15.2科学探究：欧姆定律（课件）2024-2025-沪科版物理九年级全一册.pptx

1、第二节第二节 科学探究：欧姆定律科学探究：欧姆定律第十五章第十五章 探究探究电路电路知识点知识点电流与电压及电阻的关系电流与电压及电阻的关系知知1 1讲讲1问题问题:电路中的电流是电路工作的重要指标，而电流大电路中的电流是电路工作的重要指标，而电流大小与小与哪些哪些因素有关？因素有关？猜想猜想:电流与电压以及电阻有关。电流与电压以及电阻有关。猜想猜想的的依据依据:(1)电压电压是电流形成的原因；是电流形成的原因；(2)导体导体电阻对电流的阻碍作用。电阻对电流的阻碍作用。知知1 1讲讲设计实验一设计实验一 保持电阻一定，改变电压，测量电流。保持电阻一定，改变电压，测量电流。1.实验思路实验思路

2、探究电流大小与电压的关系时，需要保持电路探究电流大小与电压的关系时，需要保持电路中的中的电阻不变，改变电阻两端的电压。电阻不变，改变电阻两端的电压。2.实验器材实验器材 选用电压表测电阻两端的电压。选用选用电压表测电阻两端的电压。选用电流电流表测表测通过电阻的电流。选用定值电阻作为研究对象。通过电阻的电流。选用定值电阻作为研究对象。方法点拨方法点拨一个物理量可能一个物理量可能有多有多个因素影响它，个因素影响它，探究时探究时应采用应采用控制变量法控制变量法设计设计实验。实验。在这个实验中，在这个实验中，我们我们采用如下两个步骤：采用如下两个步骤：(1)保持电阻一定保持电阻一定，改变电压改变电压，

3、测量电流。，测量电流。(2)保持电压一定保持电压一定，改变电阻改变电阻，测量电流，测量电流。知知1 1讲讲知知1 1讲讲思考结论思考结论研究研究“电流与电流与电压的电压的关系关系”时，不能选小时，不能选小灯泡灯泡作为研究作为研究对象，对象，因为小因为小灯泡的电阻随温度灯泡的电阻随温度的升高的升高而增大。而增大。深度思考深度思考 实验实验中的定值电阻可以用小灯泡代替吗？中的定值电阻可以用小灯泡代替吗？知知1 1讲讲3.实验实验电路图电路图(图图1)知知1 1讲讲4.进行实验与收集证据进行实验与收集证据(1)按照按照电路图连接电路。电路图连接电路。(2)闭合闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，测出多组

4、电压值和开关，调节滑动变阻器的滑片，测出多组电压值和电流值电流值，并将测量结果填入表中，并将测量结果填入表中。实验数据：实验数据：实验次数实验次数电阻电阻/电压电压/V电流电流/A1510.221.50.3350.4知知1 1讲讲5.分析实验数据，归纳电流与电压的关系分析实验数据，归纳电流与电压的关系(1)数学数学方法，观察发现：在电阻一定的情况下，电压增加方法，观察发现：在电阻一定的情况下，电压增加几倍几倍，电流，电流就增加几倍。但是每次电压与电流的比值不就增加几倍。但是每次电压与电流的比值不变。变。数学上数学上称电流与电压成正比称电流与电压成正比。知知1 1讲讲(2)图像图像法，利用数学上

5、的法，利用数学上的“描点法描点法”，在坐标图中画出电，在坐标图中画出电流流随电压随电压变化的图像变化的图像。观察发现：图线是观察发现：图线是一一条条过原点的直线，过原点的直线，由由此此可知，电阻可知，电阻一定时，一定时，电流电流与电压成正比。与电压成正比。知知1 1讲讲小方法，大道理小方法，大道理毫无疑问，图像毫无疑问，图像法处理法处理实验数据优点是实验数据优点是直观直观。同时，图像。同时，图像法在法在处理批量处理批量数据时，还有数据时，还有明显的明显的优势，我们发现优势，我们发现大多数的大多数的数数据在某个据在某个区域区域(比如比如一条直线一条直线上上)，说明，说明成正比成正比例关系；部分例

6、关系；部分数数据在据在直线两侧，说明这直线两侧，说明这可能可能是实验误差；还有是实验误差；还有部分部分数据在离直数据在离直线很远线很远的区域的区域，说明这些数据，说明这些数据可能可能是无效数据。是无效数据。知知1 1讲讲设计实验二设计实验二 保持电压不变，改变电阻，测量电流。保持电压不变，改变电阻，测量电流。电路电路设计、器材选择、实验电路图等如前所述。设计、器材选择、实验电路图等如前所述。(1)按照电路图按照电路图(图图1)连接连接电路。电路。(2)闭合闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3 V，记录，记录电流表的示数，并将测量结果填入

7、表中。更电流表的示数，并将测量结果填入表中。更换不同换不同的定的定值电阻，重复实验。值电阻，重复实验。知知1 1讲讲实验数据：实验数据：分析实验数据，归纳电流与电阻的关系：保持电压不变时，分析实验数据，归纳电流与电阻的关系：保持电压不变时，电流电流跟电阻成反比跟电阻成反比。实验次数实验次数电压电压/V电阻电阻/电流电流/A1350.62100.33150.2知知1 1讲讲思考结论思考结论在电压一定时，在电压一定时，导体导体的电阻与通过导体的电阻与通过导体的电流的电流成反比的结成反比的结论是论是错误错误的。的。电阻只和导体电阻只和导体的材料的材料、长度、横截面积、长度、横截面积、温度、温度有关，

8、和电有关，和电流、流、电压无关电压无关深度思考深度思考 在在电压一定时，导体的电阻与通过导体的电流电压一定时，导体的电阻与通过导体的电流成成反比，这个反比，这个结论正确吗？结论正确吗？知知1 1练练例 1探究探究“电流与电压及电阻的关系电流与电压及电阻的关系”。(1)请请根据图根据图3 甲中电路图，用笔画线代替导线将实物甲中电路图，用笔画线代替导线将实物图图乙连接乙连接完整，使滑动变阻器的滑片完整，使滑动变阻器的滑片P 向右移动时，向右移动时，接入电路的接入电路的电阻变电阻变大。大。知知1 1练练解析解析：滑动变阻器的滑片：滑动变阻器的滑片P 向右移动时，接入向右移动时，接入电路的电路的电阻变

9、大，滑动变阻器左下接线柱应连入电路中，电阻变大，滑动变阻器左下接线柱应连入电路中，如图如图4所所示。示。解解：如：如图图4 所示。所示。知知1 1练练(2)探究探究“电流与电压的关系电流与电压的关系”时，某小组在时，某小组在a、b 间接入间接入电阻电阻R1，移动滑片，移动滑片P，将测量数据记录在表一中，当电，将测量数据记录在表一中，当电压表示数为压表示数为2.0 V时时，对应的电流值如图，对应的电流值如图3 丙所示，丙所示，为为_A。表一表一(R1)U/V1.02.03.0I/A0.200.600.4知知1 1练练另另一小组使用一小组使用其他阻值其他阻值的电阻的电阻R2，测量数据如表二所示，测

10、量数据如表二所示，根据两组数据描绘出根据两组数据描绘出相应的相应的I-U 图像如图图像如图3 丁所示丁所示。表二表二(R2)U/V0.81.62.6I/A0.080.160.26知知1 1练练解析解析：探究：探究“电流与电压的关系电流与电压的关系”时，某小组在时，某小组在a、b 间接入间接入电阻电阻R1，移动滑片，移动滑片P，将测量数据记录在表，将测量数据记录在表一中，当一中，当电压电压表示数为表示数为2.0 V 时，对应的电流值如图时，对应的电流值如图丙所示，丙所示，电流表选用电流表选用小量程，分度值为小量程，分度值为0.02 A，电流，电流为为0.4 A；根据两组数据根据两组数据描绘出相应

11、的描绘出相应的I-U 图像。图像。知知1 1练练(3)根据根据描绘出的描绘出的I-U 图像可以得出结论：在电阻图像可以得出结论：在电阻一定时一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成通过导体的电流与导体两端的电压成 _；其中其中图图线线_表示表示的是的是R1 的的I-U 图像。图像。正比正比知知1 1练练解析解析：因描绘出的：因描绘出的I-U 图像图像都为都为过原点的直线，故过原点的直线，故可以得出结论：在电阻一定时，通过可以得出结论：在电阻一定时，通过导体导体的电流与的电流与导体两端的电压成正比。由图丁可知，电流导体两端的电压成正比。由图丁可知，电流相等时相等时对应的电压大，对应的电阻小，故图

12、丁中图线对应的电压大，对应的电阻小，故图丁中图线 表示的表示的是是R1 的的I-U 图像。图像。知知1 1练练(4)探究探究“电流与电压的关系电流与电压的关系”时，测量了多组数据，其时，测量了多组数据，其目目的是的是_(填填字母字母序号序号)。A.寻找普遍规律寻找普遍规律B.取平均值减小误差取平均值减小误差解析解析：探究：探究“电流与电压的关系电流与电压的关系”时时，进行，进行了多组数了多组数据的测量，其目的是寻找普遍规律，故选据的测量，其目的是寻找普遍规律，故选A。A知知1 1练练(5)在在“探究电流与电阻关系探究电流与电阻关系”的实验中：连接好电路后，的实验中：连接好电路后，闭合闭合开关，

13、发现电压表有示数且接近电源电压，电流表开关，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，其无示数，其原因原因可能可能是是_。问题解决之后，问题解决之后，实验过程中，实验过程中，将将5 的电阻更换为的电阻更换为10 的电阻时，应将的电阻时，应将滑动变阻器的滑片滑动变阻器的滑片P 向向_(填填“A”或或“B”)端端移动，移动，使电压表示使电压表示数数_。定值电阻定值电阻开路开路B保持保持不变不变知知1 1练练解析解析：闭合开关后，电流表无示数，说明电路为开：闭合开关后，电流表无示数，说明电路为开路，电压表路，电压表有示有示数且接近电源电压，说明电压表与数且接近电源电压，说明电压表与电源的两端连通

14、，所以电源的两端连通，所以故障故障可能为定值电阻开路；可能为定值电阻开路；将将5 的电阻更换为的电阻更换为10 的的电阻时电阻时，电阻增大，其，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻关系的分得的电压增大；探究电流与电阻关系的实验实验中，中，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的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规律可知，应增大滑动变阻器分得的电压，由分压，应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理知，应原理知，应增大滑动增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向以滑片应向B 端移动，使端移动，使电压电压表示数保持不变。表示数保持不变。知知1

15、1练练解题秘方解题秘方：主要从实验的设计、步骤、数据分析等主要从实验的设计、步骤、数据分析等方面方面正确正确理解探究电流与电压、电阻关系的实验。理解探究电流与电压、电阻关系的实验。知知1 1练练操作点拨操作点拨1.将将5 电阻换电阻换成成10 电阻时，应当电阻时，应当调节调节滑动变阻器，滑动变阻器，使使得电压得电压表示数保持不变表示数保持不变，在，在调节滑动变阻器时调节滑动变阻器时，眼睛，眼睛应当盯着电压表。应当盯着电压表。2.调节滑片的方向是调节滑片的方向是个重要个重要的问题。基本的问题。基本方法方法是：换大电是：换大电阻就阻就把滑把滑片往电阻大的片往电阻大的方向调方向调。换小的电阻就。换小

16、的电阻就把滑把滑片片往电阻小的往电阻小的方向方向调。调。知知1 1练练特别提醒特别提醒定律中定律中“成正比成正比“”“”成反比成反比”这两个关系，这两个关系，分别有分别有不同的前提条件，即不同的前提条件，即在导体在导体的电阻一定时，的电阻一定时，通过通过这段导这段导体的电流跟体的电流跟它两端它两端的电压成正比的电压成正比;当导体当导体两端的电压一定两端的电压一定时时，通过，通过这段导体的电流这段导体的电流跟它跟它的电阻成反比。的电阻成反比。知知1 1练练1.在在“探究电流和探究电流和电压电压的关系的关系”和和“探究电流和探究电流和电阻电阻的关系的关系”两两个实验中，个实验中，下列下列说法说法正

17、确的正确的是是()A.两个实验多次两个实验多次实验的实验的目的都是得到目的都是得到普遍性普遍性实验结论实验结论B.探究电流和电压探究电流和电压的关系的关系实验中，实验中，滑动变阻器滑动变阻器的作用的作用主要是主要是控制定值电阻控制定值电阻两端电压两端电压一定一定C.在探究电流和在探究电流和电阻的电阻的关系实验中，关系实验中，滑动滑动变阻器的作变阻器的作用用主要主要是改变定值是改变定值电阻两端电阻两端的电压的电压D.两个实验都用到两个实验都用到的实验的实验探究方法是探究方法是转换法转换法A知知2 2讲讲知识点知识点欧姆定律欧姆定律2知知2 2讲讲(4)公式公式中各符号代表的物理量及单位中各符号代

18、表的物理量及单位符号符号物理量物理量单位单位U电压电压伏特伏特(V)R电阻电阻欧姆欧姆()I电流电流安培安培(A)知知2 2讲讲2.对欧姆定律的理解对欧姆定律的理解(1)欧姆定律欧姆定律是将两个探究实验的结论进行综合而归纳是将两个探究实验的结论进行综合而归纳总结总结出来出来的。的。(2)欧姆定律欧姆定律的适用范围的适用范围适用于纯电阻电路，而在电动机正常工作时，欧姆定律适用于纯电阻电路，而在电动机正常工作时，欧姆定律不能不能用于电动机的计算。用于电动机的计算。知知2 2讲讲(3)电流电流与电压的关系和电流与电阻的关系都可以用图像与电压的关系和电流与电阻的关系都可以用图像法法进行进行研究。同时注

19、意对比两图像，如图研究。同时注意对比两图像，如图5 所示。所示。知知2 2讲讲知知2 2练练例 2知知2 2练练知知2 2练练对于对于同一个定值电阻，电阻一定，导体两端同一个定值电阻，电阻一定，导体两端的电压的电压增大增大几倍，通过它的电流也增大几倍，电压与电流的几倍，通过它的电流也增大几倍，电压与电流的比值不比值不变变，故，故C 正确；电源提供电压，电压使电路中形成了电正确；电源提供电压，电压使电路中形成了电流，流，不能不能说导体两端的电压跟通过导体的电流成正比，说导体两端的电压跟通过导体的电流成正比，故故D 错误。错误。答案答案：C知知2 2练练物理模型物理模型欧姆定律的欧姆定律的理解模型

20、理解模型：知知3 3讲讲知识点知识点欧姆定律公式的应用欧姆定律公式的应用3对于一个导体，只要知道电压、电流和电阻中的两个对于一个导体，只要知道电压、电流和电阻中的两个量，量，就可以就可以利用欧姆定律公式求出第三个量。利用欧姆定律公式求出第三个量。2.运用欧姆定律公式时要注意以下三点运用欧姆定律公式时要注意以下三点(1)注意三个量的同一性：即在运用公式进行计算时，要注意三个量的同一性：即在运用公式进行计算时，要注意三注意三个量的对应关系，不能张冠李戴。个量的对应关系，不能张冠李戴。(2)注意三个量单位的统一性：公式中的三个物理量必须注意三个量单位的统一性：公式中的三个物理量必须使用国际单位制中的

21、单位，电压使用国际单位制中的单位，电压伏特伏特(V)，电流电流安安培培(A)，电阻，电阻欧姆欧姆()。知知3 3讲讲(3)注意三个量的同时性：例如，在同一电路中，由于滑注意三个量的同时性：例如，在同一电路中，由于滑动动变阻器变阻器滑片的移动，接入电路的电阻变化，总电阻的滑片的移动，接入电路的电阻变化，总电阻的变化变化会导致会导致电流与部分电路两端电压的变化，应用该公电流与部分电路两端电压的变化，应用该公式时，式时，三个三个量要是同一时刻的。量要是同一时刻的。知知3 3讲讲知知3 3讲讲知知3 3练练中考中考金昌金昌 在如图在如图7 所示的电路中，电源电压保持所示的电路中，电源电压保持不变不变，

22、电阻，电阻R1 的阻值为的阻值为30，闭合开关，闭合开关S1，断开开，断开开关关S2，电流表，电流表A1 的示的示数为数为0.3 A；闭合闭合开关开关S1 和和S2，电流表，电流表A 2 的的示数为示数为1.2 A。求：。求：例 3知知3 3练练解题秘方解题秘方：理解理解欧姆定律，并学会将欧姆定律运用欧姆定律，并学会将欧姆定律运用到到并联电路并联电路中。中。知知3 3练练(1)电源电压电源电压U；知知3 3练练(2)电阻电阻R2 的阻值。的阻值。知知3 3练练技巧点拨技巧点拨运用欧姆定律运用欧姆定律计算的计算的一般步骤：一般步骤：(1)画出被研究的部分画出被研究的部分电路电路或者简化电路，或者简化电路，做到做到直观形象。直观形象。(2)在在电路上标注电路上标注已知量已知量与所求量，做到与所求量，做到心中有数心中有数。(3)对于对于同一段导体，同一段导体，运用运用知二求一知二求一(U、I、R三三个量中知个量中知道道其中的其中的两个，另一个就两个，另一个就可以求可以求出了出了)的方法的方法求出求出。(4)结合串、并联电路结合串、并联电路的特点的特点进一步拓展。进一步拓展。科学探究：科学探究：欧姆定律欧姆定律欧姆定律欧姆定律内容内容理解理解表达式表达式定性分析定性分析定量计算定量计算探究探究电流与电流与电电压的压的关系关系电流与电流与电电阻的阻的关系关系