沪科版九年级全册物理 15.2 科学探究:欧姆定律（2课时） 教案+当堂检测+备课资源

15.2 科学探究:欧姆定律
第1课时　电流与电压、电阻的关系
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
一、知识与技能
1.使学生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.
2.通过实验认识电流、电压和电阻的关系.
3.会观察、收集实验中的数据并对数据进行分析.
二、过程与方法
1.根据已有的知识猜测未知的知识.
2.经历观察、实验以及探究等学习活动的过程并掌握实验的思路、方法;培养学生的实验能力、分析、归纳实验结论的能力;培养学生能够掌握把一个多因素的问题转变为多个单因素问题的研究方法.
3.能对自己的实验结果进行评估,找到成功和失败的原因.
三、情感态度与价值观
1.让学生用联系的观点看待周围的事物并能设计实验方案证实自己的猜测.
2.培养学生大胆猜想,小心求证,形成严谨的科学精神.
【重点难点】
重点:电流与电压、电阻的关系.
难点:电流与电压、电阻的关系的实验探究.
【新课导入】
导入1:情境导入
1.开灯时,我们常常看到这样的现象:傍晚灯的亮度较暗,深夜灯的亮度较亮,这是为什么?
2.演示:出示调光台灯的开关,并转动旋钮,让学生观察台灯的亮度变化.
3.提出问题:灯泡逐渐变亮(或变暗),说明了通过灯泡的电流是怎样变化的?是如何实现的?
导入2:问题导入
请同学们完成下列实验:
(1)把2.5 V小灯泡和演示用电流表串联分别跟一节干电池和两节干电池组成电路.闭合开关,观察先后两次电流表示数及小灯泡的亮度.分析实验现象,大胆猜想电流的变化可能跟什么有关?
(2)分别把2.5 V和6.3 V小灯泡跟两节干电池和演示用电流表组成电路.闭合开关,观察先后两次电流表的示数和小灯泡的亮度.分析实验现象,大胆猜想电流的变化可能跟什么有关?
实验告诉我们:通过导体电流的大小跟导体两端的电压和导体的电阻这两个因素有关.电流与电压、电阻之间有什么样的定量关系呢?这就是我们这节课要探究的课题.
导入3:情境导入
电压是使电荷定向移动形成电流的原因,而电阻是导体对电流的阻碍作用,可见电流、电压和电阻三个量关系并不是孤立存在的,而是互相联系、互相影响的.然后教师从定量的角度去研究电流与电压、电阻之间的关系.
【课堂探究】
1.电阻上的电流跟两端电压的关系
(1)猜想假设:在电阻一定时,电压越高,电路中的电流越　大　.?
(2)设计实验:
①控制变量法:保持　电阻　不变,调节　滑动变阻器　改变　电压大小　,探究流经定值电阻两端的电流和电压的关系;?
②实验器材:电源、开关、导线、定值电阻、　滑动变阻器　、　电流表　、　电压表　.?
③实验电路图如图所示
(重要知识):此处滑动变阻器的作用是　保护电路　;　改变定值电阻两端的电压　.?
④设计实验数据记录表格:
实验次数
电阻R/Ω
电压U/V
电流I/A
1
2
3
(3)分小组实验探究:
①按电路图连接电路,在连接电路时开关应该　断开　.?
②在闭合开关前,应使滑动变阻器连入电路中的电阻值调到　阻值最大　处.?
③根据实验过程填写表格并作出电流跟电压的关系图像.
④结论:保持　电阻　不变时,电流跟电压成　正　比.?
2.电流跟电阻的关系
(1)猜想假设:在电压相同时,电阻越大,电路中的电流越　小　.?
(2)设计实验:
①调节　滑动变阻器　保持　电压　不变,用电流表测出不同阻值电阻的电流值,研究电流跟电阻的关系.?
②实验器材:电源、开关、导线、　不同阻值的定值电阻　、　滑动变阻器　、　电流表　、　电压表　.?
③实验电路图如图所示
④设计实验数据记录表格:
实验次数
电压U/V
电阻R/ Ω
电流I/A
1
2
3
(3)分小组实验探究:
①根据实验过程填写表格并作出电流跟电阻的关系图像.
②本实验中滑动变阻器的作用是　保护电路　;　使不同电阻两端电压保持相同　.?
③结论:保持　电压　不变时,电流跟电阻成　反　比.?
1.
某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集到的数据画出了如图所示的图像,下列结论与图像相符的是(　C　)
A.电阻一定时,电流随着电压的增大而增大
B.电阻一定时,电压随着电流的增大而增大
C.电压一定时,电流随着电阻的增大而减小
D.电压一定时,电阻随着电流的增大而减小
2.
用如图所示的电路研究电流与电压的关系时,在进行“保持电阻不变”这一步骤时,实验要求的操作是(　B　)
A.保持滑动变阻器R'的滑片位置不动
B.保持定值电阻R不变,调节R'滑片到不同的适当位置
C.保持R的电压不变
D.保持电路中的电流不变
3.
小刚同学用如图电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”.在此实验过程中,当A,B两点间的电阻由5 Ω更换为10 Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作是(　C　)
A.保持变阻器滑片不动
B.将变阻器滑片适当向左移动
C.将变阻器滑片适当向右移动
D.将电池个数增加
4.关于电流、电压和电阻的关系,下列说法中正确的是(　C　)
A.导体的电阻与该导体两端的电压有关
B.导体的电阻与通过该导体的电流有关
C.对某一导体来说,导体中的电流与其两端的电压成正比
D.对某一导体来说,导体的电阻与其两端的电压成正比
5.一段导体两端电压是4 V,通过导体的电流是1 A,若导体两端电压变为2 V时,通过导体中的电流是　0.5　A.?
6.某同学探究“电流与电压、电阻的关系”.实验开始时,滑动变阻器的作用是　保护电路　.在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,应保持　电阻　不变;在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,滑动变阻器的作用是　保持导体电阻两端的电压不变　.此电路　能　(选填“能”或“不能”)用来测量定值电阻的阻值.?
第二节　科学探究:欧姆定律
1.电流跟电压的关系
保持电阻不变时,电流跟电压成正比.
2.电流跟电阻的关系
保持电压不变时,电流跟电阻成反比.
欧姆轶事
1.灵巧的手艺是从事科学实验之本
欧姆的家境十分困难,但从小受到良好的熏陶,父亲是个技术熟练的锁匠,还爱好数学和哲学.父亲对他的技术启蒙,使欧姆养成了动手的好习惯,他心灵手巧,做什么都像样.物理是一门实验学科,如果只会动脑不会动手,那么就好像是用一条腿走路,走不快也走不远.欧姆要不是有这一手好手艺,木工、车工、钳工样样都能来一手,那么他是不可能获得如此成就的.
在进行了电流随电压变化的实验中,正是欧姆巧妙地利用电流的磁效应,自己动手制成了电流扭秤,用它来测量电流强度,才取得了较精确的结果.
2.乌云和尘埃遮不住科学真理之光
1827年,欧姆发表《伽伐尼电路的数学论述》,从理论上论证了欧姆定律,欧姆原以为研究成果一定会受到学术界的承认并会请他去讲课.可是他想错了.书的出版招来不少讽刺和诋毁,大学教授们看不起他这个中学教师.德国人鲍尔攻击他说:“以虔诚的眼光看待世界的人不要去读这本书,因为它纯粹是不可置信的欺骗,它的唯一目的是要亵渎自然的尊严.”这一切使欧姆十分伤心,他在给朋友的信中写道:“伽伐尼电路的诞生已经给我带来了巨大的痛苦,我真抱怨它生不逢时,因为深居朝廷的人学识浅薄,他们不能理解它的母亲的真实感情.”
当然也有不少人为欧姆打抱不平,发表欧姆论文的《化学和物理杂志》主编施韦格(即电流计发明者)写信给欧姆说:“请您相信,在乌云和尘埃后面的真理之光最终会透射出来,并含笑驱散它们.”欧姆辞去了在科隆的职务,又去当了几年私人教师,直到七、八年之后,随着研究电路工作的进展,人们逐渐认识到欧姆定律的重要性,欧姆本人的声誉也大大提高.1841年英国皇家学会授予他科普利奖章,1842年被聘为国外会员,1845年被接纳为巴伐利亚科学院院士.为纪念他,电阻的单位“欧姆”,以他的姓氏命名.
第2课时　欧姆定律及其应用
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
一、知识与技能
1.理解欧姆定律,记住欧姆定律的公式.
2.能利用欧姆定律进行简单的计算.
二、过程与方法
1.通过欧姆定律,培养学生的分析和概括能力.
2.通过利用欧姆定律的计算,学会解电学计算题的一般方法,培养学生逻辑思维能力.
三、情感态度与价值观
通过了解科学家发明和发现的过程,学习科学家坚韧不拔,探求真理的伟大精神和科学态度,激发学生努力学习的积极性和勇于为科学献身的热情.
【重点难点】
重点:理解欧姆定律.
难点:利用欧姆定律进行简单的计算.
【新课导入】
导入1:情境导入
同学们一定还记得我们在上节课中的探究实验,各组的探究结论,可以再讲讲吗?
学生回答:在电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比.
在导体两端的电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比.
导入2:情境导入
欧姆是德国著名的物理学家,他对科学的痴迷程度让人十分钦佩.一次,他走在大街上,但脑子里还是想着一道没有解决的数学题目.这时一辆马车从他身边驶过,他却将遮挡车棚的黑色帘子当成黑板,他快步赶上,想在“黑板”上验算题目,遗憾的是“黑板”跑得太快了,欧姆还没有将题目写在上面,“黑板”就离他远去,欧姆这种执着的精神是不是感动你了呢?今天我们将学习欧姆带给我们的经典规律——欧姆定律.
【课堂探究】
1.欧姆定律内容
如果用一句话将上节课所学的两条规律简要地概括为一句话,具体表达为　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　,这就是欧姆定律的内容.?
欧姆定律主要描述了　电流　、　电压　和　电阻　之间的关系.?
2.欧姆定律用公式表达为　I=　,由此公式推导可知电压的计算公式为　U=IR　,电阻的计算公式为　R=　.?
3.欧姆定律的应用
指导学生阅读P100102,并让学生分小组交流、讨论后尝试解决:
(1)注意事项:
欧姆定律是电学基本的物理规律之一,我们在运用它进行计算和判断时要注意,该规律有实际的物理意义,不能把它当成纯粹的数学公式来理解;该公式成立的条件是各个物理量都是相对于　同一段电路　而言的;对于公式R=理解时要注意,电阻是导体本身的一种性质,其大小只与导体的　长度　、　材料　、　横截面积　、　温度　有关,与导体两端的电压和通过导体的电流　没有　关系.?
(2)应用一:
已知电压、电阻,求电流,公式:　I=　.?
(3)应用二:
已知电阻、电流,求电压,公式:　U=IR　.?
(4)应用三:
已知电流、电压,求电阻,公式:　R=　.?
1.对式子R=的理解,下面的说法中正确的是(　C　)
A.导体的电阻跟它两端的电压成正比
B.导体的电阻跟通过它的电流强度成反比
C.导体的电阻跟它两端的电压和通过它的电流强度无关
D.加在导体两端的电压为零,则通过它的电流为零,此时导体的电阻为零
2.一段导体接在电源电压为8 V的电路中,通过导体的电流为0.4 A.若将这段导体接在电压为2 V的电源上,这段导体的电阻为(　B　)
A.10 Ω B.20 Ω
C.40 Ω D.80 Ω
3.用伏安法测电阻时,若电源电压为3 V,被测电阻为20 Ω,则电压表、电流表的量程应选(　C　)
A.0~3 V,0~3 A
B.0~15 V,0~3 A
C.0~3 V,0~0.6 A
D.0~15 V,0~0.6 A
4.
在如图电路中,电源电压为6 V,闭合开关S后,电压表读数为2 V,电流表读数为0.5 A,则电阻R2的阻值为　8　Ω.?
5.某灯泡正常发光,用电流表测得通过它的电流值是0.6 A,已知该灯泡正常发光时的电阻是20 Ω,求灯泡两端的电压.(U=12 V)
第二节　科学探究: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.欧姆定律表达式为　I=　.?
3.欧姆定律应用
(1)求电流;
(2)求电阻;
(3)求电压.
1.水力学类比
欧姆定律可以用水力学类比来描述.测量单位为帕斯卡的水压,可以类比为电压.在一根水管里,由于任意两点之间的水压差会造成水流,水的流速(单位是升每秒),可以类比为电流(单位是库仑每秒).“流量限制器”是安装于水管与水管之间控制流量的阀门,可以类比为电阻器.通过“流量限制器”的水流流量,跟“流量限制器”两端的水压成正比,类似地,通过电阻器的电荷流量(电流),跟电阻器两端的电压成正比.这正是欧姆定律的论述.
2.正确理解电阻的性质
由欧姆定律I=的推导式R=或U=IR不能说导体的电阻与其两端的电压成正比,与导体中的电流成反比,因为导体的电阻是它本身的一种性质,取决于导体的长度、横截面积、材料和温度、湿度(初三阶段不涉及湿度),即使它两端没有电压,没有电流通过,它的阻值也是一个定值.(这个定值在一般情况下,可以看做是不变的,因为对于光敏电阻和热敏电阻来说,电阻值是不确定的.对于有些导体来讲,在很低的温度时还存在超导的现象,这些都会影响电阻的阻值,也不得不考虑)