九年级物理全册 第十五章 第二节 科学探究：欧姆定律学案 （新版）沪科版

九年级物理全册 第十五章 第二节 科学探究：欧姆定律学案 （新版）沪科版教材解读本节课是电学中最重要的章节之一，是前面所学的三个物理量电流、电压和电阻定量规律的总结。欧姆定律是一条非常重要的电学规律，学好本节对于今后进行电路的探究和电学物理量的计算有至关重要的作用。本节内容主要包括两部分：电流的大小与哪些因素有关及欧姆定律。本节为科学探究类型课，通过实验来探究电流与电压和电阻的定量关系，即欧姆定律。“电流的大小与哪些因素有关”这部分是采用科学探究中被广泛运用的控制变量法来进行的，分别研究电流与电压、电流与电阻的定量关系，让学生熟悉科学探究的几个主要环节，完整地体验对一个问题进行科学探究的全过程。“欧姆定律”部分则是由学生讨论、概括，师生共同归纳、总结得出的。建议用两个课时完成教学：第一课时完成“电流的大小与哪些因素有关”的教学；第二课时完成“欧姆定律”的教学。教学目标知识与技能通过实验探究电流与电压、电阻的关系。尝试采用图像法来分析实验数据。通过实验探究电流与电压和电阻的定量关系，分析归纳得出欧姆定律。会运用欧姆定律分析解决简单的电路问题。过程与方法利用“控制变量法”“图像分析法”和“归纳法”对电流与电压、电阻的定量关系进行实验探究，让学生经历科学探究的全过程。情感、态度与价值观结合欧姆的故事，培养学生严谨的科学态度和坚持不懈的科学精神，形成尊重事实、探究真理的科学态度。重点难点重点采用“控制变量法”和“图像分析法”探究电流与电压、电阻的定量关系。分析归纳得出欧姆定律的内容及其表达式，理解其变换式的物理意义。难点电流表、电压表及滑动变阻器在同一电路中的正确连接，对“控制变量法”的理解。用“图像法”分析实验数据和对实验结果的评估。欧姆定律的灵活运用。实验探究在探究实验中，教师要引导学生自己根据探究的目的设计实验，根据电压及电阻分析与电流的关系，然后利用控制变量法进行探究，明确哪些物理量是变量、哪些物理量是不变量，并设计实验。教师要引导学生明确如何得到多组数据，在探究电流与电压的关系时，电压的变化可以通过改变电池的节数或移动滑动变阻器来实现；在探究电流与电阻的关系时，需要通过更换不同阻值的电阻来实现变量的变化。实验注意实验中接入滑动变阻器的目的是：a.保护电路；b.改变电路中的电流和电阻两端的电压，以便多次测量。在连接电路的过程中，开关应处于断开状态，防止在连接过程中出现短路现象。当定值电阻R不变时，通过改变滑动变阻器的阻值来改变定值电阻R两端的电压大小。在电压不变，探究电流与电阻的关系时，定值电阻R增大，如何调节滑动变阻器才能使更换后的定值电阻R两端的电压保持不变？使滑动变阻器的阻值增大。这里只需让学生注意到这个实验现象，不用从理论上分析，为后面学习串联电路中的分压原理埋下伏笔。典案导学设计第1课时电流的大小与哪些因素有关学点1探究电流与电压的关系小组之间交流、讨论，完成下列问题：设计实验：在探究电流与电压的关系时，你认为应该控制的物理量是_电阻_，应该改变的物理量是_电压_；为了实现定量，实验中需要选用_定值电阻_(选填“定值电阻”或“小灯泡”)，为了实现变量，采取的方法是_电路中串联滑动变阻器，利用它改变定值电阻两端的电压_。实验电路图：由设计的实验方案，试着画出实验电路图。图1522进行实验：根据电路图，连接实物图，调节滑动变阻器的滑片，使电阻R两端的_电压_成倍数地变化，再记录对应的_电流_值。实验结论：保持_电阻_不变时，电流跟电压成_正比_关系。知识拓展：滑动变阻器在此探究过程中的作用：_保护电路_；_改变定值电阻两端的电压_。学点2探究电流与电阻的关系由探究电流与电压的关系，再试着讨论、交流一下如何正确探究出电流与电阻的关系，能否在小组之间解决下面的问题：设计实验：在探究电流与电阻的关系时，你认为应该控制的物理量是_电压_，改变的物理量是_电阻_；实验中为了实现定量，采取的方法是_调节滑动变阻器，使电压表示数保持不变_，为了实现变量，采取的方法是_换用不同阻值的定值电阻_。探究过程：按图1523连接电路，接入5 的定值电阻，观察电流表和电压表的示数。当将5 的定值电阻换为10 的定值电阻时，电压表的示数会_变大_，电流表的示数会_变小_，此时应该再_调节滑动变阻器，使电压表的示数保持不变_。图1523在这一探究过程中，滑动变阻器的作用：_保护电路_；_控制电阻两端的电压不变_。实验结论：保持_电压_不变时，电流跟电阻成_反比_关系。知识拓展：在实验探究的过程中，由于多个因素影响电流的大小，所以用_控制变量法_来研究电流、电压、电阻三个物理量之间的变化关系。在探究电流与电压的关系时，保持_电阻_不变；在探究电流与电阻的关系时，保持_电压_不变。第2课时欧姆定律学点1欧姆定律自学教材的P100、P101“欧姆定律”部分内容，回答下列问题：问题1：结合电流与电压、电阻的关系，我们可以得出：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_。这个规律叫_欧姆定律_。问题2：如果用U表示导体两端的_电压_，R表示导体的_电阻_，I表示导体中的_电流_，那么欧姆定律用公式可以表示为_I_。公式中电流、电压、电阻的单位分别为_A_、_V_、_。问题3：由欧姆定律的公式可以变形出电压的计算公式为_UIR_，电阻的计算公式为_R_。问题4：小组交流、讨论，欧姆定律的表达式I与电阻的计算公式R相似，那么它们含义相同吗？答案 公式I的含义：电压是形成电流的原因，没有电压就没有电流，电流的大小取决于导体本身的电阻和导体两端所加的电压。在电阻一定的情况下，通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比；在电压不变的情况下，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。电阻的计算式R，是欧姆定律的变形公式，表示当导体两端所加的电压为U，导体中通过的电流为I时，则这段导体的电阻值可以由U与I的比值来计算。但导体的电阻是由导体本身的性质决定的，对于确定的电阻，其电阻值是不变的，即不随电压、电流的变化而变化，故不能说成“R与U成正比，与I成反比”。学点2欧姆定律的有关计算结合教材P101的例题1，与小组交流一下，如何正确计算出通过照明灯的电流？图1524思维点拨：要想正确计算出通过照明灯的电流，首先根据题意画出_电路图_，并在图上标明已知量的符号和数值，以及未知量的符号，明确已知量和所求量，然后利用_欧姆定律_解题。知识拓展：在利用欧姆定律进行相关计算时，需注意：注意统一单位，都使用国际单位制中的单位，电流的单位是_安培(A)_，电压的单位是_伏特(V)_，电阻的单位是_欧姆()_；同一性：公式中的电流、电压、电阻必须是_同一个导体_或_同一段电路_上对应的物理量；同时性：电路中的电流、电压、电阻具有同时性，即在同一段电路上，由于开关的闭合与断开或滑动变阻器滑片的移动，都将引起电路的变化，因此计算时，公式I中的三个物理量是对应_同一时间_的量。