科学探究：欧姆定律.ppt

,上节课我们学习了哪些内容？,1、电阻,2、电阻的影响因素,1、导体的横截面积,2、导体的长度,3、导体的材料,控制变量法,3、滑动变阻器在电路中能起到什么作用?,滑动变阻器的接法,-一上一下,电烤箱,电饭锅,电磁起重机,电解铝专用设备,人们使用电主要是利用电流的各种效应，如电流的热效应、磁效应、化学效应等。而这些效应都和电流的大小有关，那么，电流大小与哪些因素有关呢？,想一想,电流大小与哪些因素有关?,电压是形成电流的原因，我觉得导体中电流与其两端电压应该有关,电阻是导体对电流阻碍作用的大小，所以我觉得电流与导体电阻有关,1.电压是形成电流的原因,2.电阻是导体对电流的阻碍作用,有关电流、电压、电阻的关系的问题，就是我们本节课要学习的内容。,前面我们学过：,提出问题进行猜想假设,1、既然电压是产生电流的原因，那么升高电压，电流会不会也随着增大呢？2、既然电阻对电流对阻碍作用，那么增大电阻，通过导体的电流会不会减小呢？,探究过程,电流同时受电压、电阻两个因素的影响，我们该用什么研究方法呢？,1.确定研究方法：,控制变量法,具体做法：,2.再控制电压一定，看电流与电阻的关系。,1.控制电阻一定，看电流与电压的关系。,制定计划与设计实验,使用方法：,控制变量法研究三个量之间的关系，我们常用控制变量法：让一个量不变，观察另两个量的关系。,提示：1、我们有多个定值电阻器，可以控制电阻不变，观察电流和电压的变化关系。2、知道了电阻，要测量电流和电压分别可以用什么仪器来测量？3、怎样才可以方便地测得多组数据呢？,实验思路：律测量U、I、R各物理量数据，寻找规律。,探究过程,讨论,实验时要测量哪些物理量，如何设计电路图和记录数据的表格。,保持电阻不变,保持电压不变,按电路图连接电路。（注意：连接电路前先断开开关，并将滑动变阻器滑片移到最大值处,电流表和电压表要选择合适的量程和正确的接线柱）,探究过程,实验1:保持电阻R不变，研究电流与电压的关系具体操作如下：,（1）按图连好电路（2）移动滑动变阻器的滑片，改变电阻R两端的电压（3）记录每次电流表和电压表的示数,思考：这次实验中滑动变阻器的作用是什么？,改变电阻R两端的电压，以便进行多次实验,进行实验与收集数据,实验2：保持电阻R两端的电压不变，研究电流和电阻的关系具体操作如下：,（1）换用不同的定值电阻R（2）每次调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数保持不变（或:使电阻R两端的电压保持不变）（3）记录每次的电阻值和电流表的示数,思考：这次实验中滑动变阻器的作用是什么？,使电阻R两端的电压保持不变,分析比较上面的实验数据，你能得到什么结论？,导体的电阻不变时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。,实验数据记录,实验数据记录,分析比较上面的实验数据，你能得到什么结论？,导体两端的电压不变时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。,总结结论,电流与电压、电阻的关系：,一、保持电阻不变时，电流与电压成正比。,二、保持电压不变时，电流与电阻成反比。,思考与拓展：如何用图像法来描述这个规律，请同学们课后用教材14-9图描述出来。,分析与论证,在分析实验数据时，还可采用图像法。保持电阻不变时，电流随电压变化的图像。,同学们，课下可画出电压不变时，电流随电阻变化的图像。,在I/U图像中画出来,0,U/V,I/A,由图像也可以看出：在电阻不变时，电流与电压成正比,A,B,如图：试比较导体A、B的电阻大小,在电压一定时比电流，电流大的电阻小,A的电阻小于B的电阻,IA,IB,结论1:在电阻一定的情况下，导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。,结论2:在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。,欧姆定律：一段导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。,。注意：1.连接电路前先断开开关2.并将滑动变阻器滑片移到电阻最大值位置3.电流表和电压表要选择合适的量程和正确接线柱,进行实验：1.设计实验电路图及选择实验器材,请同学上台来根据电路图连接好实物图,2.根据电路图连接实物图,。注意：1.连接电路前先断开开关2.并将滑动变阻器滑片移到电阻最大值位置3.电流表和电压表要选择合适的量程和正确接线柱,进行实验与收集证据,实验时要测量的物理量和记录数据的表格。,1、保持电阻不变，调节滑动变阻器使电压分别为2V2.4V3V，记录通过电阻的电流。,表一：保持电阻不变时，研究电流随电压的变化,0.2,0.3,0.5,即：通过导体的电流与导体两端电压成正比。,分析表一数据和曲线图可知,通过刚才的实验，我们发现：导体中电流与导体两端电压有关,当电阻一定时，导体两端的电压越高通过导体的电流就越大,注意（1）这里导体中的电流和导体两端的电压是指同一段导体的同一时间段而言的；（2）不能反过来说，电阻一定时，电压跟电流成正比，这里存在一个逻辑关系，这里电压是原因，电流是结果，是因为导体两端加了电压，导体中才有了电流。,进行实验与收集证据,2、通过调节滑动变阻器保持电阻两端的电压3V不变，分别选用5,10,15三个不同电阻,实验，记录通过电阻的电流。,表二：保持电压不变时，研究电流随电阻的变化,I/A,R/,O,10,15,20,25,0.1,0.4,0.7,0.3,0.2,0.6,0.5,5,0.6,0.3,0.2,通过刚才的实验，我们发现：导体中电流与导体电阻大小有关当电压一定时，导体电阻越大通过导体的电流就越小，由曲线图可知通过导体的电流与导体的电阻成反比。,分析表二数据和曲线图可知,注意：不能说导体的电阻与通过它的电流成反比，我们知道，电阻是导体本身的一种特性，即使导体不通电流，它的电阻也不会改变，更不会因为导体中的电流的增大或减小而使它的电阻发生改变。,制定计划与设计实验,1、由于通过导体的电流与多个因素有关，因此我们应该采用_实验方法。2、如何设计电路？,控制变量法,进行实验与收集证据,表二保持_不变，研究电流随电阻的变化。,电压,表一保持_不变，研究电流随电压的变化。,电阻,制定计划与设计实验：由于电流的大小可能与电压、电阻有关，所以应采用进行研究。即：分别研究电流的大小与电压和电阻的关系。先研究电流与电压的关系，应控制不变，改变再研究电流与电阻的关系，应控制不变，改变,控制变量法,电阻,电阻两端的电压,电阻两端的电压,电阻,具体应怎么做呢？,研究对象是谁？电路图怎样设计？怎样做到改变电压、电阻？实验中应注意什么？,电路图为：,A,V,R,S,R,进行实验与收集证据,实验1:保持电阻R不变，研究电流与电压的关系具体操作如下：,（1）按图连好电路（2）移动滑动变阻器的滑片，改变电阻R两端的电压（3）记录每次电流表和电压表的示数,思考：这次实验中滑动变阻器的作用是什么？,改变电阻R两端的电压，以便进行多次实验,实验数据记录,分析比较上面的实验数据，你能得到什么结论？,导体的电阻不变时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。,在I/U图像中画出来,0,U/V,I/A,由图像也可以看出：在电阻不变时，电流与电压成正比,A,B,如图：试比较导体A、B的电阻大小,在电压一定时比电流，电流大的电阻小,A的电阻小于B的电阻,IA,IB,实验2：保持电阻R两端的电压不变，研究电流和电阻的关系具体操作如下：,（1）换用不同的定值电阻R（2）每次调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数保持不变（或:使电阻R两端的电压保持不变）（3）记录每次的电阻值和电流表的示数,思考：这次实验中滑动变阻器的作用是什么？,使电阻R两端的电压保持不变,实验数据记录,分析比较上面的实验数据，你能得到什么结论？,导体两端的电压不变时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。,结论1:在电阻一定的情况下，导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。,结论2:在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。,欧姆定律：一段导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。,为什么电压越高越危险,为什么电压越高越危险,由欧姆定律：I=U/R当R一定时：U增大，I随着增大,想一想：,为什么高压线要架在高空？,原来如此,人体的安全电压不高于36V，若人体接触到高压，通过人体的电流就会超过人体能承受的限度，造成生命危险。,为什么不能用湿手触摸电器,为什么不能用湿手触摸电器,为什么不能用湿手触摸电器,欧姆定律：I=U/R当U一定时：R越小，I越大,想一想：电吹风为什么不可在浴室中使用？,答案,1.浴室中水分多，电吹风易进水漏电，很危险！2.潮湿的皮肤比干燥时电阻要小，若有电压存在电流会很大；,欧姆（G.S.Ohm,17871854）是德国物理学家。他在物理学中的主要贡献是发现了后来以他的名字命名的欧姆定律。欧姆的研究，主要是在18171827年担任中学物理教师期间进行的。现在我们看到欧姆定律的公式那么简单，却不要忘记欧姆当时为了,信息窗,解决这一难题，付出了艰辛的劳动，当时的实验条件很差，那些测量电流的仪器和电阻值不同的导体，都要自己设计制造。他能够完成这些精细的制作和精确的实验，主要得益于强烈的好奇心、执着的探究精神。,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。,公式,I：电流U：电压R：电阻,注意：在一段电路中，只要知道了I、U、R中的任意两个量，就可以根据欧姆定律算出第三个量。欧姆定律中的I、U和R是指同一段电路中的电流、电压和电阻，决不能张冠李戴。,公式：,变形公式：,U=IR,运用公式注意：（1）公式中三个量的单位要统一（2）公式中的三个量应对应于同一段电路或同一段导体，即要有“同一性”（3）公式中的三个量还要有同时性,如何应用欧姆定律解决实际问题,例题,某电熨斗在220V电压下工作时，其电热丝的阻值为96.8。那么此时通过该熨斗电热丝的电流是多大？,分析：首先根据题意画出电路图，并在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号，以明确已知量和待求量。然后，根据欧姆定律进行求解。,如何应用欧姆定律解决实际问题,例题,某电熨斗在220V电压下工作时，其电热丝的阻值为96.8。那么此时通过该熨斗电热丝的电流是多大？,已知：U=220V，R=96.8。求：I。解：根据欧姆定律I=，代入数据可得,答：此电熨斗正常工作时的电流约2.3A。,开动脑筋想一想！,1.有人根据公式跟公式和在形式上相似，说“电阻R跟电压成正比，跟电流成反比。”你认为这种说法对吗？为什么？,答：不对。因为电阻是导体本身的一种性质，它只跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关，跟电流、电压无关。,2.试根据欧姆定律，完成下列表格。,4,15,5,某同学做“研究电流和电压、电阻的关系”的实验，实验中得到了如下的两组数据：表一：,表二：,分析表一所得到的数据可得结论：。分析表二所得到的数据可得结论:。,3、某同学做“研究电流和电压、电阻的关系”的实验，实验中得到了如下的两组数据：,表一：,1.某导体两端加上6V的电压时，通过导体的电流为0.3A,当导体中的电流为0.4A时,导体两端电压为多大?,2.某电流表的电阻约为0.1,它的量程是0-0.6A,如将这个电流表直接连接到2V的蓄电池的两极上,会产生什么后果?,3.一段导体两端加3V电压时,电流为0.5安;如果两端加的电压再增加1.5伏时,通过导体的电流和导体的电阻各多大?,1.将欧姆定律的公式I=UR变形得到：R=UI，关于此式的物理意义，下列说法正确的是()A导体的电阻与它两端的电压成正比，与通过它的电流成反比B导体中通过的电流越大，则电阻越小C加在导体两端的电压越大，则电阻越大D导体的电阻等于导体两端的电压和通过它的电流之比,D,练一练,2甲、乙两电阻之比为2：1，将它们串联在电路中时，则它们的两端电压之比为()A1：2B2：1C1：1D无法比较,B,3.某段导体两端的电压为6V时，通过的电流为06A，该导体的电阻为_；若导体两端的电压是12V时，通