第2節(jié)歐姆定律（教學設(shè)計）年級九年級學科物理教師課題第2節(jié)歐姆定律教學目標物理觀念理解歐姆定律的內(nèi)容及表達式；能運用歐姆定律分析解決簡單的電路問題?？茖W思維通過計算，學會解答電學計算題的一般方法，培養(yǎng)學生的邏輯思維能力以及解答電學問題的良好習慣。科學探究通過實驗探究電流跟電壓、電阻的定量關(guān)系，分析歸納得到歐姆定律?？茖W態(tài)度與責任在實驗探究中，學習科學家研究問題的方法，培養(yǎng)嚴謹?shù)牧晳T和實事求是的態(tài)度；通過了解物理學知識對人類生活和社會發(fā)展的影響，培養(yǎng)正確的科學價值觀。教材分析本節(jié)內(nèi)容由“分析理解歐姆定律內(nèi)容及表達式”和“歐姆定律簡單應(yīng)用”兩部分構(gòu)成、通過完成上一節(jié)“探究電流與電壓、電阻關(guān)系”的實驗任務(wù)，運用數(shù)學方法分析、處理實驗數(shù)據(jù)，得出電流與電壓、電阻的關(guān)系即歐姆定律。這樣編排既符合學生由易到難、由簡到繁的認知規(guī)律，又保持了知識的結(jié)構(gòu)性、系統(tǒng)性。理解定律的內(nèi)容以及其表達式、變換式的意義是本節(jié)課的重點。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。在教學中根據(jù)探究得到的兩個結(jié)論，運用數(shù)學方法進行推導分析，便可得到歐姆定律的內(nèi)容及其變形公式。通過例題進行公式的簡單運用，對于教材提供的兩個簡單計算例題，應(yīng)注重解題方法、思路、格式等方面的要求和規(guī)范。為擴大學生的知識面，教材通過科學世界“酒精測試儀”培養(yǎng)學生熟練應(yīng)用歐姆定律分析、解釋有關(guān)現(xiàn)象的能力。學情分析1.知識儲備分析：在學習歐姆定律之前，學生已經(jīng)學習了電流、電壓、電阻等基本概念，并初步掌握了相關(guān)的測量方法和簡單電路的連接。此外，學生也具備了一定的數(shù)學基礎(chǔ)和邏輯推理能力，為學習歐姆定律提供了良好的基礎(chǔ)。2.學習興趣與態(tài)度分析：九年級的學生正處于青春期，好奇心強，對新鮮事物充滿興趣。同時，由于物理學科與實際生活密切相關(guān)，學生往往對物理實驗和現(xiàn)象產(chǎn)生濃厚的興趣。然而，由于物理知識的抽象性和復雜性，部分學生可能會感到學習困難，產(chǎn)生畏難情緒。因此，在教學過程中，需要注重激發(fā)學生的學習興趣和積極性，通過生動有趣的教學方法和手段，引導學生積極參與課堂學

習和討論。3.學習難點分析：歐姆定律涉及到多個物理量之間的定量關(guān)系，較為抽象，對于學生來說理解和應(yīng)用起來可能會存在一定的困難。例如，學生可能在理解歐姆定律表達式中各物理量的對應(yīng)關(guān)系以及同時變化的情況時感到困惑；在運用歐姆定律進行計算時，可能會出現(xiàn)公式選擇錯誤等問題。此外，將抽象的物理規(guī)律應(yīng)用到實際生活場景中，對于部分學生而言也是一個挑戰(zhàn)，他們可能難以將實際問題轉(zhuǎn)化為物理模型，從而正確運用定律解決問題。教學重點理解定律的內(nèi)容以及其表達式、變換式的意義是本節(jié)課的重點。教學難點運用數(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。教學器材多媒體ppt，包含視頻：《歐姆定律》、《歐姆定律的應(yīng)用》等。教學過程教師活動學生活動導入新課【提問】回憶上節(jié)課的實驗結(jié)論：①在電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比。②當導體的電壓一定時，通過導體的電流跟導體的電阻成反比。這個結(jié)論是否具有普遍性？電流、電壓、電阻之間有沒有定量的關(guān)系？學習新課一、歐姆定律早在19世紀20年代，德國物理學家歐姆就對電流跟電阻和電壓之間的關(guān)系進行了大量實驗研究，發(fā)現(xiàn)對大多數(shù)導體而言，上面的規(guī)律是成立的，并進一步歸納得出了下面的歐姆定律。1.歐姆定律的內(nèi)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.數(shù)學表達式（1）如果用U表示導體兩端的電壓，R表示導體的電阻，I表示導體中的電流，那么用公式表示就是：I（2）各物理量的單位：電壓U：伏特（V）；電阻R：歐姆（Ω）；電流I：安培（A）。3.物理意義對于同一導體而言，電阻一定，加在導體兩端的電壓增大幾倍，導體中的電流就增大幾倍；當電壓一定時，導體中的電阻增大幾倍，導體中的電流就變?yōu)樵瓉淼膸追种弧?.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(zhì)，只與導體的材料、長度、橫截面積及溫度有關(guān)，與加在兩端的電壓和流過的電流大小無關(guān)。5.對公式I=（1）統(tǒng)一性：I、U、R必須使用國際單位制，即U的單位是V，R的單位是Ω，I的單位是A。（2）同一性：I、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(yīng)。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(guān)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I=UR（4）條件性：定律中提到的“成正比”和“成反比”的兩個關(guān)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?！纠}1】對歐姆定律公式I=U/R的理解，下列說法不正確的是（D）A．對某一段導體來說，導體中的電流跟它兩端的電壓成正比B．在相同電壓的條件下，不同導體中的電流跟電阻成反比C．導體中的電流既與導體兩端的電壓有關(guān)，也與導體的電阻有關(guān)D．導體的電阻由導體兩端的電壓和通過導體的電流決定注意歐姆定律使用的問題。做例題1，理解歐姆定律。學習新課二、歐姆定律的應(yīng)用2.利用歐姆定律解答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(guān)系；利用歐姆定律和串、并聯(lián)電路電流、電壓的關(guān)系列出關(guān)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?qū)懹嬎憬Y(jié)果時不要忘記單位。第四步：討論結(jié)果的合理性，得出答案。3.動態(tài)電路分析如圖所示，電源電壓保持不變，開關(guān)S閉合后，把滑動變阻器的滑片P向左移動時，分析電流表示數(shù)、電壓表示數(shù)的變化情況?！痉治觥炕瑒幼冏杵髋c定值電阻串聯(lián)，滑動變阻器接入電路的是左邊部分，把滑片左移時，滑動變阻器阻值變小，電路總電阻變小，因為電源電壓不變，由歐姆定律I=U/R可知，電路中電流變大；又因為定值電阻不變，根據(jù)UR=IR可知，R兩端電壓變大，即電壓表示數(shù)變大。4.利用歐姆定律解釋電源短路、電流表、電壓表的連接（1）電源短路：導線的電阻接近0，根據(jù)歐姆定律I=U/R可知，當電阻接近0時，電路中的電流將趨向于無限大，會燒壞電源和導線，所以絕對不能把電源兩極直接用導線相連，否則會造成電源短路。（2）電流表為何串聯(lián)在電路中、電壓表為何并聯(lián)在電路中電流表電阻很小，相當于導線，若將電流表直接連在電源的兩端，情形跟上述情況相同，因此不允許將電流表直接接在電源兩端。電壓表電阻很大，有電壓表的支路相當于開路，所以只要電源電壓不超過電壓表的量程，就可以將電壓表直接接在電源兩端。5.酒精測試儀我國刑法規(guī)定，從2011年5月1日起，駕駛員醉酒后駕車要負刑事責任。目前，大多數(shù)國家都采用呼氣式酒精測試儀，對駕駛員進行現(xiàn)場檢測。（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R2（相當于隨酒精氣體濃度變化的變阻器）、一個定值電阻R1和一個電壓表組成。酒精氣體傳感器的電阻值R2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R2的電阻值越小，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R1兩端的電壓U1＝IR1越大，電壓表的示數(shù)越大，即測試儀的示數(shù)越大?！静シ乓曨l】——《歐姆定律》【例題2】如圖所示，閉合開關(guān)后，電阻為R的電阻器兩端電壓為6V，通過電阻器的電流為0.3A。（1）計算電阻器的電阻R。（2）調(diào)節(jié)電源電壓，當電阻器兩端電壓變?yōu)樵瓉淼?倍時，通過電阻器的電流為原來的幾倍?【答案】（1）電阻器的電阻20Ω；（2）0.4A?！纠}3】一只電流表的內(nèi)部電阻是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?計算結(jié)果說明了什么？【答案】根據(jù)歐姆定律，通過電流表的電流15A。通過計算得知，電流表中的電流達到，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。

【例題4】如圖所示，科技小組運用電學知識設(shè)計了一個電子身高測量儀。已知定值電阻R1=5Ω，電源電壓恒為4V，R2的規(guī)格為“20Ω0.5A”，電壓表量程為0~3V，電流表量程為0~0.6A。根據(jù)以上信息，請回答下列問題。（1）當被測身高增加時，電壓表的示數(shù)______（選填“變大”、“變小”或“不變”）；（2）當R2實際接入的電阻值為5Ω時，電流表的讀數(shù)是多少？（3）為保證各元件安全，變阻器R2接入電路中的最小阻值是多少？【答案】變大；0.4A；3Ω。會運用歐姆定律分析動態(tài)電路。會運用歐姆定律解釋電源短路、電流表、電壓表的連接等問題。會運用歐姆定律分析酒精測試儀、車重表的原理。例題教學的目的是加強學生對歐姆定律公式的理解，以及訓練學生利用該公式解決實際問題的能力。重點是加深對歐姆定律的應(yīng)用的理解。應(yīng)注重解題方法、思路、格式等方面的要求和規(guī)范。課堂練習課堂練習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(guān)系。①圖中丙與甲的關(guān)系反映了的關(guān)系，丙與乙的關(guān)系反映了的關(guān)系。②圖中信息還反映出導體的電阻與導體的有關(guān)，它們的關(guān)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(guān)系反映了電流與電壓的關(guān)系，丙與乙的關(guān)系反映了電流與電阻的關(guān)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(guān)。2.如圖所示，電源電壓保持不變，開關(guān)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?，變大?！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。3.如圖所示的電路中，電阻阻值R1>R2。閉合開關(guān)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(guān)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。4.如圖所示是某同學設(shè)計的測定油箱內(nèi)油面高度的實驗裝置。下列說法不正確的是（）A．液面越高，電流表示數(shù)越大 B．液面越高，R的有效阻值越小C．油量表是電壓表 D．定值電阻R0的主要作用是保護電路【答案】C.【解析】AB．由題意知，油箱內(nèi)油面升高時，金屬滑片向下端移動，變阻器接入電路中的電阻變小，電路中的總電阻變小，由I=U/R可知，電路中的電流變大，即電流表的示數(shù)變大，故AB正確，不符合題意；CD．油量表串聯(lián)中電路中，油量表是電流表，如果油箱中的油越來越多時，金屬滑片向下端移動，滑動變阻器的阻值就會越來越小，此時電路中的電流就會越來越大，為了防止由于電流過大或出現(xiàn)短路而燒壞油量表（電流表），應(yīng)該給電路中串聯(lián)一個定值電阻R0，這樣就可以防止電路中的電流過大而燒壞儀表，所以該同學在設(shè)計中使用電阻R0的作用是保護電路，故C正確，符合題意，D正確，不符合題意。故選C。5.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(guān)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(guān)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電流為電流表的示數(shù)I=I1+I2=0.3A+0.2A=0.5A6.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，