17.2 歐姆定律（導學案）-九年級物理全一冊同步備課系列（人教版）【教師版】

17.2歐姆定律（導學案）【學習目標】1.通過實驗探究電流跟電壓、電阻的定量關系，分析歸納得到歐姆定律。2.理解歐姆定律，能運用歐姆定律分析解決簡單的電路問題。3.通過計算，學會解答電學計算題的一般方法，培養(yǎng)學生邏輯思維能力，培養(yǎng)學生解答電學問題的良好習慣?！緦W習重點】理解定律的內容以及其表達式、變換式的意義是本節(jié)課的重點。【學習難點】運用數(shù)學推理、圖象的方法處理實驗數(shù)據(jù)，建立和理解歐姆定律對學生要求較高，學生運用歐姆定律解決簡單的實際問題，是本節(jié)課的難點?！咀灾黝A習】閱讀教材，完成以下問題：1.決定導體電阻大小的因素有導體的材料、長度、橫截面積和溫度。2.德國物理學家歐姆通過大量實驗歸納得出了歐姆定律：導體中的電流，跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。公式為I=U/R。公式中各字母的含義及單位分別是：I表示電流，單位是安培（A）；U表示電壓，單位是伏特（V）；R表示電阻，單位是歐姆（Ω）.3.兩個變形式：U=IR、R=。【合作探究】探究一、歐姆定律【想一想】上一節(jié)課實驗得出的實驗結論是什么？把上一節(jié)課的實驗結論綜合起來，就得到了歐姆定律：1.歐姆定律的內容：導體中的電流，跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。2.公式：I=U/R。公式中各字母的含義及單位分別是：I表示電流，單位是安培（A）；U表示電壓，單位是伏特（V）；R表示電阻，單位是歐姆（Ω）.3.變形公式由歐姆定律的公式I=UR可推出：U=IR（1）電壓U=IR的意義：表示導體兩端的電壓等于通過導體的電流與其電阻的乘積。因電壓是由電源提供的，電壓是形成電流的原因，所以不能（能/不能）說成電壓與電流成正比。（2）電阻R=因電阻是導體本身的一種性質，只與導體的材料、長度、橫截面積及溫度有關，與加在兩端的電壓和流過的電流大小無關（均選填：有關/無關）。4.對公式的理解（1）統(tǒng)一性：I、U、R必須使用國際單位制中的單位，即電壓U—V，電阻R—Ω，電流I—A。（2）同一性：①I、U、R是對同一個導體或同一段電路而言的，三者要一一對應。②在解題時，習慣上把同一個導體或同一段電路各個物理量符號的角標用同一數(shù)字或字母表示，如I1、R1、U1等。（3）同時性：對同一導體或同一部分電路來說，由于開關的閉合或滑動變阻器滑片的移動，都會導致電路中的電流、電路兩端的電壓的變化，所以公式QUOTEI=URI=U/R中的三個量是針對R同一時間而言的。（4）條件性：定律中提到的“成正比”和“成反比”的兩個關系分別有不同的成立條件。即當導體的電阻一定時，導體中的電流跟它兩端的電壓成正比；當導體的電壓一定時，通過它的電流跟它的電阻成反比。（5）適用范圍歐姆定律適用于從電源正極到負極之間的整個電路或其中某一部分電路，并且是純電阻電路。探究二、歐姆定律的應用2.利用歐姆定律解答計算題的一般步驟第一步：可采用“去表法”判斷電路的連接方式，將電壓表去掉，將電流表看成一段導線，畫出等效電路圖，然后進行判斷。判斷出電路的連接方式后，再將電壓表和電流表“恢復”到原來的位置，明確各測量哪部分電路兩端的電壓和電路中的電流。第二步：認真審題，在電路圖（或畫出的電路圖）上標出已知量、待求量。第三步：找出各物理量之間的關系；利用歐姆定律和串、并聯(lián)電路電流、電壓的關系列出關系式，列式時要注意公式成立的條件，要有必要的文字說明。物理公式在代入數(shù)值或寫計算結果時不要忘記單位。第四步：討論結果的合理性，得出答案。3.酒精濃度檢測儀（1）酒精氣體傳感器酒精測試儀中裝有酒精氣體傳感器。酒精氣體傳感器是一種氣敏電阻，它的阻值隨酒精氣體濃度的變化而變化，從而引起電路中電流和電壓的變化。（2）酒精測試儀原理酒精測試儀實際上是由酒精氣體傳感器R1（相當于隨酒精氣體濃度變化的變阻器）、一個定值電阻R2及一個電流表和電壓表串聯(lián)組成。酒精氣體傳感器的電阻值R1隨酒精氣體濃度的增大而減小，如果駕駛員呼出的酒精氣體濃度越大，那么傳感器的電阻值R1越小，根據(jù)歐姆定律I=U/R可知，電路中的電流越大，則定值電阻R2兩端的電壓U2＝IR2越大，即測試儀的示數(shù)越大。下小大大【播放視頻】——《歐姆定律》【例題1】一輛汽車的車燈接在12V電源兩端，燈絲電阻為30Ω，求通過燈絲的電流?！窘馕觥扛鶕?jù)題意畫好電路圖；在圖上標明已知量的符號、數(shù)值和未知量的符號。由題可知U＝12V，R＝30Ω，根據(jù)歐姆定律可求通過燈絲的電流I=UR由歐姆定律我們看到，在電源電壓不變的情況下，可以通過改變電路中的電阻來改變電流。【例題2】一只電流表的內部電阻值是0.2Ω，最大量程是3A，若把它直接接在3V的電源上，求通過電流表的電流大小是多少安?計算結果說明了什么？【詳解】根據(jù)歐姆定律I=UR，則通過計算得知，電流表中的電流達到15A，遠遠超過3A的測量范圍，電流表會因電流過大而燒壞，所以電流表是不允許直接與電源兩極相連的?！纠}3】一個定值電阻R與一個滑動變阻器串聯(lián)后接在電源上，用電壓表測得定值電阻兩端的電壓是6V，又用電流表測得通過定值電阻的電流是0.3A，求這個定值電阻R的阻值。根據(jù)歐姆定律I=UR，則通過該例題可以看出一種測量電阻的方法，即首先通過測量未知電阻兩端的電壓和通過該電阻的電流，然后應用歐姆定律算出電阻的大小。【精講點撥】1.電阻是表示導體本身一種性質的物理量。電阻的大小由導體的材料、長度、橫截面積等因素決定，與其端的電壓和通過的電流大小無關。公式表示導體的電阻在數(shù)值上等于導體兩端的電壓跟通過導體的電流的比值。2.對物理公式不能單純從數(shù)學的角度去理解電壓是電路中形成電流的原因，導體兩端不加電壓時，電流為零，但導體電阻依然存在。因此，不能認為電壓U跟電流I成正比，跟電阻R也成正比。公式U=IR表示導體兩端的電壓在數(shù)值上等于通過導體的電流和該導體電阻的乘積。【歸納整理】第2節(jié)歐姆定律【課堂練習】1.電流、電壓和電阻，是電路學習中三個重要的物理量，如圖所示情境粗略卻形象地反映了這三者之間的關系。①圖中丙與甲的關系反映了的關系，丙與乙的關系反映了的關系。②圖中信息還反映出導體的電阻與導體的有關，它們的關系可歸納為：相同條件下，?！敬鸢浮竣匐娏髋c電壓，電流與電阻；②橫截面積，導體的電阻隨導體橫截面積的減小而增大?！驹斀狻竣儆蓤D可知，乙阻礙丙的移動，所以乙表示電阻，甲推動丙運動，所以甲表示電壓，丙在甲的推動下通過導體，所以丙表示電流。圖中丙與甲的關系反映了電流與電壓的關系，丙與乙的關系反映了電流與電阻的關系。②由圖可知，乙通過減小導體的橫截面積來阻礙丙運動，所以圖中信息還反映出導體的電阻與導體的橫截面積有關。2．由歐姆定律公式可知（）A．同一導體兩端的電壓跟通過導體的電流成反比B．導體兩端的電壓為零時，因沒有電流通過，所以導體電阻為零C．導體中的電流越大，導體的電阻就越小D．導體電阻的大小，可用它兩端的電壓與通過的電流的比值來表示【答案】D?！窘馕觥緼．電壓是形成電流的原因，不會隨電流的變化而變化．此選項錯誤；B．導體兩端的電壓為0時，電流為0，但導體電阻不為0．此選項錯誤；C．導體中電流越大，說明兩端電壓越大，但電阻不變．此選項錯誤；D．在物理學中，導體的電阻等于兩端的電壓與通過的電流的比值．此選項正確．所以選D.3.如圖所示，電源電壓保持不變，開關S閉合后，把滑片P向左移動時，滑動變阻器接入電路的阻值將______，電壓表的示數(shù)將______（均填“變大”或“變小”）?！敬鸢浮孔冃。兇??！窘馕觥炕瑒幼冏杵髋c定值電阻串聯(lián)，滑動變阻器接入的是左邊部分，故滑片左移時，滑動變阻器阻值變小，總電阻變小，電流變大，由歐姆定律可知定值電阻兩端電壓變大，即電壓表示數(shù)變大。4．一段導體兩端的電壓為2V時，導體中的電流是200mA，它的電阻是______Ω；當該導體兩端電壓降為0V時，此時導體的電阻為_____Ω；當該導體的電流是0.4A時，該導體兩端的電壓為______V?！敬鸢浮?0，10，4.【解析】I=300mA=0.3A，導體的電阻為

R=U因電阻是導體本身的一種性質，與其兩端的電壓和通過的電流無關，所以當導體兩端的電壓降為0V時，該導體的電阻為10Ω不變；當通過導體的電流為0.4A時，導體兩端的電壓為U2=I2R=0.4A×10?=4V5.如圖所示的電路中，電阻阻值R1>R2。閉合開關S后，電阻R1、R2兩端的電壓分別為U1、U2，通過兩個電阻的電流分別為I1、I2。下列判斷中正確的是（）A．I1>I2B．I1=I2 C．U1=U2 D．U1<U2【答案】B?！窘馕觥坑蓤D知，閉合開關S，電阻R1、R2串聯(lián)，串聯(lián)電路中各處電流都相等，即I1=I2；又因為R1>R2，由U=IR可知：U1>U2，故ACD錯誤，B正確。故選B。6.如圖所示的電路中，若R1=10?，R2=5?，閉合開關S，此時，電壓表的示數(shù)為2.5V，則電源電壓為（）A．2.5V B．5V C．7.5V D．10V【答案】C.【解析】由電路圖知，兩個電阻串聯(lián)在電路中，電壓表測電阻R2的電壓。而電壓表的示數(shù)為2.5V，那么此時電路中的電流I2電路的總電阻R=R1+R2=10?+5?=15?所以電源電壓U=I2R=0.5A×15?=7.5V.故ABD不符題意，C符合題意。7．如圖所示是一個自動體重測試儀的工作原理圖，CB部分為導體，BA部分為絕緣體，下列有關說法中正確的是（）A．體重顯示表是用電壓表改裝成的B．體重測試儀電路由于缺少開關，始終處于通路C．體重測試儀所測體重越大，電路中的電流越小D．體重越大，體重顯示表的示數(shù)越大【答案D?！驹斀狻緼．由電路圖可知，體重顯示表串聯(lián)在電路中，所以體重顯示表是用電流表改裝成的，故A錯誤；B．體重測試儀電路雖然缺少開關，但是當體重測試儀的上方無物體時，滑片位于絕緣體的位置，電路處于斷路，故B錯誤；C．體重測試儀所測體重越大，滑動變阻器接入電路的電阻越小，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流越大，故C錯誤；D．當測試儀所測體重越大時，杠桿的左端下降、右端上升，滑片上移，滑動變阻器接入電路的電阻變小，根據(jù)I=U/R可知，電路中的電流變大，即體重顯示表的示數(shù)越大，故D正確。故選D。8.交警嚴查酒后駕車，如圖甲所示是酒精測試儀的原理圖，其中R1為定值電阻，R2為酒精氣體傳感器，其阻值隨酒精氣體濃度β變化曲線如圖乙所示，電源電壓恒定不變。如果駕駛員呼出的酒精氣體濃度越大，那么測試儀的（）A．傳感器兩端的電壓越大 B．電壓表示數(shù)越大C．通過傳感器的電流越小 D．電壓表示數(shù)不變【答案】B.【詳解】電阻R1與R2串聯(lián)，電壓表測R1的電壓；由圖象可知，隨酒精濃度的增大，酒精氣體傳感器R2阻值減小，酒精氣體傳感器R2的分壓減??；隨酒精濃度的增大，酒精氣體傳感器R2阻值減小，電路總電阻變小，電路電流變大，流過傳感器的電流變大；氣體傳感器R2的分壓減小，電源電壓不變，由串聯(lián)電路特點可知，電阻R1分壓變大，電壓表示數(shù)變大。故選B。9.如圖所示的電路，電源電壓保持不變，電阻R1、R2分別為20Ω和30Ω，只閉合開關S1時，電流表的示數(shù)為0.3A，求：（1）電源電壓；（2）S1、S2均閉合時，電流表的示數(shù)?！窘馕觥浚?）只閉合開關S1時，電源電壓U=I1R1=0.3A×20?=6V.（2）S1、S2均閉合時，此時兩電阻并聯(lián)，流過R2電流為I2=電流表的示數(shù)I=I1+I2=0.3A+0.2A=0.5A10.如圖甲所示，電源由n節(jié)新干電池串聯(lián)而成且不變，滑動變阻器R上標有“20Ω2A”字樣，閉合電鍵，小李同學將滑片P滑到變阻器的中點附近時（變阻器接入電阻約為10Ω），電流表的指針如圖乙所示，求：①電源中的新干電池節(jié)數(shù)n，電源總電壓U。②在不損壞電路元件的前提下，該變阻器在本電路中能改