北师大版九年级物理教案D.docx
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北师大版九年级物理教案D
第二节根据欧姆定律测量导体的电阻
［教学目标］
知识与技能
应用欧姆定律，学习用电流表和电压表测量小灯泡的电阻。
理解电阻是导体本身固有属性，了解灯丝（钨丝）的电阻特性。
过程与方法
通过测量电阻，了解欧姆定律的应用，进一步了解和学习物理研究问题的方法。
情感、态度、价值观
培养学生设计实验、连接电路、测量及分析归纳物理规律的兴趣。
［教学重点］
1.学习应用欧姆定律，用电流表和电压表测量电阻
2．理解电阻是导体本身固有属性，与导体两端的电压及通过导体的电流无关。
［教学难点］
1.实验电路的设计、连接，电流表、电压表量程的选择，滑动变阻器的使用，实验数据表格的设计。
2.理解电阻是导体本身固有属性，与导体两端的电压及通过导体的电流无关。
了解灯丝（钨丝）的电阻随温度变化的特性。
［教学准备］
学生分组探究实验器材：
电流表
（1）、电压表
（1）、滑动变阻器
（1）、甲电池
（2）、定值电阻（5Ω、10Ω各1个）、小灯泡+灯座
（1）、导线10根。
［教学设计］
［新课导入］
1．复习：
欧姆定律的内容、适用条件及其数学表达式。
2．教师提出问题：
用电流表和电压表你能测量出定值电阻的阻值吗？
试说明测量原理，并作出测量电路图。
［新课教学］
学生思考、设计实验：
教师提出问题：
用什么方法可以改变通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压？
应如何改进测量电路图？
学生思考、设计实验实验电路：
教师提出问题：
如果改变通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压，定值电阻的阻值将如何人改变？
学生猜想、假设实验结果：
学生探究实验：
用电流表和电压表测量出定值电阻的阻值。
学生分析、归纳实验结果：
电阻是导体本身固有属性，与导体两端的电压及通过导体的电流无关。
教师引导学生测量小灯泡的灯丝电阻：
你想不想知道小灯泡的灯丝的电阻有多大呢？
学生设计实验电路：
学生探究实验：
用电流表和电压表测量小灯泡的灯丝电阻。
学生发现问题：
在不同电压和电流的情况下，小灯泡的灯丝的电阻不同。
学生知识类比迁移，思考、交流讨论：
为什么改变小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，小灯泡的电阻会改变？
教师引导学生总结、归纳物理规律。
学生实验思考：
请分别按电路图
（一）、电路图
（二）的方式测量小灯泡正常工作时的电阻（U实际=Ue）。
测量值相等吗？
为什么？
试说明其中的物理原理。
［布置作业］
（1）完成实验探究报告
（2）P23.动手动脑学物理：
1～4
［［板书设计］
§6-5测量小灯泡的电阻
1．用电流表和电压表测量电阻：
测量原理：
根据欧姆定律I=U/R可得R=U/I。
待测量的物理量：
通过待测电阻的电流
待测电阻两端的电压
测量电路图：
测量器材：
电流表量程的选择方法：
电压表量程的选择方法：
滑动变阻器：
（a）在本次实验中的作用：
保护电路中的电流表、小灯泡、电源。
减小测量误差。
（b）正确使用方法：
开关闭合前，滑片P应处于什么位置？
2．电阻是导体本身固有属性，只与导体的材料、长度、横截面积及温度有关，与导体两端的电压及通过导体的电流无关。
3．灯丝电阻与温度有关：
白炽灯正常发光时的电阻大约是其不工作时电阻的十倍。
第三节 串、并联电路中的电阻关系
课前准备
一、新课标学习要求
1.知识与技能
知道串联电路等效电阻与各电阻的关系.
知道并联电路等效电阻与各电阻的关系.
2.过程与方法
推导出串联电路等效电阻计算公式.
推导出并联电路等效电阻计算公式..
3.情感、态度与价值观
从已知的科学规律出发，通过数学公式的逻辑推导获得新的科学知识的过程中，发展学生对科学的探索兴趣，培养学生的创新意识、独立思考的科学态度.
二、整体感知
1.串联电路的等效电阻：
R=R1+R2+……+Rn
2.并联电路的等效电阻：
+……+
教材知识全解
一、串联电路的等效电阻
1.串联电路的等效电阻
假设有一个电阻可以代替串联的电阻而不影响电路的效果，我们就称这个电阻是串联电路的等效电阻.等效电阻与串联各个电阻的关系可以利用欧姆定律求得.
说明
（1）不影响电路的效果是指在电源电压不变时，其输出的电流也不变.
（2）等效电阻也叫总电阻.
2.串联电路中的电阻关系
在图12-3-1中，两个串联导体的电阻值分别为R1和R2，设等效电阻的电阻值为R.R1、R2两端的电压分别为U1和U2，串联部分两端的电压为U.通过R1、R2的电流分别为I1、I2.由欧姆定律可知，
U=IR，U1=I1R1，U2=I2R2.
从串联电路总电压与分段电压的关系：
U=U1+U2，得IR=I1R1+I2R2.
因串联电路中的电流处处相等，即I=I1=I2，所以
R=R1+R2.
对于多个电阻（R1、R2、R3……Rn）串联，同样可以得到
R=R1+R2+R3+…+Rn.
这表明，串联电路的等效电阻等于各串联导体的电阻之和.
注意
（1）把几个导体串联起来，相当于增加了导体的长度，其总电阻一定比任何一个导体的电阻大.
（2）由R=R1+R2+…+Rn可推出，n个阻值均为R0的电阻串联，其总电阻为R=nR0.
（3）根据欧姆定律和串联电路的电流特点.不难推出
，这说明：
串联电路中，电压的分配与电阻成正比.
二、并联电路的等效电阻
1.并联电路的等效电阻
假设有一个电阻可以代替并联的电阻而又不影响电路的效果，我们就称这电阻是并联电路的等效电阻.等效电阻与并联各个电阻的关系可以利用欧姆定律求得.
说明
（1）不影响电路的效果是指在电源电压不变时，其输出的电流也不变.
（2）等效电阻也叫总电阻.
2.并联电路中的电阻关系
推导：
设各支路的电阻分别为R1和R2，并联电路的等效电阻为R.通过R1和R2的电流分别为I1和I2，并联电路的总电流为I（如图12-3-2）.那么，由欧姆定律可知：
I1=
，I2=
，而I=
.
又因为并联电路的总电流等于各支路的电流之和，即
I=I1+I2.
所以
=
+
约去U得：
=
+
对于多个电阻（R1、R2、R3、Rn）并联，同理可以得到：
=
+
+……+
这表明并联电路的等效电阻的倒数，等于各并联导体的电阻的倒数之和.
说明
（1）把n个导体并联起来，相当于增加了导体的横截面积，其总电阻比每一个导体电阻都要小.
（2）由
=
+
，可推导出R=
.
（3）由
=
+
+……+
可推出，n个阻值均为R0的电阻并联，其总电阻为R=
.
（4）根据欧姆定律和并联电路的电压特点，可推导出
，这说明：
并联电路中，电流的分配与电阻成反比.
典型例题精析
题型Ⅰ面向全体双基巩固
例1如图12-3-3所示，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，则（）
A.电流表示数变大，电压表示数变小B.电流表示数变小，电压表示数变大
C.电流表示数变大，电压表示数不变D.电流表示数变小，电压表示数不变
分析：
首先要明确两表测量对象.在本题中，R1、R2并联在电路中，电压表
测电路总电压，当电源电压不变时，电压表
的示数不变，电流表测的是干路上的电流，I=I1+I2，由于并联电路中U1=U2=U，U不变，所以I1=
不变.I2=
，当滑动变阻器滑片P向右移动时，电阻R2增大，I2减小，所以I也减小，即电流表
的示数减小，选项D正确.
答案：
D
例2一个阻值为3Ω的电阻R1和一个阻值为2Ω的电阻R2串联后，接在6V的电源上.问电路中的电流多大？
分析：
画出电路图（图12-3-4）.要想求出电路中的电流I，只要知道总电压U和总电阻R就可以了.U已知，R可用串联电路的总电阻公式求出.
解因为：
R=R1+R2=3Ω+2Ω=5Ω
所以：
I=
=
=1.2A
答案：
电路中的电流为1.2A.
题型Ⅱ生活·物理·社会
例3两根镍铬金属丝的长度关系是l1＞l2，把它们串联后接入电路，则通过它们的电流和它们两端的电压分别满足（）
A.I1＞I2，U1＜U2B.I1＜I2，U1＞U2
C.I1=I2，U1＞U2D.I1=I2，电压关系不定
分析：
虽然两根镍铬金属丝的材料和长度知道了，但横截面积关系未知，所以它们的电阻关系未知，串联后电压的分配关系无法确定，但因是串联，电流相等.
答案：
D
例4有一只弧光灯，正常工作电流为5A，电阻力8Ω，要把它接入电压为110V的电路中，需要串联一个多大的电阻，弧光灯才能正常工作？
分析：
先根据题意画电路图，并标出已知量和未知量的符号，如图12-3-5所示.为了防止差错，习惯上在物理量代表符号的右下角加角标，分别表示与各导体的对应量，如电阻R1的电压、电流分别为U1、I1，电阻R2的电压、电流分别为U2、I2，总电阻、总电压、总电流分别为R、U、I.并且这九个量中一般知道三个量就可以求出另外六个量.此题根据题目所给条件，欲求电阻R2，可从欧姆定律的变形出发，先求出R1两端的电压U1，再根据串联电路的关系，求出电阻R2两端的电压U2，最后利用欧姆定律变形公式求出R2；也可以从串联电路总电阻出发，先求出整个电路中的总电阻R，然后利用串联电路特点求出R2；也可以根据串联电路分压关系求出R2.
解法一：
根据欧姆定律：
U1=IR1=5A×8Ω=40V
∵R1与R2是串联在电路中
∴U2=U-U1=110V-40V=70V
又根据欧姆定律可求出需要串联的电阻R2为：
R2=U2/I=70V/5A=14Ω
解法二：
根据欧姆定律I=U/R得：
R=
=
=22Ω
∵R1与R2串联在电路中
∴R2=R-R1=22Ω-8Ω=14Ω
解法三：
根据欧姆定律I=
得：
U1=IR1=5A×8Ω=40V
∵R1与R2是串联在电路中
∴U2=U-U1=110V-40V=70V
根据串联电路分压关系式：
得：
R2=
×R1=
×8Ω=14Ω
答案：
需要串联一个14Ω的电阻，弧光灯才能正常工作.
课后小结
一、知识梳理
二、方法规律总结
怎样进行简单电路的计算？
串、并联电路属于简单的电路.在解题中要注意以下几点：
（1）先根据题意画电路图，并在电路图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号，便于分析.
（2）利用电路的符号和欧姆定律解题时，特别要重视“对应”关系.也就是说，运用欧姆定律应是“同一导体”，并且“同一时间”上的U、R和I.
（3）如果题目给出的是两个物理过程，要注意分析两个过程之间的联系（如电路的总电压不变）.必要时可分别画出两个过程的电路图，分步加以解决.
三、思维误区
在本节出现的易错点有：
进行电路的分析和计算时，由于电路图的认识错误，容易出现分析和计算上的错误.
例如图12-3-16所示，已知电阻R1∶R2=2∶1，已知R1=6Ω.闭合开关S后，电路中的总电阻是Ω.电流表A1、A2的示数之比是.加在两个电阻两端电压之比是.
分析：
错解：
本题若把电路当成了串联，则求出总电阻为9Ω，若把求并联电路电阻公式
，误当成R=
，则求得总电阻为
Ω，误把A2当成测R1的电流，求得两表示数之比为1∶2.
正解：
开关S闭合，电路连接方式为并联，不是串联，电流表A1测R2的电流，电流表A2测干路电流，不是测R1的电流.电路中总电阻R=
=2Ω，通过R2的电流I2=
.通过干路电流I=I1+I2=
=
，则两电流表示数之比为2∶3.
答案：
22∶31∶1
课本“作业”答案
课本第83页
1.5082.5串60并
3.分析：
并联电路中，等效电阻比每一个并联导体的电阻都小，一个1Ω的电阻与一个100Ω的电阻并联，其等效电阻一定小于1Ω.
答案：
D
第四节 欧姆定律的应用
课前准备
一、新课标学习要求
1.知识与技能
会用一只电压表和一个已知电阻测量未知导体的电阻.
会用一只电流表和一个已知电阻测量未知导体的电阻.
知道电流表的电阻很小，电压表的电阻很大.
2.过程与方法
能设计在只有一只电压表和一个已知电阻的情况下测量未知电阻的实验方案，并进行实验.
能设计在只有一只电流表和一个已知电阻的情况下测量未知电阻的实验方案，并进行实验.
能说明电流表电阻很小，电压表电阻很大的道理.
3.情感、态度与价值观
通过用不同方法测量导体电阻，培养学生不断创新的意识，养成能独立思考，大胆想象的科学态度和科学精神.
二、整体感知
三、相关知识
旋钮式电阻箱的内部结构
旋钮式电阻箱面板如图12-4-1甲所示.其内部由9个1000Ω，9个100Ω，9个10Ω，9个1Ω的电阻组成.图12-4-1乙是它的内部结构示意图.使用时，把两个接线柱A，B接入电路，调节面板上的4个旋钮就能得到0～9999Ω之间的任意整数阻值.各旋或对应的指示点（图中的小三角）的示数乘以面板上标记的倍数，然后加在一起，就是接入电路的阻值.
教材知识全解
一、测量电阻的一种方法
1.利用一只电压表和一个已知电阻测未知导体的电阻
（1）实验电路如图12-4-2所示.
（2）实验步骤：
①先将电压表接在a、b两点间，测得R0两端的电压为U0，则电流为Ix=I0=
.
②再将电压表改接在a′和b′两端时，测得Rx两端的电压为Ux，则待测电阻为，Rx=
R0
2.利用一只电流表和一个已知电阻测未知导体的电阻
（1）实验电路图如图12-4-3所示.
（2）实验步骤：
①先将电流表与R0串联，测得通过R0的电流为I0，则电压为
Ux=U0=I0R0
②再将电流表与Rx串联，测得通过Rx的电流为Ix，则待测电阻为
Rx=
R0
二、电流表和电压表的电阻
电流表的电阻非常小，将它串联到电路中去就相当于串联一根电阻可忽略不计的导线，因此，电流表串联在电路中不会影响电路中的电流大小.又由于串联电路中的电流处处相等，因此通过电流表上的示数就可以知道电路中与电流表相串联的其他部分中的电流.如果将电流表直接与电源的两极相接，由于电流表的电阻非常小，根据欧姆定律I=
，电路中的电流会很大，就会把电路中的电流表及电源烧坏，严禁将电流表直接与电源两极相接.
电压表的电阻很大，当将它并联到电路中去时，通过电压表的电流很小，连接电压表的导线可视为断路.因此，电压表并联在导体两端时对电路的总电阻影响很小不会引起电路中的电流变化.因为并联导体两端的电压相等，所以通过电压表上的示数就可以知道被测导体两端的电压.由于电压表有很大的电阻，它可以直接与电源的两极相连而测量电源的电压，不会造成电压表的烧坏.
典型例题精析
题型Ⅰ面向全体双基巩固
例1如图12-4-4所示电路，电源电压为9V，R1的阻值是12Ω，开关S闭合时电压表的示数是6V，试问：
（1）电流表的示数是多少？
（2）R2的阻值和电路中的总电阻各是多少？
分析：
电路中电阻R1、R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测串联电路中的电流，题中已知电源的电压U为9V，当开关S闭合后，电压表示数为6V，即R2两端的电压U2为6V.根据串联电路电压特点：
U=U1+U2，可得电阻R1两端电压U1=U-U2，已知电阻R1=12Ω，将U1、R1代入欧姆定律公式，便可求得电阻R1中的电流I1，又由串联电路电流特点I=I1=I2可知，通过电阻R2的电流I2=I1，再将U2、U1代入电阻公式R=
可求得电阻R2，同理，可求得总电阻R.
（1）U1=U总-U2=9V-6V=3VI1=
=0.25A
（2）又∵I1=I2=I=0.25A
∴R2=
=
=24Ω
R=
=
=36Ω.
答案：
（1）电流表的示数为0.25A
（2）R2的阻值为24Ω，总电阻是36Ω
课题
第一节 电功和电能
课型
讲授课
日期
200年月日
午第节
教具
伏特表、安培表、小灯泡、电键、导线、幻灯
教
学
目
标
1、了解电流可以做功
2、了解电功与哪些因素有关
3、理解电功的计算公式和单位
重点
难点
电功的概念
电功的应用
教学过程：
复习：
1、什么是功？
做功的两个必要因素？
2、电压、电流、时间的单位，测量工具？
新课教学：
分析：
电流通过起重机，提高货物做功 电能 势能
电流通过电炉 电能 热能
电流通过电动机 电能 机械能
电流通过电灯 电能 热能 光能
给蓄电池充电 电能 化学能
电流是可以做功的
1、电功－－电流所做的功
电流做功的实质：
电能转化为其它形式的能
幻灯：
分析图3－9电流做功
2、电功的公式和单位
演示：
P39图3－10、3－11
实验说明：
ｔ、U相等时，I越大，W越大
ｔ、I相等时，U越大，W越大
通电时间越长，灯泡消耗电能越多，电流做功越多
影响电功的因素：
电流所做的功跟电压、电流和通电时间成正比
公式：
W＝UIｔ
电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压与电路中的电流以及通电时间的乘积。
单位：
焦耳（J） 1焦＝1牛·米＝1伏安·秒
推导公式：
由I＝U/R得
W＝I2Rｔ＝U2t/R（纯电阻电路）
（串联）（并联）
在串联电路中：
W1：
W2＝R1：
R2
在并联电路中：
W1：
W2＝R2：
R1
手电筒小灯泡，通电每秒钟做功约1焦，普通灯每秒钟做功约几十焦
例：
某电热器接在220V的电路上，电热丝的电阻75欧，求在5分钟内电流所做的功？
解：
I＝U/R=220V/75欧＝2.93安
W＝UIｔ＝220伏×2.93安×5×60秒＝1.93×105J
或W＝UIｔ＝U2t/R=（220V）2/75欧×5×60秒＝1.93×105J
答：
略
练习：
P40 1－4
作业:
P19
板书设计
课后小结
3、2电功和电能
一、电功－－电流所做的功
一、电功的公式和单位
公式：
W＝UIｔ
单位：
焦耳（J）
1焦＝1牛·米＝1伏安·秒
课题
第二节 电功率（第一课时）
课型
日期
200年月日
午第节
教具
教
学
目
标
1、掌握电功率的概念
2、掌握电功率的公式和单位
3、了解一些电气设备的功率
重点
难点
电功率的概念及应用
教学过程：
复习：
1、电功概念、公式、单位
2、功率概念、公式、单位
新课教学
一壶水烧开，小电炉要20分钟，大电炉用10分种，不同用电器做功快慢不同。
一、电功率
1、电功率－－电流在单位时间内所做的功
电功率表示电流做功快慢的物理量
2、公式：
P＝W/t=UIt/t=UI
推导：
P＝I2R＝U2/R
3、单位：
瓦特
1瓦特＝1焦/秒＝1伏安＝1安2·欧＝1伏2/欧
1千瓦＝1000瓦
意义：
40W的白炽灯，表示电流通过灯丝时，每1秒钟做功40焦
注意：
P＝UI中各量的单位要对应
阅读表3－1，手电筒小灯泡1W，普通白炽灯几十W
在串并联电路中，电路消耗的总功率都等于各部分电路的电功率之和
P＝P1＋P2
例：
1个教室有40W日光灯6盏，100W吊扇2只，同时工作时，总功率为多大？
40W×6＋100W×2＝440W
4、测量
用伏特表、安培表测出U、I。
由公式P＝UI计算（伏安法）
例1、一辆电车的电动机功率是60千瓦，它在额定电压600V下工作时，通过的电流是多大？
每分钟做功多少？
解：
由P＝UI＝60000W/600V＝100A
由P＝W/t得
W＝Pｔ得
W＝Pｔ＝60000W×60ｓ＝3.6×106J
答：
略
小结：
电功率概念、公式、测量
练习：
P44 1、2、4
作业：
P20 一
板书设计
3、3电功率
一、电功率
1、概念
2、公式：
P＝UI
3、单位：
W
4、测量
课题
第三节 探究――测定小灯泡的电功率
课型
实验课
日期
200年月日
午第节
教具
见实验册
教
学
目
标
1、加深对额定功率和实际功率的认识
2、学会测定小灯泡的功率
3、练习根据要求设计电路，画出电路图并完成连接
4、认识实验原理对选择确定实验器材的指导作用
重点
难点
教学过程：
复习：
1、电功率
2、额定电压，额定功率
3、伏安法测电阻
一、目标
二、实验思路
三、实验器材
二、步骤和记录
1、认识器材
2、设计电路
3、检查电路图
特别注意：
（1）电源是否接进电路（电压？
）
（2）小灯泡的电压可否调节
（3）开关能否正常发挥作用
（4）电流表和电压连接是否正确
4、按电路图把实物连接成电路
注意：
电压表、电流表、滑动变阻器的接法和作用，开关的接法和作用
5、闭合开关，测小灯泡的额定功率
6、闭合开关，测小灯泡在约高于额定值1/5时的功率
7、根据实验记录分别计算各次实验小灯泡的功率
8、拔出电源接线，整理好仪器
三、小结汇报
四、问题和计论
五、作业：
1、完成实验册
2、作业本P22二
板书设计
课后小结
探究――测定小灯泡的电功率
一、目标
二、实验思路
三、实验器材
一、步骤和记录
二、问题和讨论
课题
第四节电流的热效应
课型
日期
200年月日
午第节
教具
焦耳定律、讲授课
教
学
目
标
1、了解电流热效应
2、理解焦耳定律，能用焦耳定律分析有关问题
3、了解电热器的用途、优点，发热 体的构成特点
重点
难点
焦耳定律
焦耳定律的应用
教学过程：
复习：
1、电功的定义、公式、单位。
2、电功率的定义、公式、单位。
新课讲授：
电流通过电炉、电烙铁、电灯要发热，电能 热能
1、电流的热效应－－电流通过各种导体时，会使导体发热，温度升高的现象。
2、焦耳定律
演示：
如图 R1＞R2
∵R1与R2串联，I相等
∴W1＞W2 Q1＞Q2
移动P使RP变小，I变大，Q变大
结论：
电流产生的热量跟I、R和ｔ有关
I越大，Q越大，R越大，Q越大，ｔ越大，Q越大
英国物理学家焦耳通过大量的实验，得出了焦耳定律：
电流通过导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比（大量实验得出）
公式:
Q＝I2Rｔ
单位：
焦
推导：
Q＝W＝UIｔ＝I2Rｔ＝Pt（纯电阻电路）
例题：
解：
I＝U/R＝220V/55Ω＝4A
Q＝I2Rｔ＝（4A）2×55Ω×10×60s=5.28×105J
3、电热器－－是利用电流的热效应制成加热设备。
图3－16
电热器的主要组成部分是发热体
发热体是用电阻率大、熔点高的金属丝绕在绝缘体材料上做成的
恒温箱是根据电流的热效应和物体热膨胀原理制成的
电热器优点：
清洁、无污染、热效率高，且便于控制和调节
电流热效应有时也有不利的作用：
损坏用电设备，火灾等。
例：
R1与R2由同种材料制成的两个同阻值的电阻，R1长而粗，R2细而短，通电后观察到的现象（ ）
（A）R1上的火柴杆先点燃
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