初中科学浙教版（2024）八年级上册第4章 电路探秘第6节 电流与电压、电阻的关系第2课时教案及反思

这是一份初中科学浙教版（2024）八年级上册第4章 电路探秘第6节 电流与电压、电阻的关系第2课时教案及反思，共9页。教案主要包含了欧姆定律，欧姆定律的应用等内容，欢迎下载使用。
年级
八年级
授课时间
课题
4.6 电流与电压、电阻的关系（第2课时）
教学
目标
科学观念：理解欧姆定律表达式及推导式了含义；能用相关式对各类基本电路解决相关的计算。
科学思维：能用比较的方法对欧姆定律表达式及推导式进地再理解；能把题目文字表达转化成电路模型逐渐形成利用建模思想解决问题。
探究实践：学会用建模方法解决问题，规范计算表达格式逐渐培养计算能力。
态度责任：通过实验设计和修正过程培养严谨的科学态度，通过用所学知识解决实际问题感受学以致用的意义，激发学习兴趣。
教学
重难点
重点：欧姆定律及其应用
难点：欧姆定律的理解及应用
学情
分析
本节内容选自浙教版八上第四章第6节，本节主要内容：电流与电压的关系、电流与电阻的关系、欧姆定律的应用。通过对数据的更深入分析得出电流电阻的关系，从而降低了探究的难度。探究电阻上的电流与电压、电阻的关系实验是对欧姆定律的探究性实验。初中科学不从理论上解释欧姆定律，对学生而言欧姆定律的建立完全依赖实验探究的结果。同时，本实验研究在本章中是作为科学常用研究方法的典型范例出现的，它涵盖了探究的七个要素。教材没有采用以往运用控制变量的方法同时对电流和电压、电阻的关系进行讨论，而只要求学生探究电阻上的电流跟两端电压的关系，而且是通过要求更换电阻反复实验的方法。
本节内容拟用3课时完成。第1课时主要内容是电流与电压的关系、电流与电阻的关系、欧姆定律；第2课时主要内容是欧姆定律的应用；第3课时主要内容是伏安法测电阻。
教学
准备
课件、课本、活动器材等
教学过程
教师活动
学生活动
新
课
导
入
知识回顾
电流与电压的关系：电阻一定时，电流与电压成正比
电流与电阻的关系：电压一定时，电流与电阻成反比
总结：导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。这就是著名的欧姆定律。
回顾电流与电压、电阻的关系
新 知 讲 授
一、欧姆定律
根据探究电流与电压、电阻的关系的实验，我们可以知道，电流与电压、电阻之间的关系，即
①电阻一定时，电流与电压成正比；
②电压一定时，电流与电阻成反比。
德国物理学家欧姆研究了电流与电压、电阻的关系，在1827年得出了如下结论：
导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。这就是著名的欧姆定律。
公式：
欧 姆
德国物理学家欧姆（1787~1854）出生于工人家庭，从小就掌握了许多机械制造方面的技能。16岁时，他进入埃尔兰根大学旁听数学、物理与哲学。由于经济困难而中途辍学，他24岁重新回校，到26岁才完成博士学业当了一名中学教师。他热心于电学研究，曾研究过不同金属的导电能力。
在今天看来，欧姆定律的研究如此简单，但在欧姆那个年代，他的研究非常困难。原因主要有两个：一是没有一个电压足够稳定的电源；二是没有一个能精确测量电路中电流大小的仪表（电流表）。
欧姆定律的实验结果发表于1826年，次年他又出版了《关于电路的数学研究》，给出了欧姆定律的理论推导。他的成果当时在国内没有得到肯定，但在国外受到了重视，英国皇家学会于1841年授予他科普利奖章，次年接受他为会员。这时德国才意识到了欧姆的价值。1849年，慕尼黑大学聘任他为教授，欧姆终于实现了当一名大学教授的理想。
欧姆定律的变形式
R=UI U=IR
应用：只要知道I、U、R中的任意两个量就可以利用欧姆定律计算出第三个量。
思考：根据公式R=UI，能否说“电阻与电压成正比或电阻与电流成反比”？
公式R=UI表示某段导体的电阻等于这段导体两端的电压与通过这段导体电流的比值，但导体电阻的大小取决于导体本身，与U、I无关。所以不能理解为R与U成正比，与I成反比。
思考：根据公式U=IR，能否说“电压与电流成正比”？
电压是形成电流的原因，电压促使电荷定向移动形成电流，电流随电压变化而变化，电压是因，电流是果，因果关系不能颠倒，故不能说电压与电流成正比。
欧姆定律的理解
（1）统一性：应用公式计算时，单位要统一；
（2）同一性：I、U、R必须是对同一个导体或同一段电路而言的，三者要一一对应，可用角标区分，如求R1，公式为R1=U1I1；
（3）同时性：由于开关的闭合或滑动变阻器滑片移动等导致电路中的电流、电压发生变化，所以公式中的三个量是针对同一时间而言的；
（4）欧姆定律的适用范围：欧姆定律适用于纯电阻电路。
（纯电阻电路是指电路中的元件主要是电阻，电能几乎全部转化为热能的电路）
二、欧姆定律的应用
【提出问题】
欧姆定律是电学中的一个重要定律，在电路的设计与计算中有十分重要的作用。
用欧姆定律进行计算的一般步骤
‌①明确电路中已知量和待求量，并在电路图中标出‌；（题目没给电路图可自行简单画出，帮助解题）
②选择欧姆定律的适当形式；
③‌代入已知量进行计算‌；
④‌得出结果并检验‌，必要时进行单位换算‌。
已知电压、电阻求电流
【例1】一只灯泡两端电压为220伏时正常工作，此时灯丝电阻是484欧。求灯泡正常工作状态下通过灯丝的电流。
解：已知灯丝电阻R＝484欧，灯丝两端的电压U＝220伏，
所以 I=UR=220V484Ω=0.45A
答：通过灯丝的电流是0.45A。
已知电阻、电流求电压
【例2】一个家用电热水器工作时电热丝的电阻是44欧，通过的电流是5安，求电热水器两端的电压。
解：已知R＝44欧，I＝5安，
根据欧姆定律I＝UR可得：
U＝IR＝5A×44Ω＝220V
答：电热水器两端的电压是220V。
已知电压、电流求电阻
【例3】一个定值电阻与一个滑动变阻器串联后接在电源上，用电压表测得定值电阻两端的电压是3伏，又用电流表测得通过定值电阻的电流是0.3安，求这个定值电阻的阻值。
解：已知U＝3伏，I＝0.3安，
根据欧姆定律R＝UI可得：
R＝UI=3V0.3A=10Ω
答：这个定值电阻的阻值是10Ω。
欧姆定律综合应用
【例4】如图所示电路，R1=10Ω，R2为未知电阻，电源电压不变。只闭合S1，电流表示数为0.3A；S1、S2均闭合，电流表示数为0.5A。
求：（1）电源电压；
（2） R2的阻值。
已知： R1=10Ω；闭合S1，I1=0.3A
闭合S1、S2，I=0.5A
未知：电源电压、 R2
电路分析
解：（1）闭合S1时，R1=10Ω，闭合S1，I1=0.3A，
U=I1R1=0.3A×10Ω=3V
答：电源电压为3V。
（2）闭合S1、S2时， R1和R2并联，总电流I=0.5A， I1=0.3A，
根据并联电路电流规律： I2=I−I1=0.5A−0.3A=0.2A，
根据并联电路电压规律： U2=U=3V
根据欧姆定律： R2=U2I2=3V0.2A=15Ω
答：R2的阻值为15Ω。
了解欧姆定律的内容及公式和单位
了解欧姆定律的变形式及意义
了解欧姆定律在应用时的注意事项
了解并练习运用欧姆定律进行计算
学习运用电路图辅助解题
课
堂
练
习
典例1 根据欧姆定律公式I=UR可以导出R=UI ，下列说法正确结论是（ ）
A.导体两端电压为零时，导体的电阻也为零
B.导体电阻的大小跟导体中的电流成反比
C.导体电阻的大小是由导体两端的电压和通过导体中的电流共同决定
D.导体的电阻是导体本身的一种性质，大小与导体两端的电压和导体中的电流无关
【答案】D
【解析】导体的电阻是导体本身的一种性质，导体电阻大小由导体材料、长度、横截面积和温度决定，与导体两端的电压和通过导体的电流无关，导体电阻在数值上等于导体两端电压与通过导体的电流之比，故D正确，ABC错误。
故选D。
典例2 如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关后，当滑动变阻器的滑片P由中点向右移动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A.电压表示数与电流表示数的比值增大
B.电压表示数与电流表示数的比值不变
C.电流表的示数减小，电压表的示数不变
D.电流表的示数减小，电压表的示数减减小
【答案】A
【解析】CD.由图可知，R1、R2串联，电流表测串联电路的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压；因电源电压不变，滑动变阻器由中点向右移动，连入电路的电阻变大。电路中的电流变小，根据U1=I1R1，故U1变小，U2=U−U1，故滑动变阻器两端的电压（ U2 ）增大，故C、D错误；
AB.因为电压表示数与电流表示数的比值等于滑动变阻器接入电路的电阻，当滑动变阻器由中点向右移动过程中，接入电路电阻增大，所以电压表与电流表示数的比值增大。故A正确，B错误；
故选A。
典例3 在如图所示的电路中，电源电压为6伏且保持不变，电阻R1的阻值为10欧，滑动变阻器上标有“50Ω 2A”字样。闭合开关，当变阻器滑片位于某位置时，电流表的示数为0.1安。求：
（1）此时R1两端的电压U1 ；
（2）现用电阻R0替换电阻R1，闭合开关，当变阻器滑片位于某位置时，电压表的示数如图（b）所示，电流表的示数如图（c）所示。求替换电阻R0的阻值。
【答案】（1）1V（2）20Ω
【解析】解：（1） U1=I1R1=0.1A×10Ω=1V
答： R1两端的电压U1为1V。
（2） U0=U−U2=6V−2V=4V；
R0=U0I=4V0.2A=20Ω
答：R0的阻值为20Ω。
课
堂
小
结
1.欧姆定律：导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。这就是著名的欧姆定律。
公式：I=UR；变式：R=UI、U=IR
2.欧姆定律的理解
①统一性：单位统一，U-伏，R-欧，I-安；
②同一性：I、U、R对应同一段导体或同一段电路，可用角标标注，如R1、I1、U1；
③同时性：I、U、R针对同一时间而言，如移动滑动变阻器导致电路变化；
④欧姆定律适用于纯电阻电路，且适用整个电路或其中某一部分电路。
注意：公式R=UI表示某段导体的电阻等于这段导体两端的电压与通过这段导体电流的比值，但导体电阻的大小取决于导体本身，与U、I无关。所以不能理解为R与U成正比，与I成反比。
板
书
设
计
作
业
设
计
反
思
评
价