第十二章欧姆定律第一节探究-电流与电压、电阻的关系
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欧姆定律电流电阻与电压的关系欧姆定律是电学中的基本定律之一,描述了电流、电阻和电压之间的关系。
根据欧姆定律,当一个导体中施加电压时,电流将与电阻成正比,与电压成反比。
本文将详细探讨欧姆定律中电流、电阻和电压的关系。
一、电流是如何与电阻和电压相关联的?根据欧姆定律,电流(I)与电压(V)和电阻(R)之间的关系可以用以下公式表示:I = V / R其中,I代表电流,V代表电压,R代表电阻。
这个公式揭示了电流与电压和电阻之间的直接关系。
二、电压的影响因素电压指的是电流在电路中的推动力,即电流流动的动力来源。
电压可以通过电池、发电机或其他电源提供。
通常用伏特(V)来表示电压的大小。
1. 电压的产生电压是由电源提供的。
在电路中,电源会产生电势差,即正电荷与负电荷之间的电势差异。
电势差越大,则电压也就越高。
2. 电压与电势差的关系电压与电势差直接相关。
电势差是指两个电荷之间的电压差异,也可以理解为电荷在不同电位点之间的能量差。
电势差越大,则电压也就越高。
三、电阻的影响因素电阻是指阻碍电流通过的物质或元件所提供的阻力。
电阻通常用欧姆(Ω)来表示。
1. 电阻的原理电阻的大小取决于电流在物质中的流动情况。
当电流通过物质时,物质内的原子、离子或电子会与电流发生相互作用,从而产生阻力。
2. 电阻与导体、绝缘体的关系一般来说,导体具有较低的电阻,可以促进电流的流动。
而绝缘体则具有较高的电阻,可以有效地阻止电流的流动。
四、电流、电压和电阻之间的关系根据欧姆定律的公式,可以得出以下结论:1. 电流与电阻的关系当电压不变时,电阻越大,电流越小;电阻越小,电流越大。
这是因为电阻增加会对电流的流动产生阻碍,从而导致电流的减小。
2. 电流与电压的关系当电阻不变时,电压越大,电流越大;电压越小,电流越小。
这是因为电压提供了电流流动的推动力,电压越高,则电流也就越大。
3. 电压与电阻的关系当电流不变时,电阻越大,电压越大;电阻越小,电压越小。
探究——电流与电压、电阻的关系说课稿榆林市第十二中学马虎军大家好,今天我说课的内容是北师大版九年级物理教材第十二章欧姆定律的第一节探究--电流与电压、电阻的关系第一课时。
下面我将从以下几个方面来说这节课:一、教材分析探究电流与电压、电阻的关系是得出电路中电流的基本“交通规则”以及掌握电学最重要规律之一欧姆定律的前提。
这三个物理量的关系是在学习了电流、电压、电阻等概念以及电压表、电流表、滑动变阻器使用方法之后的进一步总结深入,而且,这节课很好地体现了探究性学习的要求,十分重视科学方法的渗透,重视科学探究过程,让学生在探究过程中体验方法、学习方法,了解得出欧姆定律的大概过程。
其次,这部分知识也是接下来学习“伏安法测电阻”和学习安全用电知识的理论基础,而且它还是下一章学习“电功率”的重要基础,起到承上启下的作用。
是学生终生学习的必备知识。
所以这部分内容是本章教学内容的一个重点,占据电学的核心地位。
其次本节内容的探究是一个比较完整的探究,它涵盖了探究的七个基本要素:提出问题、猜想与假设、制订计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析论证、评估、交流与合作。
通过这部分的学习使学生深刻领悟科学探究的意义,掌握研究问题的科学方法。
通过本节课学习,主要是为了让学生掌握同一电路中电学的三个基本物理量之间的关系,进一步了解运用“控制变量法”研究多个变量间的关系的实验方法,探究当电压一定时,电流与电阻的关系,及当电阻一定时,电流与电压的关系,为进一步学习电学知识打下基础。
二、学情分析在此之前,学生已经学习了简单电路,具有了一定的电学知识和探究能力,同时,学生已经掌握了电流、电压、电阻的概念,并且知道了电流表、电压表以及滑动变阻器的使用方法,具备了探究电流与电压、电阻关系的基本知识和基本技能,这为过渡到本章的探究性学习起到了铺垫作用;根据本学段学生心理和年龄特点及学生的实际水平,针对教材的地位和作用。
依据课程标准我制定了以下教学目标。
第十二章欧姆定律本章内容分析欧姆定律是电学中的基本定律,是进一步学习电学知识和分析电路的基础,是电学的重要内容之一。
本章的教学内容以欧姆定律为线索,从欧姆定律的学习开始,到欧姆定律在理论和实际中的应用结束,教材自始自终站在培养学生的科学素养的角度安排教学内容。
第一节探究——电流与电压、电阻的关系和第二节根据欧姆定律测量导体的电阻,这两节内容的学习着力于对学生探究能力的培养;第三节串、并联电路中的电阻关系和第四节欧姆定律的应用,这两节内容的学习着力于提高学生运用所学知识解决实际问题的能力。
本章学情分析本章的内容综合性较强,对于初中生学习起来有一定的难度,所以教师在教学过程中应从知识和技能上都要做好必要的铺垫和引导。
本章的学习内容还包括科学探究方法,等效的方法,理想化处理问题方法等一些科学研究的方法,对于学生来说这些方法的学习远比对具体知识的学习还要重要,教师应注意引导学生在过程中体会,学习这些方法。
通过本章的学习使学生的科学素养有一定的提高。
一、探究——电流与电压、电阻的关系1.教材分析:本节的学习内容包括两个大的内容:一是科学探究过程;二是欧姆定律。
科学探究对初中生来说既是一种学习方法也是一个学习内容。
有了八年级的学习基础,学生对科学探究内容本身并不陌生,但独立进行科学探究,特别是对比较抽象的电学规律的探究学生还有一定的困难。
为了让学生尽可能体会独立探究的过程,教材留有大量的“空缺”,教师在教学中应该根据学生实际情况处理好教材的“空缺”。
欧姆定律是电学中的基础定律,是学习本章后三节乃至今后电学学习的基础。
本节课只能使学生对欧姆定律有一个初步的认识,通过全章的学习,才会使学生比较全面地理解欧姆定律。
2.教学目标:知识与技能①通过实验探究,认识影响电流大小的因素有电压和电阻。
②知道导体中的电流与电压、电阻的关系。
③能应用欧姆定律解释一些简单现象和进行简单计算。
④会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和其中的电流。
1、一段导体它两端的电压是6伏时,通过它的电流是0.2安,它的电阻是;当它两端电压是9伏时,通过它的电流是安,它的电阻是;如果它两端没有电压时,通过它的电流是安,它的阻值是。
2、在某电阻两端加4V电压时,通过它的电流是0.2A,若要使通过它的电流为0.6A,应在这个电阻两端加 V的电压.3、一个导体两端加4 V电压时,通过它的电流强度为0.8 A,当把它两端电压变为6 V时,通过它的电流为_______A,它的电阻为_______4、“探究电流与电压关系”实验的电路图如图所示。
在实验中应控制不变,滑动变阻器Rˊ的作用是。
5、在“研究电流跟电压、电阻的关系”的实验中,如图所示,我们先使电阻箱的电阻取某一值,多次改变滑动变阻器的阻值,记录每次的电流值和相应的______值,得到当电阻不变时,电流跟____成正比的关系;然后多次改变电阻箱的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使每次_____保持不变,记录每次电阻箱的阻值R和相应的_____值,得到此时电流跟_____成反比的关系。
6、下图是研究电流与电阻关系的实验电路图。
闭合开关前滑动变阻器的滑片应滑至_________端;实验过程中,当电阻R1由5Ω变为10Ω时,为使R1两端的电压保持不变,滑片应向___端滑动。
7、人体安全电压不高于36V,当通过人体的电流接近 30 mA时就会有生命危险.据此可以推断,人体是(填“导体”或“绝缘体”),人体电阻约Ω.8、如果通过一个电阻的电流减小为原来的1/2,则导体两端的电压变为原来的。
9、如图4所示,一定值电阻R0与最大阻值为40Ω的滑动变阻器串联在电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P滑到最左端时,电流表的示数为O.3A;当滑动变阻器的滑片P滑到最右端时,电流表的示数为O.1A。
则定值电阻R0=Ω,电源的电压U=v。
10、在图所示的电路中,电源电压为3 V。
闭合开关S,电流表A1的示数为1.2 A,电流表A2的示数为0.3A,则通过R1的电流是_ A,R2的阻值是Ω。
11、在某一温度下,两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示。
则由图可知,元件A的电阻为 ____Ω;将A和B并联后接在电压为2.5V的电源两端,则通过A和B的总电流是 A。
12、两只定值电阻甲标有“10Ω 1A”乙标有“15Ω、0.6A”把它们串联起来电路中允许通过的最大电流为两端允许加上的最高电压是。
13、一个小灯泡正常工作时的电流为0.5A,电阻为9Ω,现把它接入10V的电路中,为使它能正常工作,应______联一个阻值为_______Ω的电阻。
14、如图1所示电路,电源电压保持不变,电阻R1=5Ω,R2=15Ω,(1)若开关S1,S2都断开时,电流表示数为0.2A,则电源电压是V。
(2)若开关S1,S2都闭合时,电流表示数为0.9A,则通过电阻R3的电流是A。
15、对欧姆定律公式I=U / R的理解,下面的哪一句话是错误的?( )A.对某一段导体来说,导体中的电流跟它两端的电压成正比B.在相同电压的条件下,不同导体中的电流跟电阻成反比C.导体中的电流既与导体两端的电压有关,也与导体的电阻有关D.因为电阻是导体本身的一种性质,所以导体中的电流只与导体两端的电压有关,与导体的电阻无关。
16、由欧姆定律得到公式R=U/I,下列说法正确的是()A.导体的电阻与导体两端电压成正比;B.导体的电阻与流过导体的电流成反比;C.导体两端电压为零时,导体的电阻也为零;D.导体的电阻是导体本身的一种性质,与电流、电压大小无关17、根据公式R=U/I,可以知道()A.一段导体的电阻,在电压不变时,与电流强度成正比B.一段导体的电阻,在电流强度不变时,与电压成正比C.一段导体的电阻,与电压成正比,与电流强度成反比D.导体的电阻等于这段导体两端的电压与通过导体的电流强度的比值18、右图是新型节能应急台灯电路示意图,台灯充好电后,使用时可通过调节滑动变阻器接入电路的阻值R改变灯泡的亮度,假定电源电压、灯泡电阻不变,则灯泡两端电压U随R变化的图象是19、将一段导体接在电路中,如果将加在它两端的电压增大一倍,关于导体的电阻和通过它的电流,下列说法中正确的是:A.电阻和电流都保持不变;B.电阻不变,电流增大一倍;C.电流不变,电阻增大一倍;D.电阻和电流都增大一倍.20(多选)、晓东在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,将记录的实验数据通过整理作出了如右图所示的图象,下列说法正确的是()A.通过导体a的电流与其两端的电压成正比B.导体a的电阻大于导体b的电阻C.当在导体b的两端加上1V的电压时,通过导体b的电流为0.1AD.将a、b两导体串联后接到电压为3V的电源上时,通过导体的电流为0.2A21、小周同学在做探究“电流与电阻的关系”实验时,他设计连接了如图所示的实物连接图. (1)请你依题中的实物连接图在上面的方框内画出相应的电路图.(2)实验中,小周同学先将5Ω的电阻R接入电路,电路连接完全正确,将滑动变阻器阻值调至最大处,闭合开关S 就直接读出了电流表的示数,并把数据记录在表格中.然后再分别用10Ω和20Ω的电阻替换5Ω电阻,重复上述操作.他在实验操作过程中的错误是没有保持电阻R 的 不变.(3)小周同学发现错误后重新进行实验,得到的数据如下表所示.根据表中的实验数据得出的结论是:.(4)小周同学发现一个小灯泡,于是用这个小灯泡替换20Ω的电阻后,继续进行实验.电表测得示数如上图所示,可知小灯泡的阻值是 Ω.22、如图20在探究了电阻上的电流跟两端电压的关系后,同学们又提出了电流与电阻有什么关系这一问题。
请你和他们一起解决下列问题:(1)用笔画线代替导线,将实验电路连接完整。
(2)在导线连接完成后,闭合开关前还应 。
(3)闭合开关后,移动滑片时发现电流表没有示数,电压表有明显的示数则发生故障的原因可能是 。
(4)排除故障后,同学们继续进行实验。
一位同学在读取完电流表示数后,直接拆下阻值为5Ω的电阻改换成阻值为10Ω的电阻。
他认为这样操作简捷高效。
那么,①电压表示数会怎样变化: 。
②请你指出他在操作中的错误: ___________________________________。
(5)分析表中实验数据,请你总结出电流与电阻的关系: 。
23、小王和小李两位同学在探究“导体中的电流与电压关系”的实验中,所用的电源为若干节新干电池。
实验过程中他们都进行了多次实验,所用的实验方法有:①改变电池节数;②移动滑动变阻器的滑片。
实验电路如图14A 和B 所示,实验数据记录在表一和表二中。
(1)表一的实验数据是采用 的实验方法〔选填序号①或②〕。
(2)上述两种实验方法的目的都是为了 。
(3)分析比较实验序号1和2和3或4和5和6中电流与电压的倍数关系,得出的初步结论是: 。
(4)分析比较实验序号 中数据及相关的条件,得出的初步结论是:电压相等时,通过不同导体的电流大小不同。
(5)进一步分析比较表一、表二的数据及相关的条件,得出的初步结论是:①分析比较表一或表二,可知: 。
②分析比较表一和表二,可知: 。
24、如图所示,电路中电源电压为6V 。
闭合开关S ,电压表示数为4V ,电流表示数为0.4A 。
求:R 1、R 2的阻值。
25、如图114所示电路,已知R1=2欧姆,R2=4欧姆,U1=2伏特,求(1)通过R1的电流强度I1;(2)R2两端的电压U2。
26、如图所示的电路,R 1=30Ω,R 2=10Ω,开关S 闭合后,电流表A 的示数为0.4A ,求:(1)电源电压(2)干路中的总电流。
27、如图12所示的电路中,电阻R 1的阻值为30欧,当电键S 1断开时,电流表A 的示数为0.2安,当电键S 1闭合时,电流表A 的示数为0.5安。
求: (1)通过电阻R 1的电流。
(2)电阻R 2的阻值。
30Ω;0.3;30;0;302、123、1.2 54、R;控制R两端的电压不变5、解析:本试题用控制变量法研究电流跟电压、电阻的关系,得出电学中重要规律欧姆定律。
对电流、电压、电阻三个物理量关系研究时,保持电阻不变,得出电流跟电压成正比的关系;保持电压不变,得出电流跟电阻成反比的关系。
答案:电阻箱两端电压、导体两端电压、电压表示数、电流、导体电阻。
6、12.b(或右) b(或右)7、导体;12008、1/29、20、610、0.8 10_11、5Ω;0.75;12、0.6A、15V13、串,11二、选择题14、(1)4 (2)0.115、D16、D17、D18、C19、B三、多项选择20、ACD四、实验,探究题21、(1)略(2)两端电压;(3)当电压一定时,电流与电阻成反比;(4)8;22、、(1)滑动变阻器连接正确(1分),电压表连接正确(1分)。
(滑动变阻器与电源之间的导线接在滑动变阻器C或D接线柱上均可。
)(2)滑动变阻器的滑片移到阻值最大一端(1分)(或具体说出接线柱的名称,滑片P在上图中移到D、B或右端)(3)电阻处出现断路(1分)(4)变大(1分);在更换电阻之前没有断开开关(1分)。
(5)当电压不变时,电流与电阻成反比(1分)。
(或电压不变时,电阻与电流的乘积是一个定值)24、(1)②;(2)总结普遍的无聊规律;(3)通过导体中的电流与导体两端的电压成正比;(4)2与5或3与6;(5)①同一导体,电压与电流的比值相同的;②不同导体,电压与电流的比值是不同的五、计算题25、26、(1)1安培 (2)4伏特27、解:(1)U总=U1=I1R1=0.4A×30Ω=12V(2)U2=U1=12V;I2= = =1.2AI总=I1+I2=0.4A+1.2A=1.6A28、(1) I1 =I –I2 =0.5安 - 0.2安 = 0.3安(1分)(2) U = U1= U2 (1分)U1= R1I1 =30欧×0.3安 = 9伏(1分)R2= U2 / I2=9伏 / 0.2安= 45欧(1分)。