探究導(dǎo)體中的電流與兩端的電壓及電阻的關(guān)系
[教學(xué)目標(biāo)]
1．通過實(shí)驗(yàn)探究理解電流、電壓、電阻三者之間的關(guān)系。
2．學(xué)會(huì)同時(shí)使用電壓表和電流表測(cè)量一段導(dǎo)體兩端的電壓和其中的電流。
3．理解歐姆定律，會(huì)用歐姆定律及其變換式做有關(guān)計(jì)算。
4．會(huì)用滑動(dòng)變阻器改變部分電路兩端的電壓。體驗(yàn)科學(xué)探究，感悟用“控制變量法”研究物理問題的科學(xué)方法。
5．重視學(xué)生對(duì)物理規(guī)律的客觀性、普遍性和科學(xué)性的認(rèn)識(shí)，注意學(xué)生科學(xué)世界觀的形成。
[教學(xué)重點(diǎn)] 歐姆定律內(nèi)容，公式及計(jì)算。
[教學(xué)難點(diǎn)] 1.試驗(yàn)探究電流、電壓、電阻之間的關(guān)系中變阻器的作用
2.歐姆定律及變形公式的應(yīng)用。
[教學(xué)模式] 引導(dǎo)探究式
[教學(xué)準(zhǔn)備] 電壓表、電流表、電阻、電池組、開關(guān)各一個(gè)，導(dǎo)線若干。
[教學(xué)過程]
一、達(dá)標(biāo)導(dǎo)學(xué)
復(fù)習(xí)電路、電壓、電流、電阻的概念的基礎(chǔ)上引出電流和電壓、電阻的關(guān)系。
提出問題：
通過前面的學(xué)習(xí)，同學(xué)們一定已經(jīng)意識(shí)到：加在導(dǎo)體兩端的電壓越高，流過導(dǎo)體的電流就越大；導(dǎo)體的電阻越大，流過它的電流就會(huì)越小�，F(xiàn)在，我們想進(jìn)一步了解，如果知道一個(gè)導(dǎo)體的電阻值，還知道加在它兩端的電壓，能不能計(jì)算出通過它的電流呢？換句話說，電流與電阻、電壓之間有什么定量關(guān)系呢？
猜想或假設(shè)
一個(gè)用電器的電阻R、它兩端的電壓U 、通過它的電流I，這三個(gè)量之間會(huì)有什么樣的關(guān)系？也許是其中的兩個(gè)相乘等于第三個(gè)？也許是其中的兩個(gè)相除等于第三？也許…
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)室有阻值R各不相同的幾種定值電阻。在電路中測(cè)量電阻兩端的電壓U和通過的電流I。對(duì)于不同的電阻，各進(jìn)行幾次測(cè)量，研究這三個(gè)量之間的關(guān)系。
完成測(cè)量需要哪幾種儀表？在右邊方框中畫
出能夠同時(shí)測(cè)量電壓和電流的電路圖。
可以增減串聯(lián)電池組中電池的個(gè)數(shù)，從而改
變定值電阻兩端的電壓。如果你用的是學(xué)生電，
應(yīng)該怎樣改變電壓？還有其他方法能改變電壓?jiǎn)幔?br>進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
按圖連接電路，測(cè)量并記下幾組電壓和電流的值。
電阻R/Ω電壓U/V電流I/A
第一次測(cè)量
第二次測(cè)量
換接另一個(gè)電阻，再次記下幾組電壓和電流的值。
分析和論證
（嘗試對(duì)幾次測(cè)量結(jié)果進(jìn)行運(yùn)算，找出它們之間的關(guān)系。運(yùn)算是要考慮到實(shí)驗(yàn)會(huì)有誤差，可能數(shù)據(jù)不很一致。）
結(jié)論：電流I、電阻R、電壓U的關(guān)系可以用公式表示為___________________。
知識(shí)梳理：
1．歐姆定律
內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流，跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比。
公式：I = U / R
符號(hào)及單位：U—電壓—伏特（V） R—電阻—?dú)W姆（Ω） I—電流—安培（A）
2．額定電壓：用電器正常工作時(shí)所需的電壓，叫做額定電壓。
3．短路：電路中不該相連的兩點(diǎn)被直接連在一起的現(xiàn)象，叫做短路。發(fā)生短路時(shí)，由于電流直接通過導(dǎo)線而不經(jīng)過用電器，電阻R很小，由I = U / R知，電流很大，因而易燒壞導(dǎo)線或電。
4．歐姆定律的應(yīng)用
⑴求電壓：由I = U / R知，導(dǎo)體兩端的電壓U = IR。
⑵求電阻：由I = U / R知，導(dǎo)體的電阻R = U / I。
【例1】
某導(dǎo)體接在20V的電路中時(shí)，電流為2A；若導(dǎo)體兩端電壓為10V，導(dǎo)體中電流為______A；若要使通過該導(dǎo)體的電流變?yōu)?.5A，則導(dǎo)體兩端所加電壓應(yīng)為_______V；若該導(dǎo)體兩端所加電壓為0，則該導(dǎo)體阻值為_______Ω。
【思維過程】導(dǎo)體的電阻為R = U / I = 20V / 2A = 10Ω。則當(dāng)電壓U2 = 10V時(shí)，
I2 = U2 / R=10V / 10Ω=1A。當(dāng)電流為I3=0.5A時(shí)，U=I3R=0.5A×10Ω=5A。由于電阻是導(dǎo)體的一種性質(zhì)，與、長(zhǎng)度、橫截面積及溫度有關(guān)，與導(dǎo)體兩端是否加電壓無關(guān)，所以當(dāng)U=0時(shí)，R=10Ω。
【答案】1；5；10
【例2】
某同學(xué)用圖6-4-5所示的電路驗(yàn)證在電壓不變時(shí)，導(dǎo)體中的電
流跟導(dǎo)體的電阻成反比的關(guān)系。先后用5Ω、10Ω和20Ω的定
值電阻接入電路的a、b兩點(diǎn)間，閉合開關(guān)，讀出電流表的示
數(shù)填入下表。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出電流跟電阻不成反比。
⑴請(qǐng)分析發(fā)生錯(cuò)誤的原因。
⑵仍然使用5Ω、10Ω和20Ω三個(gè)定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證在電壓不變時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻的關(guān)系，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)兩種方法，分別畫出電路圖，簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)步驟。（可以按需要，增添器材）
電阻（Ω）51020
電流（A）0.40.30.2
【思維過程】在研究導(dǎo)體中電流和電阻的關(guān)系時(shí)，要使導(dǎo)體兩端電壓不變，改變導(dǎo)體的電阻。圖6-4-5中改變a，b兩點(diǎn)間的電阻，但R`是定值電阻，電電壓不變，因而ab兩點(diǎn)間的電壓要發(fā)生變化，導(dǎo)致記下的數(shù)據(jù)有誤。
【答案】⑴實(shí)驗(yàn)中沒有保持a、b間電壓不變。
⑵方法1：利用電電壓不變?nèi)鐖D6-4-6所示。
實(shí)驗(yàn)步驟：①按電路圖組裝電路；②依次把5Ω、10Ω、20Ω電阻接入電路，閉合開關(guān)，讀出電流表示數(shù)，并記錄。
方法2：調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電阻R兩端電壓不變?nèi)鐖D6-4-7所示。
實(shí)驗(yàn)步驟：按電路圖組裝電路，把5Ω、10Ω、20Ω電阻依次接入電路a、b兩點(diǎn)間，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使三次電壓表示數(shù)相同，讀出電流表示數(shù)，并記錄。
[堂小結(jié)]：
1．歐姆定律
內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流，跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比。
公式：I = U / R
2．歐姆定律的應(yīng)用
⑴求電壓：由I = U / R知，導(dǎo)體兩端的電壓U = IR。
⑵求電阻：由I = U / R知，導(dǎo)體的電阻R = U / I。
[板書設(shè)計(jì)] 第一節(jié). 探究導(dǎo)體中的電流與兩端的電壓及電阻的關(guān)系
一、電阻上的電流和電壓的關(guān)系。
但電阻不變時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
當(dāng)電壓不變時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比
二、歐姆定律內(nèi)容及公式：I=
三、例題
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