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八年级上册第三章第四节《欧姆定律及其应用》第一课时教案
课题：欧姆定律及其应用——用“伏安法”探寻电流、电压与电阻的关系
一、核心概念与跨学科概念
1.核心概念
物质与相互作用：导体中的电流I与两端电压U成正比，与电阻R成反比，即 ＝U/R。
技术与工程：伏安法是测量未知电阻、校准仪表的基本技术路径。
2. 跨学科概念
系统与模型（把导体、电源、仪表抽象为“U-I-R”系统）
量值与尺度（mA—A、V—kV、Ω—kΩ 的跨尺度测量）
稳定与变化（调节滑动变阻器→系统状态连续变化）
二、教学目标
维度 目标内容
科学观念 说出欧姆定律的文字、公式及适用条件； 能解释伏安法测电阻的原理。
科学思维 能用控制变量法设计实验； 用U-I图像判断电阻值并发现线性规律。
探究实践 独立完成“伏安法测电阻”实验，测6组数据，绘制U-I图，计算R误差≤5%。
态度责任 认识实验“先断电后接线”原则；愿意在社区科普“正确使用万用表测电阻”。
教学重难点
重点：欧姆定律的建立与实验验证；伏安法接线三步法。
难点：滑动变阻器在“限流”与“分压”两种接法中的角色区分；U-I图像非理想线性的误差分析。
四、教学准备
器材：干电池3V、待测电阻10Ω、滑动变阻器20Ω、电流表、电压表、开关、导线。
资源：PPT动画“U-I图像生成”、任务单、坐标纸。
学生：任务单、计算器、红蓝黑导线各2根。
五、教学过程
1、情境导入 比一比，推一推：A和B两只灯谁亮？ B和C两只灯谁亮？A和C两只灯谁亮？
电压越大，对电路中电流的推动作用越大，即相当于电流获得的推动作用越强；而电阻越大，则对电路中电流的阻碍作用就越大。那么，电流与电压、电流与电阻之间存在怎样的定量关系呢？ 演示：调光台灯旋钮越亮→问：灯泡电流与什么有关？ 学生答“电压/电阻”
设计意图：真实问题
提出假设 R不变时，改变U，探究I与U的关系？ U不变时，改变R，探究I与R的关系？ 小组写猜想贴黑板
设计意图：明确探究目标
方案制定 图中，电压表测出的电压是哪两端的电压？电流表测出的电流是经过哪个元件的电流？如果没有滑动变阻器R'，该实验可行吗？引导：控制 R 不变，改变 U，测 I；用滑动变阻器调 U 画实验电路图
这个实验用到的器材：电源、电阻、开关、电压表、电流表、滑动变阻器。
实验中电流表、电压表的作用是：电流表测通过R的电流，电压表测R两端的电压。
实验中滑动变阻器的作用是什么 如果不用滑动变阻器，有无其他方法改变电阻R两端的电压？这样方便吗？ 1）分担电压，保护电路；2）调节电阻R两端的电压。
设计意图：控制变量
实验操作 任务：测6组U、I→ 这个实验做三次的目的是什么？寻找普遍规律→ 实时描点U-I图 记录→描点→发现直线
结论：当电阻一定时，导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。
设计意图：数据驱动
规律提炼 计算各点R=U/I→ 均值→板书 I=U/R 学生口答定律
设计意图：数据→规律
误差讨论 展示非理想点→讨论：仪表内阻、接触电阻 提出改进方案
设计意图：科学思维
应用拓展 案例：用伏安法测未知电阻 口算 R=U/I
设计意图：学以致用
安全升华 展示“超量程烧表”照片→强调规则 写1条安全口号
设计意图：态度责任
六、板书设计
3.4.1欧姆定律及其应用
1.内容：导体电流I与电压U成正比，与电阻R成反比
2.公式：I=U/R
3.适用：金属导体、温度不变
4. 伏安法
电路图：电源—开关—滑动变阻器—电阻—电流表串联 电压表并联在电阻两端
步骤：选量程→接线→调滑片→读数→描图
七、作业设计
A 基础巩固
1.作业P××第1、2题（计算U、I、R）。
2.家庭实验：用万用表测手机充电器空载电压并估算内阻。
B 拓展提升
3. 在线模拟：模拟测试家庭电路中用电器两端的电压和电流 调参并截图 U-I 图。
C 挑战任务（选做）
4.设计“测小灯泡伏安特性”方案。
八、教学反思
学生U-I直线相关系数平均0.95，但2组接触不良——下次加“鳄鱼夹检查”。
滑动变阻器限流接法掌握90%，分压接法仅60%，拟下节补充微课。(共24张PPT)
3.4 欧姆定律及其应用
【第三单元 电路探秘】
八年级上册
10Ω
A
图一
10Ω
B
图二
15Ω
C
图三
任务一：比一比，推一推
A和B两只灯谁亮？
B和C两只灯谁亮？
A和C两只灯谁亮？
电压越大，对电路中电流的推动作用越大，即相当于电流获得的推动作用越强；而电阻越大，则对电路中电流的阻碍作用就越大。那么，电流与电压、电流与电阻之间存在怎样的定量关系呢？
探究I与U、R的关系
控制变量法
R不变时
改变U
探究I与U的关系
U不变时
改变R
探究I与R的关系
先来设计电路吧....
电路图
图中，电压表测出的电压是哪两端的电压？电流表测出的电流是经过哪个元件的电流？如果没有滑动变阻器R'，该实验可行吗？
实验中电流表、电压表的作用是
_____ 、____ 。　　
这个实验用到的器材：__________ 、 ___________、________ 、 _______ 、 ___________、 ___________________等。
电源
电阻R
滑动变阻器R'
开关S
电压表
电流表
电流表测通过R的电流
电压表测R两端的电压
实验中滑动变阻器的作用是什么
如果不用滑动变阻器，有无其他方法改变电阻R两端的电压？这样方便吗？
（1）分担电压，保护电路；
（2）调节电阻R两端的电压。
1.按图所示连接电路。闭合开关，调节滑动变阻器R'，可改变电阻R上的电压。
2.实验中定值电阻R=50Ω，逐次调节滑动变阻器R”，使电压表上的读数分别达到表中的数值，分别读出每次不同电压下的电流值，并记录在表中。
连接时断开开关
滑片移到阻值最大处
0.2 1
0.4 2
0.6 3
这个实验做三次的目的是什么？
实验数据有规律吗？若有，规律如何？若无，是何原因？如何修正？
结论：当电阻一定时，导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。
计算电压与电流的比值，比较其结果可得到什么结论？
以上表格中计算出的电压与电流的比值是否完全相等？与同学讨论结果，并分析原因。
研究电流与电阻的关系，必须控制电压不变，即当电阻两端的电压始终不变时，来研究通过电阻的电流大小与电阻阻值的关系。
1.图中，更换定值电阻R，调节滑动变阻器R’，使R两端的电压始终保持不变，可读出并记录每次的电阻值与电流值。2.测量电压为2V时不同电阻的电流值，并记录在表中。
滑动变阻器的作用：
（1）分担电压，保护电路;
（2）保持电阻R两端的电压不变
3.计算电流与电阻的乘积，比较其结果，可以得出什么结论？
实验数据有规律吗？若有，规律如何？
若无，是何原因？如何修正？
实验次序 电压U=＿ V 电阻/Ω 电流/A
(1) 5 0.6
(2) 10 0.3
(3) 15 0.2
3
探究I与R的关系
电阻R（欧）
5.0
10.0
15.0
20.0
电流I（安）
0.4
0.1
0.3
0.6
0.2
0.5
25.0
结论：当导体两端的电压不变时，导体中的电流跟这段导体的电阻成反比.
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。
I=
U
R
(2)表达式：
欧姆定律：
(1)内容
★
5.得出结论
R
U
I
同一性
同时性
R（欧）
单位：
I（安）
U（伏）
变形公式
U＝IR
I
R
U
＝
3、欧姆定律的适用范围：
（1）电流、电压与电阻必须在同一段电路中，同一时间内。（2）适用于纯电阻电路（电阻消耗电能全部转化为内能的电路）。
研究电流与电压的关系时，达到改变用电器两端电压大小的目的。
研究电流与电阻的关系时，达到控制用电器两端电压不变的目的。
变阻、
限流、
分压、
保护。
滑动变阻器在电路中的作用：
（1）电压一定时，电流跟电阻成反比。
（2）不能说成“电流与电阻成反比”。（注意条件）
（3）不能说成“电阻与电流成反比”、“电压一定时，电阻与电流成反比”。
（4）电流与电阻的乘积并不是一个定值，在读取数据过程中会存在一些误差，但都在允许范围内，因此需要多次测量，使实验结论更具有普遍性。
对“电流与电阻的关系”的理解：
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。
电阻(欧)
电压(伏)
电流(安)
5
1
0．2
3
0．6
5
1
表二：
电阻（欧）
电流（安）
电压（伏）
5
1．2
6
10
0．6
15
0．4
分析表一所得到的数据可得结论
_____________________________________________
分析表二所得到的数据可得结论:
_____________________________________________　
某同学做“研究电流和电压、电阻的关系”的实验，实验中得到了如下的两组数据：　　
表一：
电阻一定时，导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。
导体两端的电压不变时，导体中的电流跟这段导体的电阻成反比。
二、计算：欧姆定律的应用
例题1　一只电灯泡正常工作时的灯丝电阻是242欧，如果电灯线路的电压是220伏，求灯丝中通过的电流。
解：已知R＝242欧，U＝220伏，
　　I＝U/R＝220伏/242欧＝0.9安
答：电流是0.9安。
例题2　一个电热水器工作时电热丝的电阻是22欧，
通过的电流是10安，求电热水器工作时两端的电压。
解：已知R＝22欧，I＝10安
　　因为I＝U/R，所以
　　U＝IR＝10安×22欧＝220伏
答：电压是220伏。
例题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6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＝6伏，I＝0.3安
　　因为I＝U/R，所以
　　R＝U/I＝6伏/0.3安＝20欧
答：阻值是20欧。
Q:有人根据公式R=U/I跟公式I=U/R在形式上相似，把电阻R说成跟电压成正比，跟电流成反比。你认为这种说法对吗？为什么？
答：不对。因为电阻是导体本身的一种性质，它只跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关，跟电流、电压无关。
2.试根据欧姆定律，完成下列表格。
次序 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω
（1） 2 0.5
（2） 10 2
（3） 3 5
4
15
5
1.某小灯泡上标有“2.4V0.7A”字样，表示该灯泡正常工作时电压是2.4V，电流是0.7A。求该小灯泡正常工作时灯丝的电阻。
2.当某一定值电阻两端的电压是6V时，通过它的电流为0.6A，此时电阻的阻值是多少欧？要使通过它的电流为1A，加在它两端的电压应是多少伏 如果电压增加到12V，通过电阻的电流是多少安？

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