9年级上册沪科版物理 第十五章第二节欧姆定律(第2课时) 逐字稿-4,769字

  师:同学们,大家好,欢迎来到物理课堂。今天我们一起学习沪科版九年级物理第15章第二节欧姆定律第二课时。

  上节课我们通过实验探究了电流大小与哪些因素有关,得出了两个结论,现在来复习一下这个实验。

  结论一:保持电阻不变时,电流跟电压成正比关系。根据正比例函数定义,我们可以写出(I = kU)这样的表达式,其中系数(k),也就是电流(I)与电压(U)的比值,恰好和(\frac{1}{R})的大小相等。聪明的同学应该能发现,如果将(k = \frac{1}{R})代入表达式,就能得到(I = \frac{U}{R})的结论。不过,想要验证这个结论是否成立,还需要进一步验证另一个实验结论是否也符合这一规律。

  上节课我们得到的实验结论二是:保持电压不变时,电流跟电阻成反比关系。根据反比例函数定义,可写出(I = \frac{k'}{R})这样的表达式,其中系数(k'),也就是电流(I)与电阻(R)的乘积,恰好与电压(U)的大小相等。

  综合上面两个结论,大家不难发现,原来(I = \frac{U}{R}),这就是今天我们要学习的内容——欧姆定律。欧姆是一位伟大的科学家,为了得出欧姆定律,他经历了很多挫折。下面我们通过一个短片来了解一下。

  什么样的人最难成功?不是起点低的,而是被报以偏见的。因为曾经有过失误,所有努力都被否定。哪怕一次次从困境中站起,却又一次次被流言蜚语打压,这种心理折磨,实际上比生活上的困顿、工作上的困难更刻骨铭心。很多人面对这种情况,可能会选择逃避或者放弃,但是我们今天要说的这个人,他没有强大的内心,却因为热爱而继续承受着冷嘲热讽,甚至因此患上精神抑郁。但正是因为他的坚持,才有了物理学上著名的欧姆定律。没错,我们今天要说的就是乔治·西蒙·欧姆的故事。

  早在19世纪20年代,德国物理学家欧姆就对电流与电压和电阻的关系进行了大量实验研究,并得出了欧姆定律的内容:一段导体中的电流与加在这段导体两端的电压成正比,与这段导体的电阻成反比。公式为(I = \frac{U}{R}),这里(I)代表通过导体的电流,基本单位是安培;(U)代表导体两端的电压,基本单位是伏特;(R)代表导体的电阻,基本单位是欧姆。

  请同学们应用欧姆定律,帮老师解决下面这个问题。如图所示,有一支测电笔用来判断家庭电路的火线和零线,电阻是(880)千欧。氖管的电阻和人体的电阻都比这个阻值小得多,可忽略不计。使用时流过测电笔的电流是多少呢?

  首先看看题目中给出了哪些条件。我们已知家庭电路的电压是(220)伏,电阻(880)千欧,求流过测电笔的电流。通过欧姆定律公式(I = \frac{U}{R}),很容易就能求出对应的电流值。

  由于今天是我们第一次利用欧姆定律来解决电学计算题,所以接下来老师要给大家说一说电学计算题的解题规范,为同学们今后的学习做好准备。

  首先,我们需要根据题意画出等效电路图。怎么画呢?我们可以先根据题意画出电路图,为了解题方便,将电源和开关简化掉,然后在图中标出已知量电阻(R)和电压(U)的数值,最后标出待求量电流(I)。这就是本道题的等效电路图,同学们,学会了吗?这样三个物理量之间的关系是不是既简洁又清晰?它能帮助我们把复杂的文字转化为简单的物理图形呈现出来。

  好,接下来开始具体计算。根据欧姆定律的表达式(I = \frac{U}{R}),我们需要代入数据进行计算。这一步的解题规范是什么呢?首先要写出表达式,接着代入数据,并且数据要带上单位,最后得出结果也要带上单位。这里老师还要强调,如果题目中已知量出现单位不统一,需要提前对数据进行单位换算,直到单位统一。最后得到电流值为(0.25)毫安。

  通过这一题的计算,我们知道了利用电压和电阻可以求电流。如果题目中给出了电流与电压,我们能不能计算电阻呢?那就需要把公式(I = \frac{U}{R})变形为(R = \frac{U}{I});如果知道了电流与电阻求电压,公式就可变形为(U = IR)。很多同学发现(I = \frac{U}{R})和(R = \frac{U}{I})在形式上非常相似。

  那么我们是否能够得出电阻跟电压成正比,跟电流成反比呢?同学们,请思考一下,你认为这种说法对吗?为什么?

  因为导体的电阻由导体的长度、材料、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大小无关,所以这种说法是错误的。

  那么变形公式(U = IR),我们是不是也可以说当电阻一定时,电压与电流成正比呢?由于电压是形成电流的原因,根据因果关系,我们只能说当电阻一定时,电流与电压成正比,所以这种说法也是错误的。

  为了检测同学们是否掌握了这一概念,下面我们一起来看一道随堂训练。关于欧姆定律,下列说法正确的是:

  A. 通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小。

  B. 导体两端的电压越高,这段导体的电阻就越大。

  C. 导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。

  D. 导体的电阻与电压成正比,与电流成反比。

  在选项A、B、D中,我们可以看到电阻随着电流和电压的变化而发生了变化,显然这种说法是错误的,所以我们选择答案C。同学们,做对了吗?

  现在我们已经学习了欧姆定律的内容,并掌握了它的解题步骤,那么接下来就让我们继续应用欧姆定律。

  在前面第14章中,我们已经学习了电压表的使用方法,同学们也掌握了采用大量程试触法来选择电压表的量程。那么今天,你会通过欧姆定律的计算来选择电压表的量程吗?

  一个导体的电阻是(6)欧姆,通过它的电流为(0.4)安培。若要测量此时导体两端的电压,应选用电压表的哪个量程呢?我们已知了电阻和电流的数据,要求出导体两端的电压,才能选择合适的量程。同学们,请在学习任务单上先画出等效电路图,再使用规范的答题格式来完成相应的计算,比一比谁写得既快速又准确。

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