15.2　欧姆定律教案

1、适用学科初中物理适用年级初三适用区域沪科版区域课时时长分钟2课时知识点1. 欧姆定律 2. 运用欧姆定律解决有关问题教学目标1使学生会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和流过导体的电流。2通过实验探究电流、电压和电阻的关系。理解欧姆定律,并能进行简单计算。3会用滑动变阻器改变局部电路两端的电压。教学重点通过实验探究电流、电压和电阻的关系。教学难点组织、引导学生在探究过程中认真观察、分析数据,得出科学结论。教学过程一、导入电压和电阻对电流的影响可以用以下列图所示电路来分析：我们把小灯泡由一个更换为两个,灯泡亮度会发生明显变化；之后,我们把电池由一节更换为两节,灯泡亮度也会发生明显变化。

2、可以看到,电压和电阻都能对电流产生影响。那么,它们之间的相互关系能不能更明确,清晰的表达出来呢？这种相互关系又是什么呢？根底知识回忆1、电阻的概念2、影响电阻大小的因素3、滑动变阻器的原理及结构4、滑动变阻器的使用二、知识讲解一考点解读1欧姆定律：导体中的电流,与导体两端的电压成 正比,与导体的电阻成反比。2公式：I=U/R式 中单位：I安(A)；U伏(V)；R欧()。1安=1伏/欧。3公式的理解：公式中的I、U和R必须是在同一段电路中；I、U和R中任意的两个量就可求另一个量；计算时单位要统一。4欧姆定律的应用： 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关, 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的

3、电流也增大。R=U/I 当电压不变时,电阻越大,那么通过的电流就越小。I=U/R 当电流一定时,电阻越大,那么电阻两端的电压就越大。U=IR考点1 欧姆定律问题：欧姆定律的内容是什么？欧姆定律可以通过什么方法得到？提示：我们可以利用控制变量法来寻找这个问题的参考答案。具体做法是：1. 控制电阻一定,看电流与电压的关系。2.再控制电压一定,看电流与电阻的关系。方法：我们可以利用如下电路图进行实验：首先,控制电阻不变,利用滑动变阻器改变电压,记录电流与电压的变化关系。然后,利用滑动变阻器控制电压一定,更换不同电阻,记录电流与电压的变化关系。答复：在电阻一定的情况下,导体中的电流跟导体两端的电压成正

4、比。在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。综合起来就是欧姆定律：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。欧姆定律的公式形式：注意：在使用过程中,需要注意的是：（1） 公式中单位的统一性。（2） 公式中各物理量的对应性：U、R、I必须对应的是同一段电路同一个元件同一状态的电压、电阻、电流。考点2 运用欧姆定律解决有关问题1. 欧姆定律I=U/R,主要用于电流和电阻求电压。2. 欧姆定律I=U/R变形,可以得到：U =I R,这个表达式主要用于电流和电阻求电压。拓展: 由U =I R,能否说电压与电流成正比呢？解答: 不能由 U =I R,就说电压与电流

5、成正比。这里有一个前提条件,就是必须强调电阻不变。只有在电阻不变的条件下,才可以这样说。3. 欧姆定律I=U/R变形,可以得到：R=U/ I,这个表达式主要用于电压和电流求电阻。拓展: 由R=U/ I,能否说电阻与电压成正比,与电流成反比呢？解答: 不能由R=U/ I,就说电阻与电压成正比,与电流成反比。实际上,电阻是物体的一种性质,只有物体材料,形状确定,在一定温度下,其电阻就已经确定,和通不通电流,加不加电压没有关系。三 、例题精析例题1在用实验研究一段导体(电阻)中的电流与它两端电压的关系时,应当运用滑动变阻器进行调节,不断地改变 值,并记录对应的 值,然后对数据进行分析得出结论；在研究

6、一段导体(电阻)中的电流与导体电阻的关系时,每次实验应换用不同阻值的导体,并运用滑动变阻器进行调节,使每一次导体两端的电压 ,并记录对应的 值,然后对数据进行分析,得出结论。综合以上两方面的实验结果可得到著名的欧姆定律,其内容是 。【参考答案】电压 电流 相等 电流 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【解析】欧姆定律可以通过控制变量法具体做法是：1. 保证电阻一定,看电流与电压的关系。2.控制电压一定,看电流与电阻的关系。例题2某同学用一只电流表跟一只灯泡串联,灯泡正常发光时电流表示数为0.28A,再用电压表测量灯泡两端电压为220V,试计算灯泡正常发光时的电阻。【参考答案

7、】786【解析】由欧姆定律I=U/R变形,可以得到：R=U/ I,这个表达式主要用于电压和电流求电阻；再由题目信息：电流表示数为0.28A,灯泡两端电压为220V,可以得到灯泡正常发光时的电阻为786。例题3如下列图的电路,电源电压恒为4.5V,电流表的量程为00.6A,电压表的量程为03V,定值电阻阻值5,滑动变阻器R的最大阻值50,闭合开关S,移动滑片P的过程中,以下说法正确的选项是 A. 假设滑片P向左移,电流表的示数变小B. 电压表与电流表的比值不变C. 滑动变阻器允许的调节范围是2.550D. 电流表的变化范围是0.3A0.6A【参考答案】D【解析】由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻

8、器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。1假设滑片P向左移动,接入电路中的电流变小,电路中的总电阻变小,由I 可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故A错误；2由R 可知,电压表与电流表的示数比值等于滑动变阻器接入电路中电阻,那么滑片移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻发生变化,电压表与电流表的示数比值变化,故B错误；3当电流表的示数I大0.6A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,定值电阻的功率最大,此时电路中的总电阻：R总 7.5,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R滑小R总R7.552.5,定值电阻消耗的最大功率：PR大I大2

9、R0.6A2×51.8W；当电压表的示数U滑3V时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,定值电阻的电功率最小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R两端的电压：URUU滑4.5V3V1.5V,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流：I小 0.3A,故电流表的变化范围是0.3A0.6A。滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R滑大 10,那么滑动变阻器的阻值变化范围为2.510,故C错误,D正确；应选：D。例题4在“探究电流与电压的关系的实验中,1请在方框中画出能够改变定值电阻的电压、并可以同时测量电压和电流的电路图_2通过实验记录电流表、电压表的示数如下表所示R

10、=10对表中数据进行分析,你认为错误的数据是实验序号_,排除错误数据,可归纳得出的结论是_。3如果想用此电路继续探究“电流与电阻的关系,每次更换电阻后,可以通过调节_,使电阻两端的电压不变。实验得出的结论是_。【参考答案】 见解析 5 在电阻一定时,电流与电压成正比 滑动变阻器 在导体两端电压一定时,电流与电阻成反比【解析】1实验中要能够改变定值电阻的电压需要用滑动变阻器测量电压用电压表,测量电流用电流表,电路如图：2根据数据分析可知,随着电压的增大电流在增大,并且电压与电流的比值为10,所以第5次实验中的电流数应当是错误的,应该为0.28A,并且可以看出在电阻一定时,电流与电压成正比；3要探

11、究“电流与电阻的关系,每次更换电阻后,需要通过调节滑动变阻器,使电阻两端的电压不变。可以得出结论：在导体两端电压一定时,电流与电阻成反比。四 、课堂运用根底1、某导体两端的电压为0.5V时,通过导体的电流是0.1A,那么当电压为1.5V时,通过导体的电流是 A。【参考答案】0.3 A【解析】由欧姆定律I=U/R变形,可以得到：R=U/ I,可以求出导体的电阻为5欧姆,然后,再利用欧姆定律I=U/R,可以求出通过导体的电流是0.3A。2、在研究电流与电阻的关系时,假设导体两端的电阻为20时,电流为0.2A,那么,导体两端的电阻为 时,通过导体的电流为0.4A。【参考答案】10【解析】欧姆定律I=

12、U/R变形,可以得到：U =I R,再由题目的电流和电阻,可以求出导体两端的电压为4V,再由R=U/ I,可以得到导体两端的电阻为10。3.有一导体两端的电压为12V时,通过它的电流为0.2A,它的电阻是 ；当它两端的电压为6V时,它的电阻是 ；当它两端的电压为0V时,它的电阻是 ,通过导体的电流是 。【参考答案】60 60 60 0A【解析】由R=U/ I,可以得到导体的电阻为60；电阻是物体的一种性质,只有物体材料,形状确定,在一定温度下,其电阻就已经确定,和通不通电流,加不加电压没有关系。稳固1、如下列图的电路,开关s闭合后,滑动变阻器滑片P向右滑动的过程中,有关电流表、电压表的读数以及

13、灯泡亮度的变化,以下说法中正确的选项是A电流表的读数变大,电压表的读数变小,灯泡变暗B电流表的读数变小,电压表的读数变大,灯泡变亮C电流表、电压表的读数都变小,灯泡变暗D电流表、电压表的读教都变大,灯泡变亮【参考答案】C【解析】1由电路图知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测灯泡两端电压；2滑动变阻器滑片向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路总电阻R变大,电源电压U不变,电路电流变小,那么电流表示数变小；（3） 电路电流I变小,灯泡电阻RL不变,由U=IRL可知,灯泡两端电压变小,电压表示数变小；对灯泡而言,两端电压越大,灯泡越亮,应选C2、如下列图的电路,闭合开关后,当滑

14、片P向右移动时,以下说法正确的选项是 A. 灯泡L变暗 B. 电压表示数变小C. 电流表A1示数变大 D. 整个电路消耗的总功率变小【参考答案】D【解析】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R并联,电压表V测电源的电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测L支路的电流。因电源的电压不变,所以,滑片移动时,电压表的示数不变,故B错误；因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过L的电流和实际功率不变,即L的亮度不变,故A错误；当滑片P向右移动时,变阻器接入电路中的电阻变大,由I 可知,通过R的电流变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变小,即电流表A1的示数变小,

15、故C错误；由PUI可知,整个电路消耗的总功率变小,故D正确。应选：D。3.如图,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小,R1是定值电阻。闭合开关,逐渐增大光敏电阻上的光照强度,电表示数变化情况是A. 电流表示数变小,电压表示数变大B. 电流表示数变大,电压表示数变小C. 电压表和电流表示数的比值将变小D. 电流表和电压表示数均变大【参考答案】D【解析】1由图知,两电阻串联,电压表测定值电阻R1的电压,电流表测电路中的电流；逐渐增大光敏电阻上的光照强度,由题意可知光敏电阻R的阻值减小,那么电路的总电阻变小,由欧姆定律可知,电流变大,即电流表示数变大；根据UIR可知,定值电阻R1的电压变大,即

16、电压表示数变大,故D正确,AB错误。2由欧姆定律可知,电压表和电流表示数的比值等于定值电阻R1的阻值,那么该比值保持不变,故C错误。应选：D。拔高1、如下列图用电流表(00.6A,0-3A)、电压表0-3V,0-15V).定值电阻(5、10、15、20、30各一个)、滑动变阻器(0-50)、电源6V)、开关和导线假设干,探究电流与电阻的关系.(1)请你根据甲图所示的电路国,将乙图中的电路连接完整_。(2)滑动变阻器在电路中的作用是_。(3)小强做此实验时,在电流表使用无误的情况下,收集测量数据,记录表格如下：小强的五次实验操作中有一次是错误的,请你对小强记录的数据进行分析。你发现第_次测量的数

17、据是错误的,错误的原因是_。(4)请你根据表中正确的数据,在丙图中绘制出电流随电阻变化的图象_。【参考答案】 见解析【解析】(1)如丙图,根据滑动变阻器“一上一下的连接方式,连接滑动变阻器下面的一个接线柱到定值电阻的右端,再连接电源的负极到电流表的负接线柱即可,如图：(2)研究电流与电阻的关系实验时,滑动变阻器在电路中的作用是保证定值电阻两端的电压不变,另外还有一个通用的作用,即保护电路。(3)我们知道电流与电阻是成反比的,即电流与电阻的乘积不变,即电压不变,对小强记录的数据进行分析可知,第1、3、4、5次实验,电流与电阻的乘积都为3V,即实验时电阻两端的电压为3V,而第2次实验,电流与电阻的

18、乘积为1V,所以第2次测量的数据是错误的；从题中条件知,滑动变阻器最大阻值50,定值电阻为10,电源电压为6V,在此条件下电流为：,可见是因为闭合开关后,没有调整滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压保持不变,就直接读数了。(4)第2次实验正确的数据应为：；根据表中正确的数据,在丙图中描点连线绘制出电流随电阻变化的图象：2、用如下列图的电路图研究“电流与电阻的关系。电流靖量程为“00.6A,电压表量程为“03V,滑动变阻器的规格为“50 1A,电源电压3伏恒定不变。在AB间分别接入阻值不同的电阻R,称动滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持2伏不变,读出电流表示数并记录。1分析表中数据,可得出的实验结论

19、是_；2为了使实验结论更可靠,控制AB间电压2伏不变,再多测几组数据,AB间允许接入电阻R的取值范围是_欧。【参考答案】 导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 3.33100【解析】分析：1电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比；2电路中电流最大时定值电阻和滑动变阻器接入电路中的电阻都最小,根据欧姆定律求出电路中的定值电阻的最小值；利用电阻的串联求出变阻器接入电路中的最小阻值。滑动变阻器的最大电阻为50,当滑动变阻器的电阻最大时,定值电阻阻值也最大,根据欧姆定律求出此时电路中的电流,根据算出定值电阻的最大值。解答：1根据表中数据知：电流与电阻的乘积都为,故可以得出：电压一

20、定时,导体中的电流与导体的电阻成反比；2因电流表的量程为00.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,所以,为了保证电路的平安,电路中的最大电流为0.6A,此时定值电阻和滑动变阻器接入电路中的电阻都最小,根据欧姆定律可得,此时电路中的定值电阻最小为：；因为滑动变阻器的最大电阻为50,当滑动变阻器的电阻最大时,定值电阻阻值也最大；此时电流的电流为：；定值电阻的最大值为：。故参考答案为：1电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比；23.33100。3、在探究“电流与电阻的关系的实验中,小明设计了如下列图的电路。电源电压为3V,且保持不变,滑动变阻器R标有“20 0.5A字样,所给的定值电阻阻值

21、分别为5、10、15、20。1连接电路的过程中,开关应处于_状态。滑动变阻器除保护电路外,本实验中的作用是_。2连接好电路后,闭合开关,发现电流表几乎无示数,电压表示数接近电源电压,那么电路的故障可能为_。3实验中,将5的定值电阻换为10的定值电阻后,应将滑动变阻器的滑片向_填“A或“B端移动,使电压表示数不变。4为了使所给的4个定值电阻都进行实验,定值电阻两端的电压应控制在_V和_V之间。【参考答案】 断开 控制定值电阻的电压不变 定值电阻断路 B 1.5 2.5【解析】(1)连接电路的过程中,开关应处于断开状态。研究电流与电阻的关系时,要控制电压表示数不变,故滑动变阻器除保护电路外,本实验

22、中的作用是：控制定值电阻的电压不变；(2)经分析,连接好电路后,闭合开关,发现电流表几乎无示数,电压表示数接近电源电压,那么电路的故障可能为：定值电阻断路。(3)根据串联分压原理可知,将定值电阻由5改接成10的电阻,电阻增大,其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向B端移动,使电压表的示数不变。(4)由题意知,滑动变阻器的最大阻值为20,定值电阻的最大电阻为20；根据串联电路电压规律和分压原理：即 ,解得：U1.5V,即电压表控制不变的最小电

23、压为1.5V,所以电阻两端的电压只能在1.5V到2.5V之间课堂小结通过本节课,学习了如下内容:1欧姆定律：导体中的电流,与导体两端的电压成 正比,与导体的电阻成反比。2公式：I=U/R式 中单位：I安(A)；U伏(V)；R欧()。1安=1伏/欧。3公式的理解：公式中的I、U和R必须是在同一段电路中；I、U和R中任意的两个量就可求另一个量；计算时单位要统一。4欧姆定律的应用： 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关, 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大。R=U/I 当电压不变时,电阻越大,那么通过的电流就越小。I=U/R 当电流一定时,电阻越大,那么电阻两端的电压就越大。U=IR

24、课后作业根底 1.根据欧姆定律可以得到公式R=关于这个公式的说法中正确的选项是()A.同一导体的电阻与加在它两端的电压成正比B.同一导体的电阻与通过它的电流成反比C.导体两端电压为零时,导体的电阻也为零D.同一导体两端的电压增大几倍,通过它的电流也增大几倍,电压与电流的比值不变【参考答案】D【解析】选D。此题考查了对公式R=的理解。电阻是导体本身所具有的一种属性,与通过它的电流、两端的电压无关,大小等于导体两端的电压与通过导体的电流之比。同一导体两端的电压越大,通过导体的电流越大,但电压与电流的比值不变。应选D。2、某段导体两端的电压是4 V时,通过导体的电流是1 A;如果将该导体两端的电压减

25、小到2 V时,通过导体的电流是()A.0.25 AB.0.5 AC.2 AD.3 A【参考答案】B【解析】选B。此题考查欧姆定律的计算。由于导体的电阻不变(不随外加电压的变化而变化),根据欧姆定律可知:在电阻不变时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比,当电压减小到2 V(即变为原来的)时,导体中的电流也变为原来的,所以电流是0.5 A。3.某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系时,根据收集到的数据画出了如下列图的I -R图像,以下结论与图像相符的是()A.电阻一定时,电流随电压的增大而增大B.电阻一定时,电压随电流的增大而增大C.电压一定时,电流随电阻的增大而减小D.电压一定时,电阻随电流的增大

26、而减小【参考答案】C【解析】C。此题考查了R-I图像的分析。从图中可以看出:该实验是探究电流与电阻的关系,即电压一定时,电流随电阻的增大而减小,应选C。稳固1、电路元件甲和乙中的电流与两端电压的关系如下列图,由图可知,甲的电阻是。假设将甲、乙并联后接在电压为2 V的电源两端,干路中的电流是A。【参考答案】50.6【解析】此题考查欧姆定律的应用。通过图像可以看出:当电阻甲两端的电压等于3 V时,通过的电流是0.6 A,所以电阻甲的阻值是R甲=5。假设将甲、乙并联后接在电压为2 V的电源两端时,两电阻两端的电压都等于2 V,从图中可以看出此时通过电阻甲和乙的电流分别是0.4 A和0.2 A,所以干

27、路中的电流是I=0.4 A+0.2 A=0.6 A。2、如下列图电路中定值电阻R1=10,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变。闭合开关,当滑片P在a端时,电流表示数为0.3A。滑片P在b端时电压表示数为2V。求:(1)电源电压;(2)滑动变阻器R2的最大阻值。【参考答案】(1)3V(2)20【解析】此题考查欧姆定律的计算。(1)当滑片P在a端时,R滑=0,由I=知电源电压U=I1R1=0.3A×10=3 V(2)当滑片P在b端时,电压表的示数为2V,是滑动变阻器两端的电压,R1两端的电压=U-=3V-2 V=1 V串联电路中的电流:I=I1=I2=0.1AR2的最大阻值:R2=20。

28、3、 在探究电流与电阻的关系时,小明设计下面的电路图进行实验：连接电路,更换不同的定值电阻,分别测出电流大小,记录并分析数据。(1)分析表格中的数据,发现电阻两端的电压是_选填“变化“不变的。 (2)小芳通过对实验数据的分析,认为此实验需要改进。请你和小芳一起设计探究电流与电阻的关系的实验电路图画在方框中_。 (3)你设计的电路中,更换电阻后,是如何控制变量的？_【参考答案】 见解析【解析】试题分析：1由表中数据,根据欧姆定律I=U/R,电阻两端的电压U=IR,可知电压分别为2.4V、2.7V、2.8V,故电阻两端的电压是变化的；2探究电流与电阻的关系时,要控制电阻两端的电压即电压表示数不变,

29、为到达这个目的,应增加滑动变阻器且串联在电路中,如下所示：3更换电阻后,移动滑动变阻器的滑片,观察电压表示数,使电阻R两端的电压保持不变。拔高1、探究电流与电阻关系的实验中,电源电压为15V且保持不变,滑动变阻器上标有“202A字样,实验中所用的四个定值电阻的阻值分别为5、10、15、20 (1) 小明按如下列图的电路图连好电路后,在a、b间接入5的电阻时,调节滑动变阻器的滑片,读出电流表的示数为1.0A断开开关,保持滑片的位置不变,用10的电阻替换5的电阻,闭合开关,要得到正确的实验结论,应将滑片向_端移动,使电压表的示数为_V时读出电流表示数(2) 断开开关,再用15的电阻替换10的电阻继

30、续实验时,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能完成实验,为了使这四个电阻都能为实验所用,应控制a、b间电压在_V到_V之间【参考答案】 右 5 7.5 10【解析】1在 a、b 间接入 5的电阻时,调节滑动变阻器的滑片,读出电流表的示数为 1.0A,由欧姆定律I,电压表示数为：UIR1A×55V,探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联分压原理可知,将定值电阻由5改接成10的电阻,电阻增大,其分得的电压增大；根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为5V。 (2)当电阻为20时,所需滑动变阻器的阻值最大,设为20,那么此时电压表的示数为×207.5V.2、如图甲所示的电路,当闭合开关后两只电压表的指针偏转均如图乙所示,那么R1两端的电压是_V,R1与R2的电阻之比为_。【参考答案】 6 4：1【解析】由电路图可知,R1、R2串联,电压表V2测电源两端的电压,电压表V1测R2两