例题1的要求解答。由一位同学到黑板上进行板演。 学生板演完毕，组织全体学生讨论、分析正误。教师小结。 ①电路图及解题过程是否符合规范要求。 ②答题叙述要完整。例题3：按例2的要求完成解释U=IR的意义：导体两端的电压在数值上等于通过导体的电流跟导体电阻的乘积。不能认为"电压跟电流成正比，跟电阻成反比。"因为这样表述颠倒了因果关系也不符合物理事实。 画出电路图,看教师板演 规范解题步骤
练习
小结 简述欧姆定律的内容、公式及公式中各物理量的单位。 强调内容的重要性
作业 补充练习
教学反思 加强解题规范性训练
第三课时
教学过程 教师活动 学生活动 教学目标
复习引入 接在串、并联电路中的一个灯泡坏了，对其它灯泡有什么影响？上节课我们研究了同一导体的I、U、R的关系，对于串、并联电路中的I、U、R之间有什么关系呢？请你猜猜看 思考、猜想 带着问题学习
新课教学一、电阻的串联 问：要研究串、并联电路中I、U、R关系，需要什么器材，怎样设计电路？请学生画出串联电路图，标出各电阻的I、U、R值；怎样测I、U、R？（电流表、电压表）。 画电路图，设计方案 应用
连接电路，进行实验，记录数据。ABC电流I（A）U1U2U电压U（V）分析得：串联电路的特点①串联电路中的电流处处相等。I=I1=I2=……②串联电路两端的总电压等于各串联导体两端电压之和。U=U1+U2+……问：电阻关系有什么方法可以得到？用实验方法可以测定，但比较麻烦，必须测每个电阻及总电路的I、U、R值，我们尝试用推导的方法求出。从上面的两个基本特点，应用欧姆定律可导出电阻串联时，总电阻的计算公式　　R=R1+R2+……　　即串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和。把几个导体串联起来，相当于增加了导体的长度，所以几个导体串联后的总电阻比任何一个串联导体的电阻都大。 记录数据，分析结果思考回答：实验或推导 掌握实验分析方法加深对欧姆定律内容的理解和应用
二、电阻的并联 用同样的方法可以得到：并联电路地特点：①并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和。　　I=I1+I2+……　　②并联电路两端的电压相等。　　U=U1=U2=……　　从上面两个基本特点，应用欧姆定律，可以导出电阻并联时，总电阻的计算公式　
　即并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。即把几个导体并联起来，相当于增加了导体的横截面积，所以几个导体并联后的总电阻比任何一个并联导体的电阻都小。
三、应用 1、家庭电路中用电器的连接是并联还是串联？2、并联电路中电流关系如何？3、家庭电路中，为什么要安装保险丝或空气开关 －－防止电路过载而损坏电源，或导线过热而发生火灾。四、节日小彩灯的连接方法： 并联；但节日小彩灯的内部结构与一般的灯不一样。每个灯除了有灯丝以外还有一个电阻并联在两个灯脚之间，这个电阻的阻值远大于灯丝的电阻。因此，小灯在发光时绝大部分电流是通过灯丝的，只有少量电流通过电阻，于是小灯泡正常发光。当灯丝被烧毁后电流全部通过电阻，电阻上的电压将大大增加，这样使其它灯上的电压减小，所以其它的灯变得比原来暗一些。 思考、回答 科技与生活的紧密联系
小结 小结串、并联电路的特点
作业 课本P80练习
教学反思 实验方法和理论推导方法在这节内容都得到体现，很充实
第四 课时 复习+习题
一、基本知识点
1、欧姆定律：I=U/R
2、串、并联电路的特点：
电 路特 点 串联电路 并联电路
电　流 内 容 串联电路中各处的电流都相等。 并联电路干路中的电流等于各并联支路中的电流之和。
公 式 I1＝I2＝I总 I总＝I1＋I2
电　压 内 容 串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。 并联电路各支路两端的电压相等。
公 式 U总＝U1＋U2 U总＝U1＝U2
电　阻 内 容 串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和。 并联电路的总电阻的倒数等于各并联导体的电阻的倒数之和。
公 式 R串＝R1＋R2 ＝＋
分　配 内 容 电压分配：串联电路中，各电阻两端的电压与其电阻成正比。 电流分配：并联电路各部分电路中的电流与电阻成反比。
公 式 U1∶U2∶U总＝R1∶R2∶R总 I1∶I2∶I总＝∶∶
二. 重、难点解析：
1. 串、并联电路中的总电流、总电压和总电阻的含义：
以串联电路为例，在下图a是两个导体串联起来的电路，如果把导体R1、R2看成一个整体，图a就变成图b。因此，串、并联电路的总电流、总电压、总电阻中的“总”都是电路的一种“总代替”（或等效代替）的意思。
　　　
2. 电压表在电路中相当于开路，电流表在电路中相当于短路：
如上右图所示，电压表串联在电路中，由于电压表的电阻很大，对于一定电压的电源来说，电路中的电流就会很小，小到电路中的用电器没有反映。电路中串入电灯时，电灯不发光，电路中串联一个电流表，电流表也不偏转。可见，电路已形成“开路”。由于电压表的电阻很大，而电流表的电阻很小，RV＞R＞RA，根据串联电路的分压原理，电源电压几乎全部加在电压表两端，因此电压表的示数几乎等于电源的电压。
同理，当电流表与某一用电器并联时，由于电流表的电阻很小，根据并联电路的分流原理，此时电流几乎全部通过电流表，而不再通过与其并联的用电器，此时，该用电器就被局部短路（又叫短接）。
3、串、并联电路的等效电阻　
　　在串联或并联电路中，用一个电阻代替电路中的几个电阻，这个电阻叫原来几个电阻的等效电阻，又叫总电阻。
　　计算总电阻要注意以下几点：
　　（1）总电阻跟几个电阻之和含义不同。
　　（2）总电阻不一定大于各部分电阻值，并联电路中的总电阻小于每一个分电阻。
　　（3）n个相同电阻串联，总电阻R串=nR，n个相同电阻并联，总电阻R并=R/n。
　　（4）两个电阻并联，总电阻R并=R1R2/R1+R2。
三、复习方法指导
1、怎样分析变化的电路：　
　　由滑动变阻器的滑片移动或开关的启闭，会引起电路结构的改变，或使电路的电阻改变，从而造成电路中电流和电压的变化，这一类电学题叫电路变化题。
　　（1）串联电路。
　　一般的解题方法有两种：
　　①运用串联电路特点和欧姆定律从局部到整体再到局部的分析方法。
　　②利用串联电路的比例关系分析：
　　（2）并联电路
　　一般解法有两种。
　　①先“部分”→再“整体”→再“局部”。
　　②由“局部”到“整体”。
2、串、并联电路的计算。　
　　解电路计算题的思路和方法是：
　　（1）审题：（挖掘题目已知条件，弄清所求量）
　　（2）画电路图（建立直观的物理图景）
　　（3）联想（联系所学的电学规律，形成思维推理过程）
　　具体做法是：
　　①通过审题，首先弄清电路的结构，是串联还是并联，若题目给出了电路图，要用“去表法”分析各导体之间的连接方式。若题目没有给出电路图，则要分析题意，判断电路的接法，并画出相应的电路图。
　　②明确已知条件，并注意挖掘隐含条件，弄清所求量，如果题目中给出电表示数，要用它所测的物理量的符号和数值表示出来，并在电路图上标明：以建立直观的物理图景。
　　③会利用电路图进行分析和推理。
　　一般方法是：从已知条件出发，看能求哪些物理量，利用欧姆定律，已知同一导体（或同一电路）上的电流、电压、电阻和电功率中的两个，就可以求出另两个量。或是利用电路特点，对同一物理量的局部与整体间的关系加以分析。
三、例题解析：
　　例1、如图：电源电压不变，当变阻器的滑片从左到右滑动时，则（　　）
　　A、电流表，电压表的示数都变大；　　B、电流表，电压表的示数都变小；
　　C、电流表示数变大，电压表示数变小；　　D、电流表示数变小，电压表示数变大；
　　分析：利用“去表法”可以看到这是一个电阻R跟变阻器串联的电路，其中电流表测量的是电路中的电流，电压表测量的是变阻器两端的电压。
　　串联电路可用从局部到整体，再到局部的分析方法，当滑片P从左向右滑动时，变阻器接入电路的阻值增大，使电路中总电阻变大，因总电压一定，根据欧姆定律I=U/R得到电路中的电流变小，电流表示数变小。
　　根据串联电路中，电压的分配跟电阻成正比，变阻器的阻值增大，它两端分配的电压也增大，电压表示数将变大。
　　答案：正确的选项是D。
　例2、如图：电源电压不变，R2=6Ω，当S断开时，电流表示数为0.5A，S闭合时，电流表的示数改变了0.3A，求：（1）R1的值；（2）电源电压？
　　　　分析：开关S断开时，电阻R1和R2串联，见（甲）图当开关S闭合时，电阻R2被短路，只有R1接入电路，见（乙）图。
　　
　在两个电路中，由于每一个电路中已知条件不够，所以分别用其中一个电路都不能求出电阻R1和电源电压，而要用等量关系列方程求解。
　　常用电源电压不变这一关系列方程组。
　　解：根据U=IR，电源电压U不变，可列出以下两个方程：
　　（甲）图：U=0.5A×（R1+6Ω） ①
　　（乙）图：因电路总电阻减小，总电流增大，电路中的电流是0.5A+0.3A=0.8A
　　U=0.8A×R1 ②
　　①式=②式， 0.8A×R1=0.5A（R1+6Ω）
　　得R1=10Ω，U=8V
　　答案：（1）R1的值是10Ω，（2）电源电压是8V。
　　说明：通过这个例题，我们可以学到：
　　（1）有两个过程的电学计算题，要分别画出它们的电路图，并在图上标出已知量的符号和量值。
　　（2）在两个过程中，由于电路的结构发生了变化，电路的总电阻因而变化，引起电路中的电流、各部分电压随之变化。因此，在运用欧姆定律时，特别要注意“对应”。
　　（3）在电路计算中，定值电阻和电源电压是不变量，可利用这个等量关系列方程。
　
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