初中物理第二节 探究：电流与电压、电阻的关系教学ppt课件

这是一份初中物理第二节 探究：电流与电压、电阻的关系教学ppt课件，共38页。PPT课件主要包含了汽车油量表的指示原理，探究新知，知识点1，欧姆定律，欧姆定律内容，表达式，1适用范围，2同一性，3同时性，4公式的变形等内容，欢迎下载使用。
16.2.2 欧姆定律教案一、教学目标（一）知识与技能目标学生能够准确阐述欧姆定律的内容，即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，并能用公式\(I = \frac{U}{R}\)表示。理解欧姆定律公式中各物理量的含义及单位，能够熟练运用欧姆定律及其变形公式\(U = IR\)、\(R = \frac{U}{I}\)进行简单的计算，解决有关电路中电流、电压和电阻的问题。知道欧姆定律的适用范围，了解在实际电路中，欧姆定律对于分析和设计电路的重要性。能够根据欧姆定律，解释生活中一些简单的电学现象，如电灯泡亮度变化、用电器工作状态改变等与电流、电压、电阻之间的关系。掌握用伏安法测量电阻的原理和方法，能够正确选择和使用实验器材，如电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关、导线等，规范连接实验电路，准确进行实验操作，测量导体的电阻，并能对实验数据进行处理和分析，得出合理的实验结果。（二）过程与方法目标通过回顾探究电流与电压、电阻关系的实验，引导学生进一步分析实验数据，归纳总结出欧姆定律，培养学生科学探究的思维方法和数据分析能力，让学生体验从实验数据到物理规律的归纳过程。在运用欧姆定律进行计算和解决实际问题的过程中，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力，提高学生的逻辑思维能力和运算能力。通过对不同类型题目（如简单电路计算、串联电路计算、并联电路计算等）的分析和解答，让学生学会分析电路结构、选择合适的公式进行计算，掌握解决电学问题的一般思路和方法。在伏安法测电阻的实验教学中，让学生经历实验设计、操作、数据收集与处理等过程，培养学生的实验操作技能和科学探究能力。通过引导学生对实验过程中出现的问题进行分析和解决，培养学生的问题解决能力和创新思维能力，提高学生的科学素养。组织学生开展小组合作学习，在课堂讨论、实验探究和问题解决的过程中，培养学生的团队协作精神和沟通交流能力，使学生学会在团队中相互协作、共同探索，提高学生的合作意识和团队凝聚力。（三）情感态度与价值观目标通过介绍欧姆定律的发现历程，讲述欧姆在艰苦的研究条件下，坚持不懈地进行实验探究，最终发现了这一重要电学定律的故事，激发学生对科学的热爱和追求，培养学生勇于探索、敢于创新的科学精神，让学生体会到科学研究需要付出艰辛的努力和具备严谨认真的态度。以生活中常见的电学应用为切入点，如家庭电路中的电器工作原理、电子设备中的电路设计等，让学生感受到物理知识与实际生活的紧密联系，认识到物理是一门源于生活又服务于生活的学科，从而激发学生学习物理的兴趣和积极性，培养学生将物理知识应用于实际生活的意识。在实验探究和问题解决的过程中，鼓励学生大胆质疑、积极思考，培养学生的批判性思维和创新意识。当学生通过自己的努力成功解决问题或得出正确的实验结论时，让学生感受到科学探究的乐趣和成就感，增强学生学习物理的自信心，培养学生良好的学习习惯和科学态度。二、教学重难点（一）教学重点欧姆定律的内容、公式及理解，能够运用欧姆定律进行简单的电路计算，解决有关电流、电压和电阻的问题。掌握伏安法测电阻的实验原理、实验步骤和数据处理方法，通过实验测量导体的电阻，加深对欧姆定律的理解和应用。理解欧姆定律在串联电路和并联电路中的应用，掌握串联电路和并联电路中电流、电压、电阻的特点与欧姆定律的结合运用，能够分析和计算简单的串并联电路问题。（二）教学难点正确理解欧姆定律中电流与电压、电阻之间的因果关系，即电压是形成电流的原因，电阻对电流有阻碍作用，避免学生出现因果关系颠倒的错误理解。从微观角度解释欧姆定律的本质，帮助学生建立起电流、电压和电阻的微观物理模型，理解电荷在导体中的定向移动与电压、电阻之间的内在联系，这部分内容较为抽象，学生理解起来有一定难度。在运用欧姆定律解决复杂电路问题时，能够准确分析电路结构，判断各部分电路之间的连接关系，正确选择和运用公式进行计算，避免因电路分析错误而导致计算失误。同时，要让学生理解滑动变阻器在电路中的作用以及其阻值变化对电路中电流、电压的影响，这也是教学中的一个难点。三、教学方法讲授法、讨论法、实验探究法、练习法、多媒体辅助教学法四、教学过程（一）复习导入（5 分钟）通过多媒体展示上节课探究电流与电压、电阻关系的实验电路图，引导学生回顾实验过程和实验结论。提问学生：“在探究电流与电压的关系时，我们是如何控制变量的？得到了怎样的实验结论？”“在探究电流与电阻的关系时，又是如何操作的？实验结论是什么？” 请学生代表回答问题，其他学生进行补充和完善。展示一些关于电流、电压和电阻的简单练习题，如已知电阻和电压求电流，或已知电流和电阻求电压等，让学生在课堂上快速计算并回答。通过这些练习题，复习巩固上节课所学知识，同时为引入欧姆定律做好铺垫。例如：“已知一个定值电阻的阻值为 10Ω，两端的电压为 5V，求通过该电阻的电流是多少？”（二）新课讲授欧姆定律的推导与讲解（10 分钟）引导学生回顾探究实验中得到的电流与电压、电阻的关系：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。设疑引导：既然电流与电压、电阻之间存在这样的定量关系，那么能否用一个数学公式来准确地表示它们之间的关系呢？组织学生进行小组讨论，尝试推导这个公式。教师巡视各小组，参与学生的讨论，给予必要的指导和提示。请各小组代表发言，阐述小组推导的过程和结果。在学生发言的基础上，教师进行总结和归纳，得出欧姆定律的公式：\(I = \frac{U}{R}\)，其中\(I\)表示电流，单位是安培（A）；\(U\)表示电压，单位是伏特（V）；\(R\)表示电阻，单位是欧姆（Ω）。详细讲解欧姆定律公式的含义，强调公式中各物理量必须是针对同一导体在同一时刻的数值，它们之间存在着严格的对应关系。通过举例，如已知一个电阻为 5Ω 的导体，两端电压为 10V，根据欧姆定律可计算出通过该导体的电流为\(I = \frac{U}{R} = \frac{10V}{5Ω} = 2A\)，帮助学生理解公式的应用。引导学生对欧姆定律进行深入理解，强调电流与电压、电阻之间的因果关系。电压是形成电流的原因，电阻对电流有阻碍作用，当电阻一定时，电压增大，电流也随之增大，且电流与电压成正比；当电压一定时，电阻增大，电流则减小，且电流与电阻成反比。通过类比水流与水压、水管粗细的关系，帮助学生形象地理解这种因果关系。例如，水压越大，水流越大；水管越细（相当于电阻越大），水流越小。欧姆定律的应用（15 分钟）简单计算应用：展示一些简单的欧姆定律应用计算题，如已知电阻和电流求电压，或已知电压和电流求电阻等。让学生在课堂上独立完成计算，然后请学生代表到黑板上进行板演，其他学生进行点评和纠正。通过这些简单的计算练习，让学生熟悉欧姆定律公式的应用，掌握基本的解题方法和步骤。例如：“通过一个电阻的电流为 0.5A，电阻两端的电压为 15V，求该电阻的阻值是多少？”串联电路中的应用：通过多媒体展示串联电路的电路图，引导学生回顾串联电路的特点，如电流处处相等（\(I = I_1 = I_2 = \cdts = I_n\)），总电压等于各部分电路两端电压之和（\(U = U_1 + U_2 + \cdts + U_n\)）。设疑提问：在串联电路中，如何运用欧姆定律来分析和计算电流、电压和电阻呢？组织学生进行小组讨论，分析串联电路中各物理量之间的关系。以一个简单的串联电路为例，已知电源电压为 12V，电阻\(R_1 = 4Ω\)，\(R_2 = 8Ω\)，求通过电路的电流以及电阻\(R_1\)、\(R_2\)两端的电压。引导学生根据串联电路的特点和欧姆定律进行分析和计算。首先，根据串联电路电阻的特点，求出总电阻\(R = R_1 + R_2 = 4Ω + 8Ω = 12Ω\)；然后，根据欧姆定律\(I = \frac{U}{R}\)，求出通过电路的电流\(I = \frac{U}{R} = \frac{12V}{12Ω} = 1A\)；最后，再根据\(U = IR\)，分别求出电阻\(R_1\)两端的电压\(U_1 = I_1R_1 = 1A×4Ω = 4V\)，电阻\(R_2\)两端的电压\(U_2 = I_2R_2 = 1A×8Ω = 8V\)。通过这个实例，让学生掌握在串联电路中运用欧姆定律进行计算的方法，理解串联电路中电流、电压、电阻之间的关系。并联电路中的应用：同样通过多媒体展示并联电路的电路图，引导学生回顾并联电路的特点，如各支路两端电压相等（\(U = U_1 = U_2 = \cdts = U_n\)），干路电流等于各支路电流之和（\(I = I_1 + I_2 + \cdts + I_n\)）。设疑提问：在并联电路中，欧姆定律又该如何应用呢？组织学生进行小组讨论，分析并联电路中各物理量之间的关系。以一个简单的并联电路为例，已知电源电压为 6V，电阻\(R_1 = 3Ω\)，\(R_2 = 6Ω\)，求通过电阻\(R_1\)、\(R_2\)的电流以及干路电流。引导学生根据并联电路的特点和欧姆定律进行分析和计算。首先，根据并联电路电压的特点，可知电阻\(R_1\)、\(R_2\)两端的电压都等于电源电压，即\(U_1 = U_2 = U = 6V\)；然后，根据欧姆定律\(I = \frac{U}{R}\)，分别求出通过电阻\(R_1\)的电流\(I_1 = \frac{U_1}{R_1} = \frac{6V}{3Ω} = 2A\)，通过电阻\(R_2\)的电流\(I_2 = \frac{U_2}{R_2} = \frac{6V}{6Ω} = 1A\)；最后，根据干路电流等于各支路电流之和，求出干路电流\(I = I_1 + I_2 = 2A + 1A = 3A\)。通过这个实例，让学生掌握在并联电路中运用欧姆定律进行计算的方法，理解并联电路中电流、电压、电阻之间的关系。伏安法测电阻实验（20 分钟）实验原理讲解：根据欧姆定律\(I = \frac{U}{R}\)，变形可得\(R = \frac{U}{I}\)。如果用电压表测出导体两端的电压\(U\)，用电流表测出通过导体的电流\(I\)，就可以根据公式计算出导体的电阻\(R\)。这种测量电阻的方法叫做伏安法。通过多媒体展示伏安法测电阻的实验原理图，详细讲解实验原理，让学生理解实验的理论依据。实验器材介绍：展示实验所需的器材，如电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关、导线若干以及待测电阻。让学生观察并认识这些器材，介绍每个器材在实验中的作用。例如，电流表用于测量通过导体的电流，电压表用于测量导体两端的电压，滑动变阻器用于改变电路中的电阻和电压，从而改变通过导体的电流，电源为电路提供电能，开关用于控制电路的通断，导线用于连接电路元件。实验电路设计：组织学生分组讨论，设计伏安法测电阻的实验电路。要求学生画出实验电路图，并在图中标明各器材的符号。教师巡视各小组，参与学生的讨论，给予必要的指导和建议。选取几个小组的设计方案进行展示和交流，让其他小组的学生进行评价和补充，最后共同确定出合理的实验电路。展示正确的实验电路图，并详细讲解电路的连接方法和注意事项，如电流表、电压表的量程选择、正负接线柱的连接，滑动变阻器的 “一上一下” 接线规则等。强调在连接电路前，开关要处于断开状态，滑动变阻器的滑片要移到阻值最大处，以保护电路。分组实验操作：将学生分成若干小组，每组学生领取一套实验器材。让学生按照设计好的实验电路，连接实验装置。教师巡视各小组，检查学生的电路连接情况，及时纠正错误。在学生确认电路连接无误后，指导学生进行实验操作。闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，改变导体两端的电压，读取并记录对应的电流值。多次改变电压，获取多组数据，并将数据填入设计好的表格中。在实验过程中，提醒学生注意观察电流表和电压表的示数变化，以及实验现象。数据处理与分析：实验结束后，组织学生对实验数据进行处理。要求学生根据每组测量的电压值和电流值，运用公式\(R = \frac{U}{I}\)计算出对应的电阻值。然后，求出电阻的平均值，作为被测电阻的阻值。引导学生分析实验数据，讨论实验过程中可能存在的误差及原因，如电流表和电压表的读数误差、导线电阻的影响、滑动变阻器调节不精确等。让学生思考如何减小实验误差，提高实验结果的准确性。例如，可以多次测量取平均值，选择精度更高的实验器材等。实验总结与拓展：请各小组代表汇报实验结果，总结实验过程中的收获和体会。教师对学生的实验情况进行总结和评价，肯定学生在实验中的优点和成绩，指出存在的问题和不足之处，并给予相应的建议和指导。最后，对伏安法测电阻实验进行拓展延伸，提问学生：“如果实验中只有一个电流表或只有一个电压表，能否测量出电阻的阻值？” 引导学生思考并讨论其他测量电阻的方法，拓宽学生的思维。（三）课堂小结（5 分钟）引导学生回顾本节课所学的主要内容，包括欧姆定律的内容、公式、适用范围，欧姆定律在串联电路和并联电路中的应用，以及伏安法测电阻的实验原理、实验步骤和数据处理方法等。请学生代表发言，总结本节课的重点知识，其他学生进行补充和完善。教师对学生的总结进行梳理和强调，再次突出本节课的重点和难点，如欧姆定律中电流与电压、电阻的关系，公式的正确应用，伏安法测电阻实验中的注意事项等。同时，鼓励学生在课后继续思考和探索与欧姆定律相关的问题，如在实际生活中，还有哪些地方应用了欧姆定律，如何利用欧姆定律来分析和解决更复杂的电路问题等。（四）课堂练习（10 分钟）展示一些练习题，包括选择题、填空题、计算题和实验题，涵盖本节课所学的重点知识和易错点。例如：选择题：对于欧姆定律的公式\(I = \frac{U}{R}\)的理解，下列说法正确的是（ ）A. 导体的电阻越大，通过导体的电流越小B. 导体两端的电压越大，通过导体的电流越大C. 在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比D. 在电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比填空题：已知一个电阻两端的电压为 3V 时，通过它的电流为 0.5A，则该电阻的阻值为______Ω；当该电阻两端的电压增大到 6V 时，通过它的电流为______A，电阻的阻值为______Ω。计算题：在如图所示的电路中，电源电压为 9V，电阻\(R_1 = 3Ω\)，\(R_2 = 6Ω\)，求：（1）通过电阻\(R_1\)的电流；（2）电阻\(R_2\)两端的电压；（3）电路的总电阻。实验题：在伏安法测电阻的实验中，某同学连接的实验电路如图所示。（1）请指出该电路连接中存在的错误或不妥之处：①______________________；②______________________。（2）在改正电路连接错误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为 2.5V 时，电流表的示数
物理观念理解欧姆定律。科学思维通过例题讲练和方法总结，理解欧姆定律，会用欧姆定律公式进行简单计算。科学态度与责任培养规范的作答习惯和严谨的科学态度，了解欧姆定律在生产生活中的应用，激发探索的欲望和学习的热情。
之前我们探究了电流与电压、电阻的关系，由它们的关系我们能得出什么样的定量关系呢?
当电压不变时，电流与电阻成反比。当电阻一定时，电流与电压成正比。
观看演示实验，尝试进行动态电路分析。
探究电流与电阻的关系实验
探究电流与电压的关系实验
用自己的语言描述一下，油量表如何实现指示油量的多少？
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.
公式中的三个物理量，必须使用国际单位制中的单位，即 U 的单位是伏特（V），R 的单位是欧姆（Ω），I 的单位是安培（A）.
3. 理解欧姆定律要注意以下四点:
欧姆定律适用于从电源正极到负极之间的整个电路或其中某一部分电路，并且是纯电阻电路，对于非纯电阻电路不成立。
I、U、R 是对同一导体或同一段电路而言的，三者要一一对应，不同导体的电流、电压、电阻之间不存在上述关系。
在同一部分电路上，开关的闭合及滑动变阻器滑片的移动，都会导致电路中电流、电压、电阻的变化，公式 中的三个量必须是同一时间的值。
欧姆(，1787-1854)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1817 ~1827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解决这一难题，付出了艰辛的劳动。那时的实验条件很差，测量电流和不同导体阻值的仪器，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和执著的探究精神。
例题1 某电熨斗在 220 V 电压下工作时，其电热丝的电阻为 96.8 Ω。那么，此时通过该熨斗电热丝的电流是多大？
已知：U = 220 V，R=96.8 Ω。求：I。
解：根据欧姆定律 ，代入数据可得
答：通过该熨斗电热丝的电流约为 2.3 A。
例题2 某电热器在 220 V 电压下工作时，测得通过它的电流为 4.5 A，根据这些信.息，你能算出此电热器的电阻值是多少？
已知：U = 220 V，I = 4.5 A。求：R。
解：根据欧姆定律 ，得 ，
答：此电热器的电阻约为 48.9 Ω。
电流表自身的电阻很小，电压表自身的电阻很大。前面谈到电流表不允许直接连接在电源两极，而电压表则可以，当时未说出这样规定的道理。现在学习了欧姆定律后，你能说出这样规定的原因吗？
①分析电路图.用“去表法”，即将电压表视为开路，电流表视为导线，分析电路中各电阻的连接方式.②分析电表的测量对象，根据题意明确电表的测量值.③明确已知量、未知量，依照各物理量关系和电路特点，利用欧姆定律及串、并联电路特点列出关系式.
解电学题审题的一般思路：
1.在19世纪20年代，通过实验与理论研究，发现了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的科学家是 ( )A. 伏特 B. 安培C. 欧 姆 D. 焦 耳
2.如图所示的是握力计的原理图，其中弹簧上端和滑动变阻器滑片固定在一起，AB 间有可收缩的导线，R。为保护电阻，电压表可显示压力的大小。则当握力F 增大时，电压表的示数将 ( ) A. 变小 B. 变大 C. 不 变 D. 无 法 确 定
3.如图所示是一种测定油箱内油量的装置模型，其中R 为滑动变阻器的电阻片，与之接触的滑片 P可以绕O 点转动。当油量减少时，以下说法正确的是( )
电流表示数增大 滑动变阻器R 阻值减定值电阻 R 0两端的电压减小无油时，电流表示数为0
4.如图所示，电源电压恒定，R₁的电阻为10 Ω,当闭合开关S和S₁时，电流表的示数为0.5 A；再断开开关S时，电流表示数为0.3 A, 求：(1)电源电压；(2)R₂的电阻。
知识点1 欧姆定律的理解
知识点2 运用欧姆定律进行简单的计算
知识点3 欧姆定律在串、并联电路中的应用
知识点4 欧姆定律在生产生活中的应用
7. 在某一温度下，连接在电路中的两段导体甲和乙中的电流与其两端电压的关系如图所示。由图中信息可知( )
A. 变大B. 变小C. 先变大再变小D. 先变小再变大
一段导体中的电流，跟加在这段导体两璃的电压成正比，眼这段导体的电阻成反比。