《欧姆定律》教案

《欧姆定律》教案教学目标教学目标：知识目标：知道欧姆定律，会用欧姆定律进行计算。能力目标：通过欧姆定律的运用，加深对电流与电压、电阻关系的认识，掌握运用欧姆定律解决问题的方法。情感目标：通过欧姆定律的运用，梳理科学知识在实际中的价值意识，培养对科学的情感。教学重点：欧姆定律教学难点：欧姆定律的应用教学过程时间教学环节主要师生活动2分30秒2分钟16分钟2分钟引入欧姆定律欧姆定律的应用结尾＋作业【点PPT】上节课，我们通过探究实验得到了两个关于电流的结论，让我们来一起复习一下：【讲解】首先，我们通过实验分析得到了这样的结论，当导体的电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。【点PPT】通过数据分析，我们可以写出这样的表达式，而其中的系数，也就是电流I和电压U的比值，恰好和1/R大小相等。【点PPT】进一步通过图像分析，【提问】我们是不是就可以写出这样的等式呢？【学生回答】当然可以，k就代表了那个比值，恰好和1/R的大小相等，是个常数。【提问】但有些同学会问了，这个常数不是和1/R的大小相等吗？那我们是不是可以把表达式进一步写成I=U/R呢？【教师回答】这需要我们来看一看，另外一条结论是不是也符合这样的规律？【点PPT，讲解】上节课我们得到的另外一条实验结论是：当导体两端的电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。【点PPT】同样，通过数据分析，我们可以写出这样的表达式，而其中的系数，也就是电流I和电阻R的乘积，恰好和电压U的大小相等。【点PPT】进一步通过图像分析，我们就可以得出这样的表达式，k’就代表了那个乘积，恰好和R两端的电压U相等，也是个常数。【点PPT，学生可分析回答】让我们综合一下这两个结论，你是不是就可以发现，原来I=U/R，这就是我们今天所要学习的欧姆定律。【讲解】而这个结论，是科学家欧姆历经10年研究，于1826年4月提出来了，为了纪念他对电学发展的贡献，后人才把这个本应称为电流定律的结论称为欧姆定律。那欧姆是一个什么样的人呢？【播放视频】让我们一起通过短片来认识一下吧（1min）。【点PPT，讲解】看过短片，我相信大家都对欧姆有了一定的了解，认为他是一个非常了不起的科学家，如果同学们感兴趣，可以课下查阅相关资料，来了解一下欧姆的一生，也感受一下欧姆定律被质疑，最后又被肯定的完整历程。【提问】那究竟什么是欧姆定律呢？【回答】它告诉我们：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。根据欧姆定律的内容，我们可以写出他的数学表达式，即I=U/R。其中，U代表电压单位福特，R代表电阻单位欧姆，I代表电流单位安培。【点PPT，讲解】欧姆定律真的是电学中的一个核心定律。只要我们已知电压和电阻，就能轻松求出对应的电流，那请同学们应用欧姆定律帮老师解决这样一个实际应用的问题吧，一辆汽车的车灯，接在12V的电源两端，灯丝电阻为30Ω，通过灯丝的电流有多大。【提问】看一看题目中告诉我们什么条件了呢？【回答】我们知道了电压和电阻的数据，这样，利用欧姆定律就可以计算出通过灯丝的电流。这是一道比较简单的计算题，通过这道题，老师还要和大家说说电学计算题的解题规范都有哪些，为同学们今后的学习做好准备。【点PPT】首先，我们需要先根据题意画出等效电路图，怎么画呢？我们可以先画出题目对应的电路图，而其中的电源和开关虽然是电路中的一部分，但对我们分析问题帮助不大，因此，我们可以将其省略，只画出用电器所在的这一部分电路，然后标出已知量电压和电阻，最后标出待求量电流，这就是这道题的等效电路图，怎么样，三个物理量的关系是不是很简洁清晰，他可以帮助我们把复杂的文字转化为简单的图形。【点PPT】好啦，我们来一起看看具体怎么计算吧，根据公式I=U/R，我们需要代入数据进行计算，从刚刚画好的等效电路图中，我们可以知道，U=12V，R=30Ω，计算得到电流的大小为0.4A。【提问】在这个过程中的规范又是什么呢？【回答】首先，一定要有表达式，然后是代入数据，需要有单位，然后是计算得到结果，结果也是要带有单位的，大家千万不要忘记。怎么样？咱们做的一样吗？我相信你们都没问题。【点PPT】在第十六章，我们学习过电压表的使用，使用前，我们可以预判断一下电压表需要接入的量程，那请你帮我判断一下下面这个问题吧。一个导体的电阻是6Ω，通过它的电流是0.4A，若要测量此时导体两端的电压，应选用电压表的哪个档位呢？【讲解】我们知道了电阻和电流的数据，求导体两端的电压。请大家先画出等效电路图，并完成相应的计算。【学生完成本题计算，讲解】通过读题，我们可以画出这样的电路图，而其中电压表所测电路两端电压，我们可以用电压U来表示，从而省去电压表，这就是这道题的等效电路图。根据I=U/R得到导出公式U=IR，代入计算，得到电阻R两端的电压，即电压表的示数，为2.4V，小于3V，那么我们就可以放心使用电压表的3V量程啦。【点PPT】电压表可以帮我们测量电源电压，而有一种电源比较有意思，那就是水果电池。如图所示是小辉自制的一个柠檬电池．当他把一只小电阻接入电路中时，测得通过电阻的电流为0.2A，电阻两端的电压为0.6V，小辉由此可计算出接入的电阻为多少欧姆？【提问】看看我们都知道什么？【回答】我们知道了电流和电压的数据，要计算小电阻的阻值大小。同样，请同学们按步骤要求完成此题。【学生完成本题计算，讲解】首先，根据题意画我们可以出这样的电路图，其中电流表所测电路中的电流，我们可以用I表示，从而省去电流表。这就是这道题的等效电路图，根据I=U/R得到导出公式R=U/I，并代入计算，我们就可以轻松得到小电阻的电阻值为3Ω。【讲解】这只是欧姆定律在简单电路里的应用，但如果电路变的复杂了，我们又应当如何应用欧姆定律来解决相应的问题呢？让我们一起接着看。【点PPT】上节课我们探究了电流与电压的关系，实验中，有一同学误把电压表接在了滑动变阻器两端，发现电压表的示数为1.5V，已知定值电阻R的大小为5Ω，电路两端电压为4.5V，请你帮助这名同学判断一下此时流经定值电阻R的电流为多少安培？【提问】看我们都知道些什么呢？【回答】我们知道了电压，电阻，电路两端电压，求流经R的电流。请同学们按步骤要求完成此题。【学生完成本题计算，讲解】根据题意我们可以画出这样的电路图，当电路状态一定时，滑动变阻器的阻值不再改变，这时我们可以用定值电阻来表示，其中，滑动变阻器两端的电压为UP，电路两端电压为U，求流经R的电流I。这时我们需要注意，在求流经R的电流时，我们需要针对R这段电路来进行求解，所以我们还需要知道R两端的电压UR。这时，我们可以根据串联电路的特点得到R两端的电压为3V，再根据欧姆定律求解，得到流经R的电流为0.6A。【讲解】当电路中的用电器不止一个时，我们需要注意，欧姆定律中的三个物理量必须对应同一个用电器或同一段电路。我们可以称之为“同一性”。题目中给出的两个电压值都不是定值电阻R两端的电压，所以想通过定值电阻R计算电流，就必须找到与R相对应的电压UR，否则就会犯错误，怎么样？你掌握这条性质了吗？【点PPT】再让我们思考下面这样一个问题。小刚想了解一下铅笔芯电阻的大小，于是在一支铅笔芯两端加了3V电压，测通过铅笔芯的电流是0.15A，若加在这支铅笔芯两端的电压增加到6V时，通过它的电流又是多少A？【提问】我们一起来看看都已知哪些物理量，【回答】我们知道了电压，电流，和变化后的电压，【提问】求什么呢？【回答】求电流，这里我们需要注意，电路的状态已经发生了改变，我们需要针对同一段电路的同一状态进行计算。【提问】那已知量够吗？有些同学会发现没有电阻呀，那从什么地方可以知道电阻的大小呢？【回答】我们可以通过第一个电路状态来计算得到电阻，既然思路清晰了，那就让我们来具体做一做吧。【学生完成本题计算，讲解】首先要做什么呢？对，仍然是根据题意画出等效电路图，有几个呢？两个，铅笔芯两端电压变化前后各是一个电路状态，我们需要分别把他们画出来。一个图代表一个电路状态。我们需要在同一个电路状态下来求解R的大小，通过等效电路图，我们可以发现，U1I1都是第一个电路状态下电阻R的两端的电压和流经R电流值，由此可知，R=U1/I1带入计算，得到R的大小为20欧姆。再来看第二个等效电路图，有些同学可能会觉得图中的电阻好像不知道，但我相信聪明的你已经有了自己的想法，我们知道，电阻是导体本身的一种性质，不随电压变化而变化，所以两图中的电阻应该是一样的，这样我们就可以通过I2=U2/R得到此时流经电阻R的电流大小了。最终通过计算得到电流大小为0.3A。【讲解】这里需要注意的是，欧姆定律中的三个物理量必须对应同一个电路状态。我们可以称之为“同时性”。【点PPT】这只是方法一，针对这个问题，有些同学还会有一些不同的想法，认为可以不用计算出电阻的数值，这又是怎么做到的呢？我们一起来看看吧。【点PPT】原来这是同一个导体，电阻R不变，在两个不同的电路状态下，我们可以分别得到U1/I1=R，U2/I2=R，于是，我们就可以根据R不变列出这样一个等式，并进一步可以写成这样的比例式，再将比例式进行变形，我们就可以带入数据轻松得到第二个状态下通过R的电流了，是0.3A。【提问】这种方法眼熟吗？【回答】对，它就是上节课第一个探究的结论——电阻一定时，通过电阻的电流跟它两端的电压成正比。而这种方法也叫做比例法，和上一种方法相比，计算是不是简单了很多，这种比例计算在之后的学习中会应用的越来越多，也希望同学们能够熟练掌握。【讲解】通过上面两个问题，我们可以总结发现，欧姆定律的使用需要在同一段电路中的同一状态下进行，它反映的是同一电路中、同一状态下I、U、R之间的关系。【讲解】另外还有一点需要同学们理解的就是关于欧姆定律数学表达式的两个变形，我相信同学们很轻松的就能够得到，【提问】你能告诉我是哪两个吗？【回答】哦，原来是U=IR和R=U/I，看你和我写的一样吗？【提问，点PPT】根据这两个变形式，请同学们思考一下下面这两个问题，思考一：变形公式U=IR能否表明电阻一定时电压与电流成正比呢？【回答，分析】我相信经过前面的学习，你已经有了答案，不可以。但为什么呢？原来电压是产生电流的原因，所以根据他们之间的因果关系，我们只能说电阻一定时电流与电压成正比。【提问，点PPT】那问题又来了，变形公式R=U/I能否表明导体的电阻与电压成正比，与电流成反比呢？【回答，讲解】我们都知道，导体电阻的大小由导体电阻的长度、材料、横截面积决定，那换句话说，电阻的大小就与它两端的电压和流经它的电流无关了，我们只能通过R=U/I这个公式来计算电阻的大小。【点PPT】让我们一起来看这样一道选择题，请同学们认真读题，看看你是否能够得到正确选项。题目告诉我们，根据欧姆定律公式I=U/R，变形得到R=U/I。让你判断下列说法中正确的是哪个？【讲解】A选项是这样说的，导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比，对变形公式R=U/I，貌似R和U成正比，但他说的对吗？我们知道是不对的，我们刚刚分析过了，导体的电阻由导体电阻的长度、材料、横截面积决定，导体的电阻跟加在他两端的电压无关，所以加在导体两端的电压变化，导体的电阻会变吗？不会。我们不要受他的干扰。A选项错误。B选项，导体电阻的大小跟导体中的电流成反比，这也是从变形公式中直接得结论，错误的原因和A选项一样，所以B选项也是不对的。C选项，当导体两端电压为零时，导体电阻也为零，那么如果有一段导体，他两端不加电压的话，它的电阻还依然存在吗？当然存在。例如我们在实验中使用的10Ω的定值电阻，接在电路中时，它的阻值是10Ω，不使用时，它的阻值仍然是10Ω。所以，C选项也错，那让我们一起来看一下D选项，导体电阻的大小不由导体两端的电压和通过导体的电流决定，这很明显是对的，导体的电阻由导体电阻的长度，材料，横截面积决定。正确答案D。你做对了吗？【点PPT】同学们，本节课我们要学习的内容就这些。下面，老师就本节课的内容小结一下。这节课我们学习了欧姆定律，知道了它的内容和表达式，及变形式，并学会应用它解决一些实际问题，在应用中，我们要根据需要画出等效电路图，并标出已知量和待求量，还需要注意欧姆定律在应用中的“同一性”和“同时性”。【点PPT】今天的作业请同学们完成基础性作业：“学生资源”中的课后练习。拓展性作业：阅读学习任务单中推荐的学习资源：①欧姆和欧姆定律的建立；②酒精浓度检测仪。今天，我们就学习到这里，同学们，再见。知能演练提升能力提升1.对人体来说,一般情况下不高于36V的电压是安全的,通过人体的电流接近30mA时就会有生命危险。根据以上数据,请估算人体电阻最接近于()A.1×102Ω B.1×103ΩC.1×104Ω D.1×105Ω2.右图是握力计的原理图。其中弹簧上端和滑动变阻器的滑片P固定在一起,AB是可以自由拉伸的导线,R0是保护电阻,电流表的示数可以显示握力的大小。闭合开关,当握力F增加时,电流表的示数将()A.变小 B.变大C.不变 D.无法确定3.滑动变阻器的阻值变化范围为0~50Ω,当它与100Ω的定值电阻串联接到某一电源两端时,电路中电流的变化范围是0.2~0.3A,那么电源电压是()A.15V B.20V C.30V D.10V4.将两个定值电阻R1“4Ω1A”和R2“1Ω2A”并联起来使用,为使电阻不被烧坏,干路中最大电流应不超过()A.2.5A B.1.5A C.3A D.2A5.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当变阻器滑片P向右移动时,电表示数变大的是()6.甲、乙两地相距40km,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,已知输电线每千米的电阻为0.2Ω。现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,检修员在甲地利用电压表、电流表和电源接成电路进行测量,如图所示,当电压表的示数为3.0V时,电流表的示数为0.5A,则短路位置离甲地的距离为()A.10km B.15km C.30km D.40km7.已知两个电阻R1=20Ω,R2=40Ω,把它们串联在电路中,R1两端电压为4V,那么R2两端的电压为V。

8.小娟在探究电阻上的电流跟两端电压的关系时,将记录整理的实验数据绘制成U-I关系图像如图所示。由图可得甲的电阻为Ω,这两个电阻并联后接在9V电源上,干路中的电流为A。

9.如图甲所示,电路中当开关S从接点2转换到接点1时,电流表、电压表对应示数如图乙所示。(1)由图甲、图乙中信息可知,电源电压U=,电阻R1=。

(2)求R2的阻值。10.如图所示,电源两端电压U为9V并保持不变,电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关S后,电流表A的示数I为1.2A。求:(1)电流表A1的示数I1;(2)电阻R2的阻值。探究创新11.如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P从最右端向中点移动时,下列说法正确的是()A.V1和V2的示数不变,A的示数变小B.V1的示数不变,V2的示数变小,A的示数变大C.V2的示数与A的示数之比不变D.V1的示数与A的示数之比不变★12.如图所示,电路中的电源电压保持不变。在图甲中,闭合开关S,电压表示数为4V,电流表示数为0.4A;图乙中,闭合开关S,电压表示数为6V。求:(1)R1、R2的阻值;(2)乙图中电流表的示数。知能演练·提升1.BI=30mA=0.03A,由欧姆定律可知,R=UI=36V0.03A=12002.B由题图可知,闭合开关,当握力F增加时,滑片P向下运动,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电路中的总电阻减小,根据I=UR可知,3.C当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路总电阻最小,此时电路电流最大为0.3A,电源电压为U=IR=0.3A×100Ω=30V。4.A定值电阻R1允许加的最大电压为U1=I1R1=1A×4Ω=4V,定值电阻R2允许加的最大电压为U2=I2R2=2A×1Ω=2V,根据并联电路电压相等的关系,R1和R2并联后的最大电压为2V,所以通过R2的电流为2A,通过R1的电流为I1'=UR1=2V4Ω=0.5A。I干=I1'+I2=2.55.DA图电路为并联电路,电流表测量R0的电流,滑动变阻器在另一条支路中,滑动变阻器滑片移动时对另一条支路无影响,电流表示数不变,故A错误;B图电路为并联电路,电流表测量干路中的电流,滑动变阻器滑片向右移动,电阻变大,由欧姆定律可知通过变阻器的电流变小,通过另一条支路的电流不变,所以干路中的电流变小,故B错误;C图电路为串联电路,电压表测量R0的电压,滑动变阻器滑片向右移动,电阻变大,电流变小,根据U=IR可知,电压表示数变小,故C错误;D图电路为串联电路,电压表测量滑动变阻器的电压,滑动变阻器滑片向右移动,电阻变大,电流变小,根据U=IR可知,R0的电压变小,根据串联电路的电压规律可知,滑动变阻器两端电压变大,故D正确。6.B设短路位置到甲地的导线的电阻为R,则R=UI=3.0V0.5A=6Ω。故导线的长L=6Ω0.2Ω/7.解析R1、R2串联在电路上,通过R1和R2的电流相等,I1=I2=U1R1=4V20Ω=0.2A,R2两端的电压U2=I2R2=0.2A×40答案