九年级物理全册第16章电流做功与电功率第4节科学探究电流的热效应教案(新版)沪科版

第一篇：九年级物理全册第16章电流做功与电功率第4节科学探究电流的热效应教案(新版)沪科版

第四节 科学探究：电流的热效应

【教学目标】

1．阐述“验证焦耳定律”实验的思想方法；确认电流产生的热量与导体的电阻、通过导体的电流及通电时间的关系．

2．复述焦耳定律的内容，写出焦耳定律的公式及热量的国际单位． 3．解释Q＝W成立的条件．

U24．应用Q＝IRt和I＝R等公式进行有关计算．

【主体知识归纳】

1．焦耳定律的内容是：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比．

2．焦耳定律公式：Q＝IRt．

3．电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，也就是电流所做的功W全部用来产生热量Q，那么，电流产生的热量就等于电流所做的功，即Q＝W．

教学设计方案

提问：

(1)灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？为什么？

(2)电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？为什么？

学生回答：发烫.是电流的热效应.(3)电流通过用电器会发热，请从能量的转化角度进行分析呢。回答：将电能转化为热能

板书：

一、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，这种现象叫做电流的热效应。问题：生活中，哪些用电器是利用电流热工作的？

思考题1：电炉丝通过导线接到电路中，电炉丝和导线通过的电流相同。为什么炉丝热得发红，而导线却不怎么热？换句话说，电流通过导体产生的热量与哪些因素有关？ 科学猜想：

可能跟电阻、电流、通电时间有关。

[实验探究]设计好教材129页图16-13所示实验。

思考题2：阅读演示实验，找出该实验中哪些量是相同的？哪些量是不相同的？物理学中采取了怎样的实验探究方法？

2思考题3：为何让两电阻丝串联？（演示）你将观察到什么现象？说明什么问题？ 板书：‘实验表明：在电流，通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。说明电流通过导体产生的热量与电阻有关。

思考题4：电流通过导体（镍烙合金丝）产生的热量是否与电电流的大小有关呢？ 应该控制哪些量不变？又将观察到什么现象？说明了什么问题？

板书：实验表明：在通电时间一定，电阻相同的情况下，通过的电流越大，镍烙合金丝产生的热量越多。说明电流通过导体产生的热量与电流的大小有关。探究：电流通过导体（镍烙合金丝）产生的热量是否与通电时间有关呢？如何设计实验？（演示实验）

板书：实验表明：在电流、电阻相同的情况下，通电时间越长，电流产生的热量越多.说明电流通过导体产生的热量与通电时间有关。板书：

二、焦耳定律：

英国物理学家焦耳做了大量的实验于1840年最先精确地确定电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系：

板书： 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比.跟通电时间成正比，这个规律叫做焦耳定律.关于焦耳的介绍：P133 板书：焦耳定律可以用下面的公式表示：

21、公式 ：Q=IRt 单位：焦耳（J）

2、公式中的电流I的单位要用安培（A），电阻R的单位要用欧姆(Ω)，通过的时间t的单位要用秒(s)这样，热量Q的单位就是焦耳（J）.3、意义：表示电流通过用电器有多少电能转化为热能。注意：

•（1）、电流通过导体时，如果电能全部转化为热能，而没有同时转化为其他形式的能量，也就是电流所做的功全部用来产生热量，那么，电流产生的热量Q就等于消耗的电能（电功）W，即Q ＝ W ＝ UIt．

可见，在一定的条件下，根据电功公式W ＝ UIt和欧姆定律公式U =IR推导出焦耳定律公式。即Q=W =UIt = IRIt = I2Rt •（2）、应用焦耳定律解决问题时，公式中的各物理量必须对应于同一段电路或同一个导体．如果电路中存在多段电路或多个导体，必须注意它们各自的对应关系，不可“错位”．

4、Q=I2Rt与W=IUt的区别

①在纯电阻电路中，这两个公式是通用的。即：W=Q 纯电阻：把电能只转化为热能

②在非纯电阻电路中，W=IUt 公式求得的是

总消耗的电能； Q=I2Rt 公式求得的是在总电能中 部分转发为热能的能量 即：W>Q 板书：

三、电热器：利用电流的热效应制成的加热设备。

1、电热器的主要组成部分：发热体

2、发热体一般由电阻率大、熔点高的金属丝绕在绝缘材料上做成的。因为根据焦耳定律可知，电阻越大，电流产生的热量越多。同时，为了使电阻丝在很高的温度下不致熔化，应选用熔点高的材料。

板书：

四、电热的利用和防止

电热可以给人们的生活带来方便，也可以给人们带来危害。因此使用电热器时，一方面要利用其方便，另一方面要防止其危害，利用电热的用电器有电炉、电烫斗、电烙铁、电饭锅、电烤箱等。防止电热的危害，就是要防止电流过大烧坏灯丝、烧坏电流表、烧坏保险丝等后果。

• 比如：电视机的后盖有很多孔，就是为了通风散热。电动机的外壳有很多翼状散热片，使用时与轴相连的扇叶还向散热片吹风，也是为了降温。

习题：

1、某电热器接在220V的电源上，它的电阻是55欧，通电10分钟产生多少热量？ 解：先利用欧姆定律计算出通过电热器的电流，再用焦耳定律公式计算电流产生的热量。I = U/R = 220V/55Ω=4 A Q=I2Rt =（4A）2×55Ω×600S = 528000J习题2：为什么电炉丝通过铜导线接到电路中，炉丝热得发红，铜导线却不怎么热？

解析：因为电炉与铜导线串联，通过电炉与铜导线的电流一定大小相等，通电时间也相等。但铜导线的电阻远小于电炉丝的电阻，根据焦耳定律Q=I2Rt，电流在铜导线上产生的热量也远小于电炉丝产生的热量。所以电炉丝热得发红。提高训练]

1、“220V 1000W”的电动机其线圈电阻为4欧，当它正常工作时通电1小时产生的热量是多少焦耳？

2.有三个用电器，其中一个为“220V，60W”的电风扇，一个为“220V，60W”的白炽灯，另一个是“220V，60W”的电热器，都在额定电压下工作相同的时间，比较这三个用电器产生的热量是 [ ] A.电风扇最多.B.白炽灯最多.C.电热器最多.D.都一样.3.一只“220V，800W”的电饭锅，接在照明电路中，求：

(1)电饭锅正常工作时的电流.(2)电饭锅工作时的电阻.(3)该电饭锅工作1h消耗的电能是多少？

第二篇：九年级物理电流做功与电功率测试题及答案

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单元综合检测(五)

(第十六章)(45分钟 100分)

一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分)1.如图所示,下列用电器的额定功率最接近10 W的是()

2.一个灯泡的灯丝烧断了,把断了的灯丝搭在一起,灯泡会更亮,这是因为

()A.灯丝电阻变小,实际功率变大 B.灯丝电阻变大,实际功率变大 C.灯丝电阻变大,实际功率变小 D.灯丝电阻变小,实际功率变小

3.(2012·凉山中考)两个电阻R1和R2,且R1

4.甲、乙两只白炽灯的铭牌如图所示,下列说法正确的是()1 初中新课标百练百胜 物理(九年级全一册)

A.甲灯灯丝比乙灯灯丝细

B.两灯都正常发光时,甲灯消耗的电能较少 C.两灯都正常发光时,甲灯电阻小于乙灯电阻 D.两灯串联后,接在220V电路中,甲灯比乙灯暗

5.(2012·巴中中考)标有“PZ220-100”字样的灯泡接入110 V电路中,实际功率为()A.100 W

B.50 W C.25 W D.无法判断

6.如图所示电路,电阻R1=10Ω,闭合开关S,电流表A1的示数为0.3 A,电流表A2的示数为0.5 A。下列说法正确的是()

A.通过电阻R2的电流为0.5 A B.电阻R2的阻值为15Ω C.电源电压为4.5 V D.电阻R1消耗的电功率为3 W 7.(2012·黑河中考)标有“6 V 6 W”“3 V 3 W”的灯L1和L2(假设灯丝电阻不变),若将它们并联接在某电源上,两灯都发光,下列说法正确的是()A.灯L1比灯L2亮

B.灯L1、L2的实际功率之比为2∶1 C.电源电压为3 V时,灯L2正常发光

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15.电动机是将电能转化成机械能的机器,但由于线圈内部有电阻,所以同时还有一部分电能转化成内能。若一台玩具电动机接在6 V的电源两端,使其正常转动时,通过电动机中的电流为0.3A;短暂地卡住电动机转轴,使其不能转动,通过电动机中的电流为3A。则这台电动机线圈的电阻为________Ω,正常转动时的效率是________。

16.(2012·遵义中考)甲、乙两灯的额定电压均为9 V,测得其电流与电压变化的关系图像如图所示,则甲灯的额定功率为________W;若将甲、乙两灯串联接入9 V的电路中,通电10 s,两灯消耗的总电能为________J。

17.(2011·西宁中考)如图所示是一台电冰箱的铭牌,其中“耗电量 0.50(kW·h/24 h)”这个参数的含义是该冰箱正常使用24h消耗的电能为 _______。如果按照额定功率是70W和24 h计算,则消耗的电能是______kW·h, 这个计算结果与电冰箱铭牌上提供的相关参数差异较大,是由于冰箱具有 ________工作的特点。

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18.(2012·广东中考)如图装置可用来定性研究______定律。将电阻R甲与R乙(R甲>R乙)串联在电路中是为了使时间和________相同,通过温度计示数的变化可以比较______________的多少。

三、实验探究题(本大题共2小题,共22分)19.(11分)小俞同学在做“测定小灯泡的电功率”的实验中,所用电源电压 为6 V且保持不变,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”的字样,小灯泡上标有 “3.8V”的字样。

(1)他连接的电路如图甲所示,图中尚有一根导线未连接,请用笔画线代替导线在图中正确连接,使滑片在最左端时阻值最大。

(2)为了能精确地测出小灯泡的额定功率,该同学经过思考,对实验电路略作调整后,重新进行实验,发现当电流表示数如图乙所示时小灯泡正常发光,此时电

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答案解析

1.【解析】选C。本题考查了电功率的估测。从电器的额定功率入手,根据生活经验,通过比较可以得出结果。电冰箱的额定功率约为200 W;电吹风的额定功率约为600 W;节能灯的电功率约为10 W;电豆浆机的额定功率约为700 W。故选C。

2.【解析】选A。本题考查了电功率与电阻的关系。把断了的灯丝搭在一起,灯丝的长度变短,灯丝的横截面积变大,灯丝的电阻变小,根据P实=,U不变,R变小,P实变大,故选A。

3.【解析】选D。本题考查了电功率计算公式的应用。根据电阻越串越大、大于任何一个分电阻和电阻越并越小、小于任何一个分电阻可知,当两个电阻并联时总电阻最小,根据P=可知,电压一定,两电阻并联时,电路的总电阻最小,电功率最大,在相同时间内产生的热量最多。故选D。

4.【解析】选A。本题考查用电器电功率与电压和电阻的关系,甲灯的额定功率为25 W,乙灯的为100W,由P=UI=可知R=,甲灯的电阻较大,所以甲灯的灯丝是细而长,故A选项正确,C选项错误;两灯都正常工作时,两灯消耗的电能还与 9 初中新课标百练百胜 物理(九年级全一册)发光时间有关,故B选项错误;当两灯串联时,通过它们的电流相等,因为甲灯的电阻大,甲灯的实际功率比乙灯的大,所以甲灯比乙灯亮,故D选项错误。5.【解析】选C。本题考查了电功率的计算。灯泡电阻R不变,灯泡的实际电压为110 V,是额定电压220 V的,由电功率公式P=可知,灯泡的实际功率为其额定功率的,则P实=P额=×100 W=25 W。故选C。

6.【解析】选B。本题考查了并联电路中的电流规律、欧姆定律的应用、电功率的计算。由题图可知:电阻R1和R2并联接入电路,电流表A1测通过电阻R1的电流,电流表A2测干路电流,即通过电阻R1和R2的总电流。由I=I1+I2得,通过电阻R2的电流I2=I-I1=0.5 A-0.3 A=0.2 A;由I=得,U=I1R1=0.3 A×10Ω=3 V,故电源电压为3 V;由欧姆定律得R2==3 V×0.3 A=0.9 W。故选B。

7.【解析】选C。本题考查了电功率的计算及实际功率与实际电压的关系。两灯泡的额定电流:I1==R2==

=1 A,I2==

=1 A;两灯泡的电阻:R1==

=6Ω，=15Ω;电阻R1消耗的电功率P1=UI1= =3Ω;因为并联电路各支路两端的电压相等,所以根据P=可知, P1∶P2=R2∶R1=3Ω∶6Ω=1∶2,故B不正确;灯泡L2的实际功率比灯泡L1大,灯泡L2比灯泡L1亮,故A不正确;电源电压为3 V时,两灯泡两端的电压均为3 V,此时灯L2两端的电压和额定电压相等,正常发光,故C正确;电源电压为9 V时,两灯泡两端的电压均为9 V,大于两灯泡的额定电压,所以两灯泡会被烧坏,故D不正确。

0

kW·h×1 000=0.4 kW·h。圆学子梦想，铸金字品牌

电流,由图像可知,滑片在最左端时,其接入电路中的电阻为0,电压表的示数为12 V,即电源电压为12 V,电流表的示数是2.0 A,根据公式P=UI得,小灯泡的额定功率为P=UI=12 V×2.0 A=24 W;当滑片在最右端时,其接入电路的电阻最大,电压表的示数为3 V,电流表示数为1.0 A,根据串联分压,滑动变阻器两端电压是9 V,根据欧姆定律得,滑动变阻器的最大电阻为R==答案:24 12 9 15.【解析】本题考查电动机的线圈电阻、转动效率的计算。电动机线圈的电 阻计算应该用纯电阻电路中的电流和电压,当线圈不转动时就是纯电阻电路,电 阻为R===2Ω;电动机转动时消耗电能的总功率为P总=UI=6V×0.3 A=1.8 W,=9Ω。

转化为机械能的功率为P有=UI-I2R=1.8W-(0.3 A)2×2Ω=1.62 W,正常转动时的效率==90%。

答案:2 90% 16.【解析】本题考查电功率与电能的计算。由图像可知,甲灯实际电压等于额定电压时的电流为0.8 A,则甲灯的额定功率P=UI=9 V×0.8 A=7.2 W;甲、乙两灯串联接入9 V的电路中,通过两灯的电流相等,电压之和是9 V,由图像可知当电流为0.4 A时符合要求,则消耗的总电能W=UIt=9 V×0.4 A×10 s=36 J。答案:7.2 36 13 初中新课标百练百胜 物理(九年级全一册)17.【解析】本题考查了电冰箱的参数的理解、电冰箱不连续工作的特点以及电功率的计算。由“耗电量0.50(kW·h/24 h)”这个参数可知:该电冰箱正常使用24 h消耗的电能为0.5kW·h;电冰箱连续工作24h消耗电能:W=Pt= 70×10-3kW×24 h=1.68kW·h;以上计算出的是连续工作24 h消耗的电能,而实际上电冰箱是不连续工作的,所以会导致计算结果与冰箱铭牌上提供的相关参数差异较大。

答案:0.5 kW·h 1.68 不连续(或间断)18.【解析】本题考查了焦耳定律的探究实验。根据题图可知该实验装置是研究电流通过导体产生的热量与什么因素有关,由此可得到焦耳定律。两电阻串联,可控制通电时间、电流相同,研究电流产生热量与电阻的关系。温度计示数的变化可以比较电流产生热量的多少,温度计示数变化越大,电流产生的热量越多。答案:焦耳 电流 电流产生热量

19.【解析】本题考查了测量小灯泡的电功率的探究实验。为了精确测量,电压表量程应选择“0～3 V”,此时可用间接测量的方法,用电压表测量滑动变阻器两端的电压,所以只要让滑动变阻器两端的电压达到6V-3.8V=2.2V,小灯泡即正 常发光。由电流表的读数可知I=0.22A,则滑动变阻器连入电路中的电阻为R===10Ω,小灯泡的额定功率为P=UI=3.8V×0.22A=0.836 W。

答案:(1)如图所示

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(2)算出的电流与电能表上标明的最大瞬时电流相比较,即可得出结论。不能直接连入原电路中,因为36.4A>20 A,可能出现的问题有:烧坏导线、烧坏熔丝、烧坏电能表、引起火灾或者空气开关跳闸等。(只需写出一种)(3)已知热水器的额定电压和额定功率,根据公式R=可求热水器的电阻,进一步求出电路中的电流,根据公式U=IR可求热水器的实际电压。根据Q=I2R线t求电路消耗的电能。①R2==≈6Ω,导线电阻R1=2Ω,工作电路如图:

I===27.5A,实际电压U2=IR2=27.5A×6Ω=165V;②W=UIt=220V×27.5 A×3 600 s =2.178×107J。

答案:(1)36.4A(2)不可行 烧坏电能表(3)①165V ②2.178×107J

第三篇：2018年九年级物理全册13.4电流的热效应教案新版北师大版20180903450

《电流的热效应》

教材分析: 《电流的热效应》是北师大版初中物理教材九年级第十三章第四节的内容.教材在学生学习了电能、电功率知识后及时地安排了本节课,它是对电能、电功率的一个应用的总结,也是对家庭用电安全部分的一个铺垫,所以本节是本章的重点内容之一,它起到承上启下的作用.教学目标:

【知识与能力目标】

1、知道什么是电流的热效应;

2、知道电流通过导体时产生的热量和电流、电阻及通电时间的定量关系;

3、掌握焦耳定律的内容及其数学表达式;【过程与方法目标】

1、通过实验探究电流的热效应与导体的电阻、通过导体的电流和通电时间的关系,培养学生设计实验、分析现象、得出结论等科学探究能力.2、通过实验探究,进一步学习控制变量法的科学研究方法.【情感态度价值观目标】

通过实验,培养学生严谨的科学态度.通过对焦耳了解,学习其可贵的科学精神.教学重难点: 【教学重点】

探究实验探究电流产生热量与哪些因素有关.【教学难点】

焦耳定律的理解和应用.课前准备:

1、教师研读课标、教材,撰写教学设计,制作多媒体课件.2、学生预习本课内容,收集有关资料.3、实验器材:学生电源、导线、滑动变阻器、开关、电流表、烧瓶、不同阻值的电阻丝、温度计.教学过程:

一、复习旧课:

1、什么是电功？它的公式是什么？

2、什么是电功率？如何计算？

二、激发学习动机: 以家庭使用电热毯不当引起火灾的案例引出电流的热效应.学生以家庭使用电热毯不当引起火灾为例,思考问题:为什么电热毯使用不当会引起火灾?引导学生思考电热毯将电能转化为内能,从而引出电流的热效应的概念.三、讲授新知识:

（一）电流的热效应

1、电流通过导体时,会将电能转化为内能,这种现象叫做电流的热效应.2、电流的热效应在生活中的应用

电热毯就是利用电流的热效应制作的,通电后可以供人们取暖,那么生活中还有哪些用电器是利用电流热效应工作的? 电饭煲、热水器、电水壶等

（二）探究电流产生热量与什么因素有关

提出问题:电流产生热量大小与什么因素有关呢? 猜想:通电时间.因为烧一壶水,通电时间越长,水的温度升高越多.结合电炉丝工作时发热多而导线发热少的例子猜想与电阻有关.结合用电器过多引起火灾猜想与电流有关.提问:电流、电阻和时间都是可以测量,但是电流产生热量怎么测量呢? 放出热量多少可以通过加热煤油(煤油比热容小,加热温度上升比较快,使实验现象更明显,缩短实验时间),观察煤油上升的温度来判断（转换法）.实验探究一:电流产生热量与通电时间的关系

教师引导学生阅读课本,按照课本电路图组装,进行实验,要求电阻和电流不变,改变加热时间,进行实验,结论实验数据,分析数据可知.结论:在电阻和电流相同时, 通电时间越长,电流产生的热量越大.实验探究二:电流产生热量与电流大小的关系

提问:怎么设计实验探究电流产生热量与电流的关系?如何控制电阻和通电时间相同,使电流不同呢? 学生阅读课本,了解如何控制电阻和通电时间相同,使电流不同.教师引导学生按照课本图16-14安装,要求电阻和通电时间相同,通过移动滑动变阻器,改变电流进行实验,学生将数据记录在表格中,根据数据分析得出.得出结论

结论:在电阻和通电时间相同时,电流越大,电流产生的热量越大.实验探究三:电流产生热量与电阻的关系

提问:怎么设计实验探究电流产生热量与电阻的关系?应该控制什么相同,什么不同? 学生讨论,教师引导得出:将阻值不同的两电阻串联(使两电阻中的电流相等),分别加热质量相同的煤油,观察并记录相同时间后煤油的温度.教师介绍仪器,让学生看秒表并每半分钟记录一次煤油的温度.根据数据总结结论.结论:在电流和通电时间相同时,电阻越大,电阻产生的热量越大.教师引导学生总结:电流越大,电阻越大,通电时间越长,电阻产生热量越多,介绍焦耳发现焦耳定律.（三）焦耳定律

电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比.所以电热计算公式:Q=I2Rt 教师利用课件介绍焦耳,纪念他在物理学中做出的贡献和它的科学精神.（四）电热作用有害的一面

教师利用课件介绍哪些方面要降低电热的产生.提问:导线和电炉丝串联,为什么电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热呢？你知道吗？

学生积极讨论,教师根据学生思考和回答的情况进行引导.点拨:导线与电炉丝串联电流相等,但电炉丝的电阻比导线电阻大得多,根据焦耳定律Q=I2Rt知,在电流、通电时间相等时,电阻大的产生热量较多,所以电炉丝很热,而导线却不热.四、巩固运用:

1、下列用电器中,利用电流热效应工作的是(B)A、电视机

B、电热毯

C、电风扇

D、电脑

2、如图所示是研究电流热效应的部分实验电路,甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值.比较通电后两根电阻丝各自两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内分别产生的热量Q甲、Q乙的大小,下面关系中正确的是(C)A、U甲=U乙,Q甲=Q乙

B、U甲Q乙 C、U甲

D、U甲>U乙,Q甲

3、某电饭锅内有R0=44Ω、R=2 156Ω的两根电热丝,将它们接入电路.如图,当S分别置于“1”挡和“2”挡时, 1 挡是保温状态,当S接“2”挡时,电路中的电流大小是 5 A ,通电100 s电路产生的热量是1、1×10J.五、检查评价:

师:通过本节课学习,你学到了什么? 生:讨论、交流后得出:我们知道了电流的热效应；焦耳定律.师:每位同学都对自己在本节课学习进行评估.布置课后作业.六、间隔性复习: 在后面的教学安排中进行此环节.5

教学反思: 本节课采用了“传递-接受”的教学模式来进行教学.在此种教学模式的探索中,我总结出如下: 从学生反馈的信息来分析:喜爱这样课堂的人较多,原因是:教师讲的少,自己动手机会多；课堂比较轻松；具有挑战性；但也有同学反映部分同学没有积极性,什么也没学到；同组的同学太霸道没有别人动手的机会；这些迹象表明在探究课中如何调动全组同学的积极性？组内成员间如何协调？教师如何有效监控各个组的动向？怎样在探究的过程中加强同学间的协作让每一个学生都得到相应的发展是教师必须关注的问题,也反映出在新的课堂模式下教师的驾驭课堂能力有待进一步提高.

第四篇：九年级物理全册17.1探究电流与电压、电阻的关系说课稿(新版)新人教版

探究电流与电压、电阻的关系说课稿

大家妤, 今天我说课的内容是九年级物理教材探究--电流与电压、电阻的关系第一课 时。下面我将从以下几个方面来说这节课:

一、教材分析

探究电流与电压、电阻的关系是得出电路中电流的基本“交通规则”以及掌握电学最重要规律之一欧姆定律的前提o 这三个物理量的关系是在学习了电流、电压、电阻等概念以及电压表、电流表、滑动变阻器使用方法之后的进一步总结深入, 而且, 这节课很好地体现了探究性学习的要求, 十分重视科学方法的渗透, 重视科学探究过程, 让学生在探究过程中体验方法、学习方法, 了解得出欧姆定律的大概过程。其次, 这部分知识也是接下来学习“伏安法测电阻“和学习安全用电知识的理论基础, 所以这部分内容是本章教学内容的一个重点, 占据电学的核心地位。其次本节内容的探究是一个比较完整的探究, 它涵盖了探究的七个基本要素: 提出问题、猜想与假设、制订计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析论证、评估、交流与合作。通过这部分的学习使学生深刻领悟科学探究的意义，掌握研究问题的科学方法。通过本节课学习, 主要是为了让学生掌握同一电路中电学的三个基本物理量之间的关系, 进一步了解运用“控制变量法”研究多个变量间的关系的实验方法，探究当电压一定时，电流与电阻的关系，及当电阻一定时,电流与电压的关系, 为进一步学习电学知识打下基础。

二、学情分析

在此之前，我的学生已经学习了简单电路, 具有了一定的电学知识和探究能力, 同时,学生已经掌握了电流、电压、电阻的概念, 并且知道了电流表、电压表以及滑动变阻器的使用方法, 具备了探究电流与电压、电阻关系的基本知识和基本技能, 这为过渡到本章的探究性学习起到了铺垫作用;根据本学段学生心理和年龄特点及学生的实际水平, 针对教材的地位和作用o 依据课程标准我制定了以下教学目标。

三、教学目标

认知目标: 通过实验探究电流与电压、电阻的关系, 认识影响电流大小的因素有电压和电阻。

技能目标: i、学会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端电压和通过其的电流, 会用滑动变阻器改变部分电路两端电压。

2、提高学生依据实验事实, 分析、探究、归纳问题的能九 知道通过实验总结物理规律的研究方法n 情感目标: 在情感态度、价值观上, 学生通过自己提出问题，激发学习的兴趣和欲望,从而打开探究的大门使探究一步一步地走下去, 进一步培养克服困难、知难而进的勇气和科学探究精神;通过记录实验数据, 对感性材料进行分析、处理可养成务实求是、严谨认真的科学态度n

四、教学重点和难点

这节课, 是通过实验去发现电流与电压、电阻的关系, 通过运用数学方法分析得出结论。所以, 制定计划与实验方案是本节课重点。

组织好学生用控制变量法开展探究活动并对数据进行分析、论证, 得出结论。是本节课难点。

四、教学方法------实验、讨论法

针对本节以实验为基础的特点，在教学过程中不能只限于探究的形式, 而必须充分发挥学生的主体作用，教师的主导作用o 主要采用在教师的指导下让学生自主实验探究的方法进行教学。通过提出问题叶学生猜想与假设叶制定计划与实验方案叶进行实验与收集证据叶分析论证、得出结论叶评价叶交流与合作等探究的全过程, 让学生自主构建知识, 学习科学研究方法，培养学生观察、实验能力。具体方法包括: 提问法、讨论法、分组探究法等

五: 教具准备(演示)多媒体课件;(探究小组)干电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻(sn、mn、嘈5n)、开关等......。

为达到上述教学目标,充分发挥学生的主体作用,最大限度地激发学生学习的主动性、自觉性，本节课教学程序设计如下:

六、教学过程设计(一)创设情境，启发探究

T.通过导体的电流与什么因素有关系? 教师课件演示: 小灯泡的亮度改变, 电流表的示数改变o 问: 你发现什么? 不断增大亮度, 你又发现什么?(电流不断变大, 直至最后灯灭一灯丝烧断了)教师: 这样为了正确使用用电器, 就要控制电流大小o 问题 T: 怎样控制电流大小呢? 2: 电流与哪些因素有关呢? 设疑: 同学们对电流与电压、电阻的关系提出了各种各样的猜想, 那么这三个量究竟有什么样的数量关系呢? 点出本节课题“探究一电流与电压、电阻的关系”o 这样通过简单回顾、分析, 使学生很快回忆起三个量的有关概念，通过猜想使学生对这三个量关系的研究产生了兴趣, 激发了求知欲望, 并使学生的注意力很快指向本节课o(二)展开目标, 明确任务，指导实验, 全员探究, 点拨释疑，得出结论想与假设:(让学生结合已有的电学知识和生活经验作出猜想, 并说明猜想的依据)教法:(学生交流叶学生回答叶老师归纳并筛选)@设计实验:(控制变量法)师:(启发)现在我们要研究I与 u、R的关系, 怎样来研究? 看谁先想出办法? 生= 讨论并设计完整合理的实验方案, 学生自己分析出各个实验中应该控制什么量不变, 实验操作过程中有什么需要注意的地方。分开来研究n 即先保持R不变, 看I随U 的变化如何改变;再保持U不变......教法: 师生互动结出研究问题的方法一控制变量法。第一步: 研究导体中的电流与电压的关系, 画出电路图;第二步: 保持电压不变, 研究电流与 R的关系。

学生活动: 学生展示自己的设计的电路图，指明需要用到的仪器;学生交流、讨论、反思找到最佳方案n „要探究电压、电阻对电流的影响, 应该用什么方法才能排除干扰有效地进行研究?(2)学生讨论分析设计什么样的电路呢? 课件展示两种电路图分析比较, 让学生选择o(3)根据讨论选择的电路图，从所给的器材中选择器材设计实验, 并分析选择该图时滑动变阻器在不同实验中的作用o(4)设计记录数据表格

鳕)实验: 教材是通过演示实验，来研究电流与电压电阻关系。虽然, 这样安排教师的主导作用能发挥得比较妤, 但演示实验可见度不九 学生动手参与率不高, 学生主体作用不能很好发挥o 另一方面, 学生己初步学会了电压表、电流表、滑动变阻器的使用方法,具备做此实验的基本技能, 因此, 本节课我把演示实验改为学生分组实验, 使学生在实验中进一步体验“控制变量法”, 同时也使学生通过实验, 对电流与电压、电阻的关系有了感性认识。

@分析论证、得出结论: 这一环节的操作要点，以师生互动, 生生互动为主o 其目的是对 学生掌握知识的情况进行反馈, 对学生参与实验态度和效果进行反馈, 这一阶段学生的认识将在教师的引导下, 从感性认识向理性认识飞跃，学生的情感将在教师对学生参与分组实验、小组讨论和各小组在班级中的汇报情况中得到升华。具体做法是: T、各小组在教师指导下, 对实验数据进行数学处理, 理解数学上“成正比关系”、“成反比关系”的意思。

2、各小组汇报实验结果, 最后分析得到二个结论: 在电阻不变的情况下, 导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。在电压不变的情况下，导体中的电流跟这段导体的电阻成反比。

这样做能真正把学生推到学习的主体地位上, 让学生最大限度地参与到学习的全过程。提高了学生实验能力和运用数学方法分析问题的能力o 僵)评估;(评价是为了学生发展，让学生自我评价)教师: 各小组互相交流实验数据, 是否具有普遍性? 还存在哪些问题? 出现问题的原因是什么? 学生在教师的指导下通过交流讨论, 明确: 实验中用电流表和电压表测量时有误差, 但从大家的数据整体分析可以看出实验结果应该是可靠的。(让学生自我发现问题, 解开学生的疑点, 培养学生实事求是的科学弓|导学生用图像进行实验数据处理，找出规律，与之前实验得出的结论相呼应o 同时也可以培养学生用图像分析、研究物理问题的能力。@交流与合作: 师: 本节通过探究我们学到了哪些知识和方法? 同学们从提出问题开始, 包括猜想、设计实验......同学之间互相比较一下, 看看有什么不同或不合理的地方? 别人的方法和结论跟自己一样吗? 问问别人是怎么想的?(让学生思维发生碰撞，取长补短)学生交流争论并提醒做记载o

七、反馈练习, 及时巩固(课件)„巩固性练习n 主要是与电流与电压、电流与电阻关系的训练

针对学生素质的差异进行分层训练，既使学生掌握基础知识, 又使学有余力的学生有所提高, 从而达到拔尖和“减负"的目的。课后作业: 讨论题: 怎样用学过的知识和仪器, 来测定一个未知的电阻值, 请写出实验方案, 使学生产生新的问题、新的求知欲望o

八、板书设计

探究一电流与电压、电阻的关系 t提出问题 2猜想与假设 3制订计划与设计实验 4进行实验与收集证据 5.分析论证 6.评估 7交流与合作

第五篇：沪科版物理九年级全一册同步提优训练：第十六章 电流做功与电功率 专题训练 极值问题和取值范围问题（有答案解析）

专题训练

极值问题与取值范围问题

1.(2021黔东南州)如图所示,电源电压恒为4.5

V,电流表的量程为“0~0.6

A”,电压表的量程为“0~3

V”,灯泡L标有“2.5

V　1.25

W”字样(设灯丝电阻不变),滑动变阻器R的规格为“20

Ω　1

A”。闭合开关,在保证电路安全的情况下,移动滑片P的过程中,下列说法正确的是

()

A.电流表的示数最大为0.6

A

B.滑动变阻器接入电路的最小电阻为4

Ω

C.灯泡消耗的最小电功率为0.12

W

D.电路消耗的最大电功率为2.7

W

2.(2021眉山)如图所示,电源电压为6

V保持不变,R1=3

Ω,R2=18

Ω,灯泡L标有“6

V　3

W”字样,假定灯丝电阻不变。下列说法中正确的是

()

A.灯泡L正常工作时的电阻为2

Ω

B.当只闭合开关S1时,电阻R1消耗的功率为1.2

W

C.如图果开关S1、S2和S3同时闭合,灯泡L短路不工作

D.此电路消耗的最大电功率与最小电功率之比为25∶12

3.(2021鞍山)如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P从最左端移动到最右端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图图乙所示,则R2的最大阻值为　　　　Ω,电路的最大总功率为

W,滑动变阻器的最大功率为　　　　W。

4.(2021柳州)如图所示,电源电压恒定,R1为定值电阻,灯泡L上标有“6

V　3.6

W”字样,将R2的滑片P移至b端,先闭合S、S2,电流表示数I=0.12

A;再将R2的滑片P移至a端,灯泡L正常发光,忽略温度对灯丝电阻的影响。

(1)求电源电压U。

(2)最后闭合S1,电流表示数变为I＇=0.9

A,求R1的阻值。

(3)若R2的滑片P的位置及各开关状态任意组合,求电路工作时的最小电功率。

规律方法

含滑动变阻器的串联电路的最大功率或最小功率的限制因素:

图例

分析

电路总功率或灯泡L的电功率最大时,电流最大

电路总功率或灯泡L的电功率最小时,电流最小

限制

因素

灯泡L的额定电流、滑动变阻器R允许通过的最大电流、电流表A及电压表V1的最大测量值

滑动变阻器R连入电路的最大阻值、电压表V2的最大测量值

当R=RL时,滑动变阻器R的功率最大

5.(2020龙东改编)(多选)如图所示,电源电压为6

V保持不变,电阻R1的阻值为5

Ω,滑动变阻器上标有“10

Ω　1

A”的字样。在元件安全的情况下,移动滑动变阻器滑片P过程中,则

()

A.R1的功率范围0.8~5

W

B.R1的功率范围0.8~7.2

W

C.R2的最大功率是1.8

W

D.R2的最大功率为1.6

W

6.如图所示,定值电阻R1=10

Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50

Ω,电源电压U恒为12

V,闭合开关,滑片P从a端滑到b端的过程中,电流表的示数变化范围为　　　　　　,电压表的示数变化范围为　　　　,R2的电功率变化范围为。

7.(2021黑龙江)如图所示的电路中,电源电压为4.5

V且保持不变,电流表量程为“0~0.6

A”,电压表量程为“0~3

V”,小灯泡标有“3

V　1.2

W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器上标有“20

Ω　1

A”字样。闭合开关,在保证电路元件安全的情况下,电压表的示数变化范围是　　　　V,小灯泡的最小功率为　　　　W。

8.(2020恩施州)如图甲所示,电源电压保持12

V不变,R0为定值电阻,电压表量程为0~15

V,电流表量程为0~0.6

A。第一次只闭合开关S、S1,将滑片P从B端移动到A端;第二次只闭合开关S、S2,将滑片P从B端逐步向A端移动,直至白炽灯L正常发光。根据实验过程中测量的数据,绘制电流表与电压表示数的关系图像如图图乙所示。求:

(1)滑动变阻器的最大阻值。

(2)在闭合开关S、S2时,白炽灯L正常工作1

min消耗的电能。

(3)在整个过程中且电路安全条件下,R0功率的变化范围。

规律方法

在求解电学中的“取值范围”问题时,要注意同时考虑灯泡和滑动变阻器的规格和电流表、电压表的最大测量值,运用逆向思维推导出各物理量对应的取值范围。

答案解析

1.B　解：

由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。

由P=UI可得,灯泡的额定电流:IL额=PL额UL额=1.25W2.5V=0.5

A,因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6

A,所以,电路中的最大电流(即电流表的最大示数)为Imax=IL额=0.5

A,故A错误;

由I=UR可得,灯泡的电阻:RL=UL额IL额=2.5V0.5A=5

Ω,电流最大时,电路中的总电阻:R=UImax=4.5V0.5A=9

Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R滑=R-RL=9

Ω-5

Ω=4

Ω,故B正确;

该电路的最大功率:Pmax=UImax=4.5

V×0.5

A=2.25

W,故D错误;

当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中电流最小,灯泡的电功率最小,则电路中的最小电流:Imin=URL+R滑＇=4.5V5Ω+20Ω=0.18

A,灯泡的最小电功率:PLmin=Imin2RL=(0.18

A)2×5

Ω=0.162

W,故C错误。

2.D　解：

灯泡L标有“6

V　3

W”字样,根据P=U2R可得灯泡的电阻:RL=U额2P额=(6V)23W=12

Ω,故A错误;

只闭合S1,灯泡和R1串联接入电路,则电路总电阻:R串=RL+R1=12

Ω+3

Ω=15

Ω,电路中的电流为I=UR串=6V15Ω=0.4

A,则R1消耗的功率:P1=I2R1=(0.4

A)2×3

Ω=0.48

W,故B错误;如图果开关S1、S2、S3同时闭合,R1短路,灯泡和R2并联接入电路,灯泡L正常工作,故C错误;如图果开关S2、S3同时闭合,灯泡和R2并联接入电路;只闭合S1,灯泡和R1串联接入电路,由于串、并联电路电阻的特点和P=U2R可知:灯泡和R2并联时电路消耗的电功率最大,灯泡和R1串联时电路消耗的电功率最小,则:P最大=PL+P2=U2RL+U2R2=(6V)212Ω+(6V)218Ω=5

W;P最小=U2RL+R1=(6V)212Ω+3Ω=2.4

W,所以,P最大∶P最小=5

W∶2.4

W=25∶12,故D正确。

3.20　3.6　0.9　解：

由图甲可知,闭合开关,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,由图乙可知,I1=0.6

A,根据欧姆定律可得,电源的电压:U=I1R1=0.6

A×R1,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图乙可知,I2=0.2

A,U2=4

V,滑动变阻器的最大阻值:R2=U2I2=4V0.2A=20

Ω;串联电路中总电压等于各分电压之和,电源的电压:U=I2R1+U2=0.2

A×R1+4

V,由电源电压不变得,0.6

A×R1=0.2

A×R1+4

V,解得:R1=10

Ω,电源的电压:U=0.6

A×R1=0.6

A×10

Ω=6

V。

电源电压不变,根据P=UI可知,电路中电流最大时,总功率最大,为P大=UI1=6

V×0.6

A=3.6

W;

根据欧姆定律可知电路中的电流I=UR1+R2,滑动变阻器的功率:P滑=I2R2=UR1+R22R2=U2(R1+R2)2R2=U2R12-2R1R2+R22+4R1R2R2=U2(R1-R2)2R2+4R1,当R2=R1=10

Ω时,滑动变阻器的功率最大,为P滑大=U24R1=(6V)24×10Ω=0.9

W。

4.由P=U2R可知,灯泡L的电阻:RL=U额2P额=(6V)23.6W=10

Ω,由P=UI可知,灯泡的额定电流:IL额=P额U额=3.6W6V=0.6

A。

(1)当S、S2闭合,将R2的滑片P移至a端时,电路为灯泡L的简单电路,此时灯泡L两端的电压与电源电压相等,因为此时灯泡正常发光,所以电源电压:U=UL额=6

V。

(2)当S、S1、S2闭合,R2的滑片P移至a端时,电阻R1与灯泡L并联,根据并联电路的特点,此时灯泡L仍然正常发光,通过灯泡L的电流:IL=IL额=0.6

A;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以此时R1中的电流:I1=I＇-IL=0.9

A-0.6

A=0.3

A,由I=UR可知,定值电阻R1的阻值:R1=UI1=6V0.3A=20

Ω。

(3)当S、S2闭合,将R2的滑片P移至b端时,滑动变阻器的最大阻值与灯泡L串联,此时电路的总电阻:R总=UI=6V0.12A=50

Ω,因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以滑动变阻器的最大阻值:R2=R总-RL=50

Ω-10

Ω=40

Ω,由P=U2R可知,电源电压U恒定时,电路中的总电阻最大时,电路的电功率最小,因为R1>RL,所以当定值电阻R1与变阻器R2的最大阻值串联时,电路的总电阻最大,总功率最小,此时应闭合开关S、S1,断开S2,此时电路的总电阻:R=R2+R1=40

Ω+20

Ω=60

Ω,电路的最小电功率:P=U2R=(6V)260Ω=0.6

W。

5.AC　解：

因为滑动变阻器上标有“10

Ω　1

A”的字样,所以电路的最大电流为1

A,此时R1的电功率最大,所以R1的最大功率为P1大=I大2R1=(1

A)2×5

Ω=5

W;当滑动变阻器电阻最大时,电路的电流最小,R1的电功率最小,最小电流为I小=UR1+R2=6V5Ω+10Ω=0.4

A,所以R1的最小功率为P1小=I小2

R1=(0.4

A)2×5

Ω=0.8

W,故R1的功率范围为0.8~5

W,故A选项正确、B选项错误。滑动变阻器的功率为P2=UR1+R22R2=U2(R1+R2)2R2=U2R12-2R1R2+R22+4R1R2R2=U2(R1-R2)2R2+4R1,当R1=R2=5

Ω时,R2的电功率最大,最大为P2大=U24R1=(6V)24×5Ω=1.8

W,故C选项正确、D选项错误。

6.1.2~0.2

A　12~2

V　0~3.6

W　解：

(1)当P位于a端时,只有R1接入电路,所以电压表示数为12

V,电流表示数为I=UR1=12V10Ω=1.2

A;当P位于b端时,R1和R2串联,R2接入电路的阻值最大,此时电流表示数为I＇=UR1+R2=12V10Ω+50Ω=0.2

A,电压表此时测量R1两端电压,所以电压表示数为U1=I＇R1=0.2

A×10

Ω=2

V;所以滑片P从a端滑到b端的过程中,电流表的示数变化范围为1.2~0.2

A,电压表的示数变化范围为12~2

V。

(2)当滑片位于a端时,R2短路,故R2的电功率为0

W;当滑片位于b端时,R2的电功率:P=U2I＇=(U-U1)I＇=(12

V-2

V)×0.2

A=2

W。

当R2＇=R1=10

Ω时,R2的电功率最大,P大=(UR1+R2＇)2R2＇=12V10Ω+10Ω2×10

Ω=3.6

W;

所以滑片从a端滑到b端的过程中,R2的电功率变化范围为0~3.6

W。

7.1.5~3　0.3

8.(1)第一次只闭合开关S、S1,变阻器与R0串联,电压表测PA电阻丝两端的电压,电流表测电路的电流,因电压表接在滑片上,故变阻器的全部电阻丝接入电路,滑片移动时,变阻器接入电路的阻值不变,总电阻不变,由欧姆定律可知,电路的电流不变,由此可知,图像中的水平线为本次情况下电流表与电压表示数的关系图像,电路中的电流恒为0.4

A,P在B端时,电压表的示数最大为8

V,由欧姆定律可得,变阻器的最大阻值:R=UI=8V0.4A=20

Ω。

(2)由欧姆定律和电阻的串联可得,R0的阻值:R0=U总I-R=12V0.4A-20

Ω=10

Ω,第二次只闭合开关S、S2,变阻器与R0和灯泡串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路的电流,则结合(1)的分析可知,图像中的曲线为本次情况下电流表与电压表示数的关系图像;滑片P从B端向A端移动时,直至小灯泡正常发光,由图像知,灯的额定电流为IL=0.5

A,此时电压表示数为1

V,由欧姆定律可得,R0的电压为U0=ILR0=0.5

A×10

Ω=5

V,由串联电路电压的规律知,灯的额定电压为UL=U总-U滑＇-U0=12

V-1

V-5

V=6

V,小灯泡的额定功率为PL=ULIL=6

V×0.5

A=3

W,根据P=Wt知,白炽灯L正常工作1

min消耗的电能为W=PLt=3

W×60

s=180

J。

(3)由图知,电流的变化范围为0.3~0.5

A,所以R0的最小功率为P0小=I小2R0=(0.3

A)2×10

Ω=0.9

W,R0的最大功率为P0大=I大2R0=(0.5

A)2×10

Ω=2.5

W,所以在整个过程中且电路安全条件下,R0功率的变化范围为0.9~2.5

W。