2020年秋北师大版九年级物理第十二章第1节　探究电流与电压、电阻的关系 同步导学案无答案

第12章　欧姆定律
第1节　学生实验：探究——电流与电压、电阻的关系
重点：实验探究电流、电压和电阻的关系的过程。
难点：如何用控制变量法来设计实验，研究导体中电流跟电压和电阻的关系。
教师准备：电流表、电压表各一个，电池组，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器，开关、教学课件等。
学生准备：搜集一些电流随电压和电阻改变的事例和视频，准备课堂上展示交流；预习本节内容。
方案1：减少一节电池。
方案2：在电路中串联上一个电阻。
猜一猜：
　I与各有什么关系？
知识点一　探究电流与电压、电阻的关系
【教材助学】学生阅读教材第84页的内容，提出问题并做出猜想。
【合作解疑】在前面几章中，我们分别学习了电流、电压和电阻这三个物理量。你认为电流跟电压、电阻有没有关系呢？
利用演示实验(电路图如图所示)，让学生进一步了解电流跟电压、电阻间的关系。
提问：当导体两端的电压扩大到原来的2倍时，通过导体的电流将如何变化？怎样才能确切地知道电流跟电压的关系呢？
学生思考后回答：必须控制变量，即在研究电流与电压的关系时，控制电阻不变；在研究电流与电阻的关系时，控制电压不变。
任务一　在电阻不变时，研究电流跟电压的关系。
1．学生设计实验：
(1)需要测量的物理量：________________________________________________________________________。
(2)需要的器材：________、________、________、________、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω)、________等。
(3)在方框里画出实验电路图。
Ｋ
2．实验步骤讨论：
(1)需要测量多组数据，该如何改变定值电阻两端的电压？
(2)根据要记录的数据，请设计出记录数据的表格。
(3)按电路图连接实物电路，测量并记录数据。
(4)依次换用10Ω、15Ω的定值电阻，再进行实验，将实验测得的数据记录在表格里。
3．结果分析和论证：
电阻一定时，通过导体中的电流与加在导体两端的电压成________。
任务二　在电压不变时，研究电流跟电阻的关系
1．实验步骤讨论：
(1)需要测量出多组数据，如何改变电阻？改变电阻时要注意什么？
(2)根据要记录的数据，请设计出记录数据的表格。
2．进行实验：
连接好实验电路后，使电阻两端的电压为3V，测量并将实验测得的数据记录在设计的表格中，依次换用不同的定值电阻，调节滑动变阻器使定值电阻两端的电压为3
V，再分别将实验测得的数据记录在设计的表格里。
3．结果分析和论证：
学生总结：电压一定时，通过导体中的电流与加在导体两端的电压成________。
【教师点拨】
探究一　电阻一定，电流与电压的关系
1．实验目的：探究电流与电压、电阻的关系。
2．实验器材：定值电阻、电流表、电压表、电源、开关、导线、滑动变阻器。
3．实验内容与步骤：
(1)根据下面的电路图连接实物电路。(开关断开，滑动变阻器调到最大值)
(2)闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使R两端的电压为1
V、1.5V、2V，观察电流表的示数，填表。
电压U/V
1
1.5
2
电流I/A
　　4.分析实验数据，在I－U坐标系中作图，由图像得出结论：电阻一定时，电流与电压成正比。
探究二　电压一定时，探究电流与电阻的关系
实验内容与步骤：
(1)按电路图连接电路。(开关断开，滑动变阻器调到最大值)
(2)保持电压表示数为U＝2V不变，更换电阻，使电阻分别为10Ω、20Ω、30Ω，观察电流表的示数，填表。
电压U/V
10
20
30
电流I/A
　　(3)分析表格中的实验数据，并作出I－R图像，得出结论：电压一定，电流与电阻成反比。
知识点二　欧姆定律
【教材助学】
欧姆定律，通过导体的电流跟导体两端的电压成________，跟导体的电阻成________。公式为________。其中，R表示电阻，单位为欧姆(Ω)；U表示电压，单位为伏特(V)；I表示电流，单位为安培(A)。
【合作解疑】
任务三　归纳得出欧姆定律
1．教师实物投影展示刚刚的实验中某小组的实验数据。请同学们认真观察实验数据，从表格的数据中可得出什么实验结论？
(1)加在一段导体(电阻不变时)两端的电压越大，通过它的电流就会越________；也可以说在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成________。
(2)在相同电压下，导体的电阻越大，流过它的电流就会越________。也可以说在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成________。
(3)将上面的实验结论综合起来，可以得出通过：导体的电流，跟导体两端的电压成________，跟导体的电阻成________。
这个结论就是我们今天所要学习的欧姆定律。
欧姆定律的数学表达式：I＝。
公式中各量的单位：电阻R——Ω；电压U——V；电流I——A。
2．利用欧姆定律进行简单计算。
例题：某实验中测得一个未知电阻两端的电压为4.8
V，通过该电阻的电流是320
mA，求该电阻的阻值。
这道题可以直接使用欧姆定律来解答吗？
学生自主解题。
通过解答此题，你们有什么体会？
注意：公式当中的三个物理量，必须是针对同一个导体在同一时刻的。
若是遇到求U和R的问题时，公式应该怎样变化？
【教师点拨】
1．我们应该这样来理解欧姆定律：在导体的电阻不变时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；在电压不变时，导体中的电流与导体的电阻成反比，因此欧姆定律的实质是：通过导体的电流随导体两端的电压大小的改变而改变，也随导体电阻大小的改变而改变。但导体两端的电压不一定随电流或电阻的改变而改变，导体的电阻更不会随流过导体的电流或导体两端的电压的改变而改变。
2．将公式变形为U＝IR时，不能说电压与电流成正比，也不能说电压与电阻成正比。同样将公式变形为R＝时，绝不能说电阻与电压成正比，与电流成反比。
3．公式R＝，表明：导体两端的电压与通过它的电流的比值，等于导体的电阻大小，但决定导体电阻大小的因素是导体的材料、长度、横截面积及温度，即导体与其两端的电压及通过它的电流大小无关。
【拓展延伸】
1．欧姆定律只适用于金属导电和液体导电，对于气体、半导体导电一般不适用。
2．应用欧姆定律时应注意的问题：
(1)物理量的同一性。欧姆定律是指对电路中同一导体或同一电路而言的，所以在运用欧姆定律I＝等进行计算时，必须注意同一性，即I、R、U必须是同一导体或同一段电路中的物理量在表示I、U、R时，注意脚标的一一对应。
(2)物理量的同时性。由于电路的连接方式发生改变，开关的断开或闭合，或滑动变阻器滑片的左右移动都可能使电路中的总电阻发生变化，从而可能引起电路中电流和各部分电阻两端的电压发生变化，因此，必须注意在同一时刻、同一过程中的电压、电阻与电流的相互对应，不可将前后过程的I、R、U随意混用。