初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第2节 欧姆定律导学案

这是一份初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第2节 欧姆定律导学案，共5页。学案主要包含了本单元教学重点，本单元教学难点等内容，欢迎下载使用。
3.4.2 知道电压、电流和电阻。探究电流与电压、电阻的关系。理解欧姆定律。
探究电流与电压、电阻的关系。
例12 用定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表等，探究电流与电压、电阻的关系。
第二部分 单元目标
1. 通过实验探究电流跟电压、电阻的关系，让学生经历科学探究的全过程。
2. 进一步熟悉探究实验中常用的一种方法——控制变量法。
3. 会观察、收集、分析实验中的数据并尝试采用图象法分析实验数据。
4. 能说出电流与电压、电阻间的正比、反比关系。
5. 通过实验探究电流跟电压、电阻的定量关系，分析归纳得到欧姆定律。
6. 理解欧姆定律，能运用欧姆定律分析解决简单的电路问题。
7. 通过计算，学会解答电学计算题的一般方法，培养学生逻辑思维能力，培养学生解答电学问题的良好习惯。
8. 进一步掌握使用电流表、电压表的方法。
9. 学会用伏安法测电阻。
10. 加深对欧姆定律及其应用的理解。
11. 能运用欧姆定律解决简单的串、并联电路问题。
12. 通过计算，学会解答电学计算题的一般方法，培养学生逻辑思维能力，培养学生解答电学问题的良好习惯。
第三部分 单元重难点
一、本单元教学重点
1. 学生运用控制变量的方法来设计和完成“电流与电压和电阻的关系”实验。
2. 理解欧姆定律的内容以及其表达式、变换式的意义。
3. 根据实验原理设计电路测电阻。
4. 运用欧姆定律、串并联电路知识解决实际问题。
二、本单元教学难点
1. 学生运用控制变量的方法来设计和完成“电流与电压和电阻的关系”实验。
2. 数学推理、图象的方法处理实验数据。
3. 学生运用欧姆定律解决简单的实际问题。
第四部分 单元内容分析
本章教科书的主要内容有：探究电流跟电压、电阻的关系，欧姆定律，电组的测量，欧姆定律在串、并联电路中的应用。本章是第十五章电流和电路、第十六章电压和电阻这两章知识的延伸。电流、电压、电阻这三个概念的建立是探究电流跟电压、电阻的关系的知识基础，正确规范使用电流表和电压表则是研究电流跟电压、电流的关系的技能基础。
欧姆定律是电学中的基本定律，它是进一步学习电学知识和分析电路的基础，是学习电功率、家庭电路等后续章节的必备知识，本章具有承上启下的作用，是电学的重点之一。
本章的章首图展示的是彩灯映照下的古镇夜色。这些美丽的灯光在给人们的生活带来方便的同时，也带来了许多美的享受。这些美丽景色的背后包含着物理学的规律，这就将生活中司空见惯的现象与物理知识很好地联系了起来。很好地利用了生活中类似的情景，既有利于培养学生理论联系实际、透过现象看本质等一些科学素养，也有利于培养学生热爱生活、热爱社会的良好情感与态度。
第1节 电流与电压、电阻的关系
本节内容由“探究电流跟电压的关系”和“探究电流跟电阻的关系”两部分内容构成。从知识上讲，要用到电路、电流、电压和电阻的概念；从技能上讲，要用到电流表、电压表和滑动变阻器等。本节课“探究电流跟电压、电阻的关系”是一个完整的科学探究过程，让学生经历科学的探究，学习科学猜想、设计实验、设计实验表格、分析论证、感悟科学方法。因此，这节课无论在知识学习上还是在培养学生运用知识解决实际问题的能力上都具有十分重要的作用。所以教学中，在注重学生的理论联系实际能力的同时，更要关注学生的科学探究能力的提高。从而更进一步体验科学探究过程，学生运用控制变量的方法来设计和完成实验既是重点也是难点。在利用图象进行线性数据分析方面也是一个难点，所以实验的评估和交流环节也很重要。
1. 实验：探究电流与电压的关系
建议教师连接一个改变电源电压的基本电路观察灯泡亮度变化，从而提出问题，激发学生的学习兴趣和学习欲望。让学生根据所提供的实验器材，利用控制变量的方法设计实验。此过程中要充分发挥教师的引导作用，让学生经历整个实验电路图的设计过程，关键在滑动变阻器的引入过程中给学生创造一个问题情境，不但会使学生对各元件的作用有一个认识，还能提高学生的电路分析能力。根据设计的电路进行实验并收集数据，实验结束要认真对待各小组在实验中碰到的问题并讨论寻找解决方案。分析论证是实验的重要环节，引导学生学会运用图象法探讨实验记录中有关物理量之间是否存在严格的数据依存关系。评估是实验探究的最后一个环节，教师应鼓励学生大胆发表见解，引导学生对不同小组的实验数据进行综合比较。
2. 实验：探究电流与电阻的关系
根据上面实验思路引导学生设计实验电路，从前面的实验中学生已经体会了滑动变阻器的作用，在本实验中，主要以提问的方式进行引导，如:在探究电流与电阻的关系时，控制哪些量改变哪些量?如何改变电阻?怎样才能控制电阻两端的电压不变?
在本节教学中，教师合理地启发学生选择实验器材，设计实验电路，亲自动手实验，分析数据，归纳得出结论，充分体现了学生的主体地位。这样不仅培养了学生的动手操作能力、观察思维能力，而且使学生在获取知识的同时，体会欧姆定律发现的逻辑过程，感受实验成功的喜悦。
第2节 欧姆定律
本节内容由“分析理解欧姆定律内容及表达式”和“欧姆定律简单应用”两部分构成，通过完成上一节“探究电流与电压、电阻关系”的实验任务，运用数学方法分析、处理实验数据，得出电流与电压、电阻的关系即欧姆定律。这样编排既符合学生由易到难、由简到繁的认知规律，又保持了知识的结构性、系统性。理解定律的内容以及其表达式、变换式的意义是本节课的重点。运用数学推理、图象的方法处理实验数据，建立和理解欧姆定律对学生要求较高，学生运用欧姆定律解决简单的实际问题，是本节课的难点。在教学中根据探究得到的两个结论，运用数学方法进行推导分析，便可得到欧姆定律的内容及其变形公式。通过例题进行公式的简单运用，对于教材提供的两个简单计算例题，应注重解题方法、思路、格式等方面的要求和规范。为扩大学生的知识面，教材通过科学世界“酒精测试仪”培养学生熟练应用欧姆定律分析、解释有关现象的能力。
1. 欧姆定律内容
利用学生在前一节“探究电流与电压、电阻之间的关系”的基础上，根据上节收集的实验数据，让学生分析、归纳、总结出欧姆定律。欧姆定律表达式直接给出，在该公式基础上分析电压、电阻、电流各物理量的单位。对欧姆定律的理解，要注意以下几点:
（1）同一性
定律中的“通过”的电流I，“两端”的电压U及“导体”的电阻R，是对同一个导体或同一段电路而言，三者要一一对应，在解题中习惯把同一导体的各个物理量角标用同一数字表示，如“R1、U1、I1”。
（2）同时性
在同一部分电路上，由于开关的闭合或断开以及滑动变阻器滑片位置的移动，都会引起电路的变化，从而导致电路中电流、电压、电阻的变化，所以公式I=U/R中的三个量是对同一时间而言的。
（3）欧姆定律I=U/R的变形公式：U=IR和R=U/I仅仅是欧姆定律公式的变形，不一定反映某种条件下物理量间成正比或反比的关系。比如，对变形公式R=U/I的理解，不能说成是电阻与电流成反比，电阻与电压成正比。因为导体电阻的大小与导体两端的电压和通过导体的电流均无关系。
2. 用欧姆定律进行简单计算
欧姆定律反映了同一导体中的电流、电压和电阻三者的关系，对于一个导体，只要知道电流、电压、电阻中的两个量，就可以根据I=U/R及变形公式求出第三个量。
教师要讲解教科书中的例题，例题教学的目的是加强学生对欧姆定律公式的理解，以及训练学生利用该公式解决实际问题的能力。教师在教学中要强调运用公式解题的规范。
第3节 电阻的测量
用伏安法测电阻是电学里的一个基本实验，属欧姆定律变换式的具体应用。安排这个实验，在理论方面可以加深对欧姆定律和电阻概念的理解和掌握；在实践方面可以给学生提供初中常用电学器材综合使用的机会，有利于学生熟练地掌握电路的连接、电流表和电压表的读数、滑动变阻器的使用等基本技能，从而提高学生动手操作的能力。在前两节实验教学的基础上，学生对于所用的实验电路、实验步骤已较熟悉，因此本节的难点是如何引导学生分析实验数据，发现规律，加深对电阻概念的认识。根据实验原理设计电路图，并且能用滑动变阻器来改变待测电阻两端的电压是本节的教学重点。在教学中，可以把整节内容分为：设计实验、进行实验与收集证据、分析与讨论三个环节进行教学组织。
参照教科书“想想做做”，用同样的方法测定小灯泡的电阻，会发现灯丝的电阻是变化的，灯丝的电阻与温度有关。在这里要向学生解释，由于定值电阻是采用对电流的阻碍作用受温度影响小的材料制作的，因此当定值电阻两端的电压发生变化时，定值电阻的温度虽然改变了，但阻值发生的变化却很小，可以不计。小灯泡的灯丝是采用对电流的阻碍作用受温度影响大的材料制成，因此当灯泡两端的电压增大时，灯丝的温度升高，灯丝的电阻受温度的影响而增大，灯丝的电阻变化并不是因为实验误差而引起的。
第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用
本节内容利用串、并联电路的特点和欧姆定律解决串联和并联电路的问题，是欧姆定律的又一次具体应用。
教科书中所给的两道例题都具有很强的代表性，教师在教学中应讲解清楚并归纳一些解答电学题的方法，充分挖掘例题所蕴含的串、并联电路中的物理律。同时，教师应注意书写规范，以板书示教，也要关注解题格式的规范化。
关于欧姆定律在串、并联电路中的应用，首先让学生熟练掌握欧姆定律的内容及变形公式，然后对电路进行分析判断，确定电路的特点，再根据相对应的电路中电流、电压、电阻的关系进行解答。利用欧姆定律解决问题要注意：
（1）欧姆定律中的I、U、R都是指同一导体或同一段电路上对应同一状态下的物理量。
（2）欧姆定律的变形公式为U=IR、R=U/I。
（3）欧姆定律中各物理量的单位必须统一。
（4）由于在实际电路中，往往有几个导体，即使是同一导体，在不同时刻的I、U、R值也不相同，因此在应用欧姆定律解题时应对同一导体同一时刻的I、U、R标上统一的下角标，以避免张冠李戴。
第五部分 教学策略
一、本章教材的编排特点
本章教材的编写是以欧姆定律为主线展开的。
第1节安排了探究电流跟电压、电阻的关系，包括两个学生探究实验：（1）电阻一定时，导体中的电流跟电压成正比；（2）电压一定时，导体中的电流跟电阻成反比。通过实验探究为第2节欧姆定律奠定了基础。
第2节安排了欧姆定律。欧姆定律是全章的核心。它反映了电流、电压、电阻三者之间的定量关系。定律得出之后，安排了两个例题。让学生初步体会：对于一段电路，只要知道电流、电压、电阻这三个物理量中的两个量，就可以利用欧姆定律求出第三个量。例题则为第3节伏安法测电阻作铺垫。例题后排了STS，介绍酒精测试仪，目的是把欧姆定律的应用与技术和社会联系起来。
第3节是欧姆定律在实验中的应用。其目的，一是使学生学习一种测电阻的方法；二是巩固和加深对欧姆定律的理解；三是培养学生的实验能力。
第4节安排了两个例题。例题1是应用欧姆定律解决串联电路的问题，其目的是让学生体会：当串联电路中的一个电阻改变时，电路中的电流及另一个电阻两端的电压都会随之改变。很多实际电路都利用了串联电路的这一特点。例题2是应用欧姆定律解决并联电路的问题，其目的是让学生体会:当并联电路中的一个支路的电阻改变时，干路电流会发生变化，但另一个支路的电流和电压都不会发生变化。实际电路中各用电器采用并联形式，就是利用了并联电路的这一特点。因为新修订的《课标》降低了对串、并联电路中电阻关系的要求，所以本节教材没有安排串、并联电路电阻关系的实验，也没有安排理论推导。但在题1后，教师可以根据学生实际情况决定是否给出串联电路中总电阻与分电阻的关系式。
二、探究电流跟电压、电阻的关系的设计思路
在探究电流跟电压、电阻的关系时，教材传统的处理方法是采用控制变量法先分别探究：（1）电阻一定时，导体中的电流跟电压成正比；（2）电压一定时，导体中的电流跟电阻成反比。然后综合（1）（2）得1=U/R。这样处理会遇到一个难以克服的困难，即1=U/R是怎样由（1）（2）综合得到的呢?这是一个教师、学生普遍感到困惑，而又难以解释清楚的问题。为了克服这一困难，本章没有生硬地将（1）（2）综合得出1=U/R，而是在探究出结论（1）（2）后，安排了一个想想议议，引导学生分析探究（1）实验数据。既然电阻一定时，导体中的电流跟电压成正比，那么电压与电流的比就是一个常数。引导生
比较这个常数和定值电阻的关系，并进一步引导学生思考这个关系是不是普遍的关系。这可以通过换不同的电阻进行检验。按照这种思路，可以通过实验探究出R=U/I，通过公式变形可以得出1=U/R。在“想想议议”中增加了教材的弹性，有条件的学校可以组织学生更换不同的定值电阻探究R是否等于U/I。
第六部分 课时安排
节次
课时
第1节 电流与电压、电阻的关系
2课时
第2节 欧姆定律
1课时
第3节 电阻的测量
1课时
第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用
1课时
单元复习
1课时