九年级物理全册 第十七章 欧姆定律导学案 （新版）新人教版.doc

第十七章 欧姆定律171电流与电压和电阻的关系【学习目标】1通过实验探究，知道电流与电压和电阻的关系。2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。3会使用滑动变阻器来改变部分电路两端的电压。【重点难点】1知道电流与电压和电阻的关系。2利用控制变量法和图象法来分析实验数据并得出结论。学习内容一：探究电流与电压的关系学习指导：阅读课本p74p75文字内容与插图，将基本的实验过程作上记号。【自学检测】1电压是产生电流的原因。电压越高，电流可能越大。2电阻表示导体对电流的阻碍作用，电阻越大，电流可能越小。3在物理学的实验探究中，一般要采用控制变量法来进行。【合作探究】教师巡视辅导。1请同学们猜想：电阻一定时，电流与电压之间存在着什么样的关系？答：电阻一定时，电流会随电压的增大而增大，减小而减小，(只要针对本问题的请给予鼓励)2讨论：这个实验涉及到哪些量？为保证实验结论是正确的，应该控制什么量不变，改变哪些量？答：在这个实验中，涉及到电阻、电压、电流三个量。在这个实验中，应该保持电阻一定，改变电阻两端的电压，看对应的电流如何改变。3怎样测量流过导体的电流和导体两端的电压？答：将电流表与被测电阻串联来测量流过被测电阻的电流；将电压表与被测电阻并联来测量被测电阻两端的电压。4想一想：有哪些方法可以改变被测电阻两端的电压？哪种方法更便于测量？答：增加串联的干电池的数目；使用电压可调的学生电源；在电路中串联一个滑动变阻器等。在本实验中我们将一个滑动变阻器串联在电路中，来改变被测电阻两端的电压。5动手做一做：设计好实验电路图，并画下来，根据电路图连接好实物。(注意：开关要断开，要正确选择电表的量程和正负接线柱，滑动变阻器的滑片要置于阻值最大处等。)(将电路图展示在ppt上)6闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，改变定值电阻两端的电压，测量并记录对应的电流值与电压值，完成下面的表格。(请在ppt上展示此表格)电压u/v电流i/a7.利用表格中的数据，完成p75图17.11的图象，并分析归纳，看看能得到什么结论。答：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。【展示交流】教师掌握情况。【精讲点拨】1在本实验中，定值电阻能否换成小灯泡？答：不能，因为小灯泡灯丝的电阻会随温度的改变而改变，造成实验过程有两个变量，得到的结论是不对的。2讨论滑动变阻器在本实验中的作用：1.保护电路；2.改变定值电阻两端的电压，以便进行多次实验。3在此实验时，我们虽然多次改变了定值电阻两端的电压，进行了多次实验，但这些实验只是对这一个定值电阻来做的。为保证实验的结论具有普遍意义，应该换用不同规格的定值电阻，重复上述过程，记录并分析实验数据，看能否得到一样的结论。【即时练习】完成p76p77第1题。注意：在对实验数据进行分析的时候，有的数据明显是由于读数粗心或测量时操作错误造成的，对于这些错误的数据，在进行分析的时候要剔除。学习内容二：探究电流与电阻的关系学习指导：阅读课本p76文字内容与插图，将实验过程用红笔作上记号。【自学检测】1在实验中，电流表与电压表的量程要适合，不能过大或过小，过大，会造成测量的结果不精确；过小，无法测量，甚至损坏电表。【合作探究】教师巡视辅导。1写出你的猜想。答：在电压一定时，导体中的电流会随导体的电阻的增大而减小。2在本实验中，应该控制什么量不变，改变什么量？答：控制定值电阻两端的电压一定，改变定值电阻的阻值。3讨论：怎样实现这些改变？应该怎么操作？答：在电路中串联一个滑动变阻器，先将滑片移到某一适当的位置，记录下对应的电流值与电压值，再换用不同阻值的定值电阻，移动滑片，直到定值电阻两端的电压与第一次相等为止，再记录下对应的电流值与电压值。4动手做一做：画出实验电路图，正确连接好实物，闭合开关，记录下对应的数据，完成下列表格：(在ppt上展示电路图与表格)电阻r/电流i/a5.分析表格中的数据，能得到什么结论？答：在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。6为了保证实验的结果具有普遍意义，我们还应该怎么做？答：换用不同的定值电阻，再进行多次实验。【展示交流】教师掌握情况。【精讲点拨】1想一想：在本实验中，滑动变阻器的作用与第一次实验有何不同？答：在本实验中，滑动变阻器的作用是：1.保护电路；2.保持定值电阻两端的电压一定。2在叙述结论时，只能说“在电阻(或电压)一定时，电流跟电压(或电阻)成正(成反)比。”不能反过来叙述，“在电阻(或电压)一定时”不能缺少否则结论不严密。【即时练习】1完成p76“想想议议”2完成p77第2题。【当堂练习】见训练案基础部分172欧姆定律【学习目标】理解欧姆定律，能运用欧姆定律进行简单的计算。【重点难点】理解欧姆定律并能进行简单的计算。学习内容一：欧姆定律学习指导：阅读课本p78p79文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】1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，这就是欧姆定律。2欧姆定律的定义式：iu/r。3在国际单位制中，u的单位是v，r的单位是，电流的单位是a。【合作探究】教师巡视辅导。1请写出欧姆定律的另外二个推导式。答：uir，ru/i2完成例题1：一辆汽车的车灯接在12 v电源两端，灯丝电阻为30 ，求通过灯丝的电流？分析：已知u12 v，r30 ，则应该运用公式iu/r来计算。学生独立完成计算。3完成例题2：如图17.21所示，闭合开关后，电压表的示数为6 v，电流表的示数为0.3 a，求电阻r的阻值。分析：已知u6 v，i0.3 a求电阻r，则应该运用公式ru/i来计算学生独立完成计算。4能用上述方法来测量导体的电阻吗？答：根据公式 ru/i可以知道，如果知道了导体两端的电压和流过导体的电流，就可以利用这个公式来计算出导体的电阻。5阅读p79科学世界，了解气敏电阻的工作原理。尝试画出电路图。答：6由i变形得到r，某同学认为：“导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比”这句话对吗？答：不对，导体电阻是导体本身一种性质，与电压、电流无关，但电阻的大小等于它两端电压和流过的电流的比值。【展示交流】教师掌握情况。【精讲点拨】1在运用欧姆定律来进行计算的时候，所有的单位都要先换算成国际单位。2欧姆定律公式中的i、u、r是针对同一段导体，同一时刻而言的。在计算的时候要一一对应。如果一个题目中有多个u、i、r，应用不同的下标加以区别，同一电阻的u、i、r要用相同的下标。【即时练习】某定值电阻两端是2.5 v，此时流过的电流是300 ma，此时电阻的阻值是多少？当电阻两端的电压为0时，它的电阻阻值是多少？【当堂练习】见训练案基础部分173电阻的测量【学习目标】1知道用电流表和电压表测电阻的原理。2会同时使用电流表和电压表测量导体的电阻。3了解灯泡灯丝电阻的特性。【重点难点】1会使用电流表和电压表测量导体的电阻。学习内容一：电阻的测量学习指导：阅读课本p80文字内容与插图，将基本的实验过程用红笔作上记号。【自学检测】1用电压表测出一段导体两端的电压是7.2 v，用电流表测出通过这段导体的电流是0.4 a，这段导体的电阻是多少？解：由r得r18 。2使用电流表和电压表来测量电阻阻值的方法叫伏安法。所以伏安法测电阻的原理是ru/i。3在测量的过程中，为了减少误差，我们应该采用多次测量取平均值的方法 。【合作探究】教师巡视辅导。1阅读p80图17.31，我们在用伏安法测电阻的时候，需要哪些器材？这些器材应该怎么连接？为了让测量的值更接近于真实值，应该怎么做？2以小组为单位设计出用“伏安法”测电阻的电路图，比较一下这些设计方法的优劣，画出本组的电路图。(在ppt上展示右图)3动手做一做：对照电路图，选择好正确的量程，连接好实物，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，测量并记录对应的电流与电压值。并根据欧姆定律计算出对应的阻值，完成下面的表格。12345电流i/a电压u/v电阻r/4.想一想：在本实验中滑动变阻器起什么作用？答：(1)保护电路；(2)改变定值电阻两端的电压和电路中的电流，以便进行多次测量。5如果将上面的实验中的定值电阻换成小灯泡，用同样的方法多测量几次，分别计算出小灯泡的电阻，有什么变化规律？答：小灯泡的阻值是变化的。变化规律是通过的电流越大，灯丝的阻值越大。6我们在测量小灯泡的电阻的时候能否采用多次测量取平均值的方法？答：不能，因为灯丝的电阻受温度的影响不是一个定值，采用多次测量取平均值的方法没有意义。【展示交流】教师掌握情况。【精讲点拨】1在本实验中，手和眼的分工不同：手移动滑片，眼看电流表和电压表的示数。2为了保护电路，滑片先置于阻值最大处，在移动滑片的过程中，要让电路中的电流从最小到逐渐变大。【即时练习】完成p81p82第1、2、3、4题。【当堂练习】见训练案基础部分专题三巧测电阻【学习目标】利用一只电表和阻值已知的定值电阻测定值电阻的阻值。【重点难点】熟练掌握利用特殊方法测定值电阻的阻值。学习内容一：利用伏阻法、安阻法、等效替代法等多种方法测定值电阻的阻值。【自学检测】1要测量定值电阻的阻值，就需要测量出它两端的电压和流过它的电流，然后利用公式ru/i计算出被测电阻的阻值。2为了使测量结果更准确，我们一般采用多次测量取平均值的方法来测量定值电阻的阻值。【合作探究】教师巡视辅导。(请在ppt依次展示下列电路图)方法一：伏阻法示例一：现有一只量程合适的电压表、一个已知阻值的定值电阻r0、电源(电压已知)、一个开关、导线若干，请利用这些器材测出未知电阻rx的阻值。分析：1要测量出未知电阻rx的阻值，需要测量出哪些量？答：需要测出它两端的电压和流过它的电流。2针对本题所给的器材，哪个量是可以直接测量的？答：有电压表，所以电压是可以直接测量的。3怎么才能测量出流过rx的电流？答：在串联电路中，流过各用电器的电流是相等的，因此，可以将ro与未知电阻rx串联，测出ro两端的电压uo，利用公式iu/r计算出电路中的电流，再将电压表接在rx两端，测出电压ux，利用公式ru/i计算出rx的电阻。4设计出你的电路(如图1)，并推导出rx的阻值表达式。 电阻表达式：rxr0。讨论：利用这种方法来测定值电阻的阻值，有哪些缺点？答：不能多次测量求平均值。要反复拆装电压表等。思考一：如果不想反复拆装电压表，则需要增加哪些器材？(以小组为单位讨论并画出对应的电路图如图2)，说一说具体的做法并写出对应的电阻表达式)增加的器材：再加一个开关具体做法：先闭合s1，读出电压表的示数为u1，再闭合s2，读出这时电压表的示数为u2。电阻表达式：rxr0。思考二：如果只用一只电压表，并且要求只能连接一次电路，则应该改变哪些器材？(请以小组单位讨论，并画出对应的电路如图3，说说你的做法，并写出对应的表达式。)增加的器材：用滑动变阻器代替定值电阻具体的作法：先把滑动变阻器的滑片p调至b端，闭合开关，记下电压表示数u1；把滑动变阻器的滑片p调至a端，记下电压表示数u2。电阻表达式：rxrab。方法二：安阻法示例二：现有一只电流表(量程合适)、电源(电压已知)、一个开关、若干导线、一个阻值已知的定值电阻r0、一个待测电阻rx，利用这些器材，设计一个电路测量未知电阻rx的阻值。1在本题中，哪个量是可以直接测量的？哪个量要间接测量？电路应该怎样连接？答：因为有电流表，所以电流可以直接测量；缺少电压表，所以只能间接测量rx两端的电压。由于在并联电路中各支路两端电压才相等，所以应将r0和rx并联起来。2画出你的电路图，并写出电阻表达式。电阻表达式：rxr0。注意：同“伏阻法”测电阻一样，这种方法缺点也是不能多次测量取平均值，电流表要反复折装。3为了不反复折装电流表，应该在此实验的基础上加哪些器材，电路应该怎么连接？以小组为单位讨论，画出电路图，说说具体的做法并推导出电阻表达式。增加的器材：一个开关具体做法：先闭合开关s1，读出电流表的示数为i1，再断开s1闭合s2，读出这时电流表的示数为i2。电阻表达式：rxr0。4如果只用一只电流表，并且要求只能连接一次电路，在此实验的基础上，要更新哪些器材？讨论后画出对应的电路图，说说你的做法，写出电阻表达式。增加的器材：滑动变阻器具体的作法：把滑动变阻器的滑片p调至a端，读出电流表的示数为ia，再把滑动变阻器的滑片p调至b端，读出这时电流表的示数为ib。根据测得的电流值ia、ib和滑动变阻器的最大阻值r0。同样可计算出rx的值。电阻表达式：rxr0。方法三：等效替代法示例三：现有一只电流表(量程合适)、一个单刀双掷开关、电阻箱(电阻箱的电阻可调并可以直接读出来)、电源、导线若干，利用这些器材设计一个电路，测量未知电阻rx的阻值。(以小组为单位，讨论并设计电路，说说具体做法，并写出电阻表达式)。具体做法：如图7所示，连好电路，先将开关s拨到a，读出电流表的示数为i，再将s拨到b，调节电阻箱r0的电阻，使电流表示数仍为i0。电阻表达式：rxr0。讨论：若将上题中的电流表换成电压表，利用这些器材能否测量出rx的阻值？若不能，应该添加哪些器材？以小组为单位讨论，画出对应的电路图，说一说具体的做法，写出电阻表达式。需要添加的器材：滑动变阻器。具体做法：如图8所示，连好电路，先合上开关s1，把单刀双掷开关s2打到1，调节滑动变阻器的滑片，使电压表有一合适的示数u0。再把单刀双掷开关s2打到2，调节电阻箱的阻值，使电压表的示数仍为u0，则此时电阻箱的示数即为待测电阻rx的阻值。电阻表达式：rxr0。【展示交流】教师掌握情况。【精讲点拨】1特殊方法测电阻只有二种方法：第一：利用欧姆定律，直接或间接测量出待测电阻两端的电压和流过的电流，然后利用公式ru/i计算出电阻；第二，利用等效替代法来测量。2等效法虽然也有一块电压表或一块电流表，但在电路中的作用不是为了测量出电压或电流，而是起到标志作用。【即时练习】完成p85第4、5题。174欧姆定律在串、并联电路中的应用【学习目标】1. 理解欧姆定律，能运用欧姆定律进行简单的计算；2. 能根据欧姆定律以及电路的特点，得出串、并联电路中电阻的关系。【重点难点】1会利用欧姆定律来计算简单的串、并联电路中的电压、电流或电阻。2会熟练运用串、并联电路中的电阻、电压、电流的关系进行计算。学习内容一：欧姆定律的应用学习指导：阅读课本p83p84文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】1串联电路中的电流关系是：ii1i2，电压关系是u总u1u2。2并联电路中的电流关系是：i总i1i2，电压关系是u总u1u2。【合作探究】教师巡视辅导。1学习p83的例题1分析：这是一个什么电路？在此电路中，电流、电压之间存在什么样的关系？问题1要求什么？要求出这个问题需要知道哪些已知条件？答：这是一个串联电路，要求流过r1的电流。总电压等于各部分电压之和。只要求出电路中的总电流就知道了r1的电流。2推导：在串联电路中 u总u1u2 而u1ir1，u2ir2 所以可以得到 u总ir1ir2i(r1r2)，则电路中的总电流i总 u总/(r1r2)。3代入数值 ，求出问题i，用同样的方法求出问题2的电流。4通过计算这道题，我们能发现在串联电路中，电路的总电阻与分电阻有什么样的关系？试推导。答：r总r1r25想一想：为什么在串联电路中，总电阻比任何一个分电阻的阻值都要大？答：把几个电阻串起来相当于电阻变长了，而在材料，横截面积一定时，导体越长，电阻越大。所以串联电路中的总电阻比任何一个分电阻的阻值都要大。6学习p84的例题2分析：这是一个什么电路？在此电路中，电流、电压之间存在什么样的关系？问题1要求什么？要求出这个问题需要知道哪些条件？答：这是一个并联电路，各支路电压等于电源电压，总电流等于各支路电流之和。要求通过r1的电流和电路的总电流i。要求r1中的电流就要知道r1两端的电压和r1的阻值，然后利用iu/r1来求解。 因为并联电路的总电流与各支路的电流关系是i总i1i2，所以直接利用这个公式可以求出电路中的总电流。7代入数值，求出问题1，用同样的方法求出问题2。【展示交流】请几位同学将计算过程写在黑板上，看一看，在计算的时候存在哪些问题。【精讲点拨】1由上面的二个例题可以知道：串联电路有分压作用，而并联电路有分流作用。2推导出并联电路中总电阻与各个分电阻之间的关系。答：由并联电路特点可知 i总i1i2，u总u1u2；又 i总u总/r总 i1u1/r1，i2u2/r2；所以u总/r总u1/r1 u2/r2化简可得1/r总1/ r11/ r2由此可知，并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。在并联电路中，电阻并联相当于把电阻变粗了，总电阻比任何一个分电阻的阻值都要小。【即时练习】完成p85第1、2、3题。【当堂练习】见训练案基础部分专题四动态电路问题探究【学习目标】熟练掌握常见的动态电路的分析，计算。【重点难点】电路的定性分析和定量计算。学习内容一：1滑动变阻器的滑片p的位置的变化引起电路中电表示数的变化。2串、并联电路中开关的断开或闭合引起电路电表示数的变化。3半导体材料(敏感电阻)引起电路电表示数的变化。【自学检测】1串联电路是分压电路，在串联电路中，导体的电阻越大，它两端的电压越大；并联电路是分流电路，在并联电路中，导体的电阻越大，通过它的电流越小。2在串联电路中，当只有其中一个电阻的阻值变大时，电路的总电阻将变大，总电流将变小；在并联电路中，当只有其中一个电阻的阻值变大时，它的总电阻将变大，总电流将变小。3由公式iu/r可知，当电压一定时，电阻越大，通过它的电流就越小；由公式uir可知，通过电阻的电流越大，它两端的电压也越大。4在看电路图的时候，应该采用何种方式来弄清电路的连接情况？答：将电流表看成导线，电压表看成断开的，先弄清电路是串联还是并联的；在串联电路中，所有的电流表的数值都是一样的；在并联电路中，电流表串联在哪一条支路就测这条支路的电流，或者，有哪些用电器的电流流过这个电流表，那么这个电流表就测这些用电器的总电流；电流表如果接在干路上，则测电路中所有用电器的总电流。 在串联电路中，电压表并在哪个用电器的两端，就测这个用电器的电压，如果并在几个用电器的两端就测这些用电器的总电压；在纯并联电路中，电压表总是测电源电压。【合作探究】教师巡视辅导。(请在ppt上依次展示下列电路图)1观察图1，想一想：在滑动变阻器的滑片从左向右滑动的过程中，电流表与电压表的示数会怎样变化？答：因为这是一个串联电路，在滑片从左到右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路中的总电阻变小，而电源电压不变，所以电流会变大。r1的阻值不变，流过它的电流变大，所以电压表的示数也会变大。2如图2电路中，电源电压不变。当滑片p向右移动时，电流表a1、a2和电压表v的读数将如何变化？答：这是一个并联电路，a1测r1所在支路电流，a2测干路电流。因为纯并联电路只有一个电压值，所以，电压表读数保持不变。当滑片p向右移动时，r2电阻增大，流过r2的电流变小，所以总电流将变小，a2读数变小。又因为并联电路各支路的电流互不影响，a1和r1在另一支路，所以，a1读数不变。3在如图3所示的电路中，电源电压不变。先开关s断开，后开关s闭合，则电流表和电压表的示数将发生怎样的变化？答：s闭合前，r1、r2串联，电压表测r1两端电压，s闭合后，r2被短路，电压表测电源电压，所以电压表示数变大。此时电路中的总电阻变小，所以电流表的示数也会变大。4在图4中，当开关s断开时，电流表和电压表的示数怎样改变。答：这是一个并联电路，s无论是闭合还是断开，电压表都测电源电压，所以示数不变，s断开后，电流表所在的支路断路，无电流流过，所以示数变小。【展示交流】教师掌握情况。【精讲点拨】在滑动变阻器滑片移动时和开关通断前后，要先弄清电路的连接方式，再根据串并联电路的电流、电压、电阻之间的关系和欧姆定律来分析电路中各个数值的改变。【即时练习】1如图5所示电路中，电源电压不变。当滑片向左移动时，电流表a和电压表v的读数将如何变化？答：电压表v读数不变，电流表 a读数变大。2. 如图6所示电路中，电源电压不变。当滑片向左移动时，电流表a和电压表v的读数将如何变化？答：电压表v读数变小，电流表a读数不变。3. 在如图7所示的电路中，电源电压不变。当开关s断开时，电阻r1与r2是串联连接的。开关s闭合时，电压表的示数将变大。4. 在图8所示电路中，电源电压不变。灯泡l1和灯泡l2是并联连接的。当开关s断开时，电压表的示数将变小；电流表a1的示数将变小。学习内容二：动态电路的计算学习指导：回顾欧姆定律的公式以及其变形式。【自学检测】1欧姆定律的公式：iu/r ，uir，ru/i。2串、并联电路中的电流、电阻、电压之间的关系：串联电路中的电流关系是：ii1i2，电压关系是u总u1u2，电阻之间的关系r总r1r2。并联电路中的电流关系是：i总i1i2，电压关系是u总u1u2，电阻之间的关系1/r总1/_r11/_r2。【合作探究】教师巡视辅导。示例一：如图9所示电路中，滑动变阻器的阻值变化范围是020欧，电源电压为4.5伏。当电流表的示数是0.5 a时，电压表的示数是2 v。已知电流表的量程是00.6 a，电压表的量程是03 v。为了不损坏两个电表，求滑动变阻器可连入电路的阻值范围。分析：1怎样求出ro?答：rou0/i02 v/0.5 a4 2电路中所允许通过的最大电流值怎样确定？电路中电流值最大是什么时候？答：电路中所允许通过的最大电流值取决于电流表电压表的量程最大值，当i0.6 a，r0两端电压urir00.6 a4 2.4 v3 v，所以电路中允许通过的最大电流是0.6 a，此时电路中的总电阻是最小值，即滑动变阻器接入电路中的阻值最小。则r总u/i最大4.5 v/0.6 a7.5 。3这是一个什么电路？总电阻与分电阻有什么样的关系？答：这是一个串联电路，r总rpr0，则滑动变阻器的最小值为rpr总ro7.5