資源簡介

一 學生實驗：探究——電流與電壓、電阻的關系
素養目標
1.復述電流與電壓、電阻的關系。
2.重點:設計“探究——電流與電壓、電阻的關系”的實驗。
3.掌握歐姆定律,能運用歐姆定律進行簡單的計算。
4.學會解答電學計算題的一般方法。
學法指導
1.預習時間約15分鐘,設計實驗電路時多注意考慮滑動變阻器的使用。
2.為了更好地做好本節實驗,同學們要進一步熟悉電流表、電壓表、滑動變阻器的使用方法,在連接電路的時候要注意斷開開關。
3.繪制實驗圖像時,注意橫縱坐標代表的意義,結合數據進行“描點”,繪制圖像。
【預習導學】
知識點1實驗探究電流與電壓、電阻的關系
(一)問題與猜想
電壓是形成電流的原因,電阻對電流有阻礙作用。電路中通過導體中電流的大小與 和 都有關系。那么,電路中的電流與電壓、電阻之間存在怎樣的關系呢
你的猜想: 。
猜想的理由:把同一只小燈泡分別與一節電池和兩節電池相連接,當小燈泡與兩節電池相連接時,電壓 了,電流增大了,燈泡變亮了;把兩只規格不相同的小燈泡(小燈泡燈絲的阻值不同)分別與一節電池相連接,當燈絲阻值較大的小燈泡與電池相連接時,電阻 了,電流 了,燈泡變暗了。
(二)制訂計劃
(1)在探究電流與電壓、電阻的關系時,我們只能在電阻保持不變的情況下,探究電流與電壓的關系;在電壓保持不變的情況下,探究電流與電阻的關系。即在實驗中要采用 來進行探究I與U、R之間的關系。
(2)要完成上述探究過程必須用到的實驗器材:電源、 、電流表、 、阻值分別為5 Ω、 10 Ω、15 Ω的定值電阻、導線若干、開關。
(3)實驗電路圖。
　　(三)收集證據
(1)按電路圖連接好實物電路,移動滑動變阻器的滑片,觀察定值電阻兩端的電壓表的示數和 ,記錄在數據表格內。
(2)把阻值不同的定值電阻分別接入電路, ,使定值電阻兩端的電壓表的示數保持不變,觀察電流表的示數,把 和 記錄在表格內。
(四)分析與結論
(1)把一個定值電阻R連入電路中,移動滑動變阻器的滑片,當電壓表的示數增大幾倍(或減少到原來的幾分之一)時,電流表的示數也相應的 ;分別把阻值不同的定值電阻接入電路中,移動滑動變阻器的滑片保持電壓表的示數不變,定值電阻的阻值增大到原來的幾倍,電流表的示數就會減小到 。
(2)結論:
。
(五)評估與交流
在實驗時,可用 來代替定值電阻,這樣在探究電流與電阻的關系時更加方便。
【答案】知識點一
1.導體兩端的電壓　導體的電阻
通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比,與導體的電阻成反比。
增大　增大　減小
2.(1)控制變量法
(2)電壓表　滑動變阻器
(3)如圖所示。
3.(1)電流表相應的示數
(2)移動滑動變阻器的滑片　接入電路的定值電阻的阻值　電流表相應的示數
4.(1)增大幾倍(或減少到原來的幾分之一)　原來的幾分之一
(2)導體電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比;導體兩端電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比
5.電阻箱
知識點2歐姆定律
1.類比思考:數學式a=中,三個量的關系是b一定時,a與c成 ;c一定時,a與b成 。
2.通過上節課的實驗探究,電流與電壓、電阻的關系是什么
3.歐姆定律的內容是:導體中的電流,跟導體兩端的電壓成 ,跟導體的電阻成 ,用公式表示就是 。
4.請填寫符號的物理意義和單位及單位符號:
U— — ( );
R— — ( );
I— — ( )。
5.歐姆定律公式對單位有什么要求
6.歐姆定律的兩個變形公式:U= ,R= 。由這兩個變形公式可以看出,要求某個電阻兩端的電壓,只要知道它的 和,通過它的 ,就可以通過公式U= 求出電壓,要求某個電阻的阻值,只要知道它兩端的 ,和通過它的 ,就可以通過公式R= 求出它的阻值大小。
【答案】知識點二
1.正比　反比
2.在電阻R一定的情況下,導體中的電流I跟這段導體兩端的電壓U成正比;在電壓U不變的情況下,導體中的電流I跟導體的電阻R成反比。
3.正比　反比　I=
4.電壓　伏特　V
電阻　歐姆　Ω
電流　安培　A
5.電阻的單位必須用歐,電壓的單位必須用伏。如果題目中給出的物理量不是規定單位,必須先換算,再代入計算。
6.IR　　阻值　電流　IR　電壓　電流　
【合作探究】
任務驅動1探究電流的電壓的關系
1.小明“探究通過導體的電流與電壓的關系”時,電路圖如圖甲所示。電源電壓不變,R1為定值電阻,電流表選用0~0.6 A量程,電壓表選用為0~3 V量程,電壓表選用為0~15 V量程,滑動變阻器R2上標有“50 Ω　1 A”的字樣。
(1)請根據電路圖甲用筆畫線代替導線連接實物圖乙。
(2)閉合開關前滑動變阻器的滑片P應放在 (選填“A”或“B”)端。
(3)閉合開關S,發現電流表與電壓表的示數為零,電壓表的示數不為零,則電路存在的故障是 。
(4)排除故障后,繼續進行實驗,記錄電流表與電壓表的示數,得到一組實驗數據,如下表所示。分析表中實驗數據可得結論:當導體的阻值不變時,通過導體的電流與其兩端電壓成 比。
序號 電壓表的示數U1/V 電流表的示數I/A
1 1.0 0.1
2 2.0 0.2
3 3.0 0.3
實驗中,記錄電流表與電壓表的示數,得到一組實驗數據,根據實驗數據作出I-U2圖線,如圖丙所示,電源電壓是 V。在保證實驗器材安全的前提下,電壓表的示數不得小于 V。
【答案】任務驅動一
(1)如圖所示
(2)B　(3)電阻R1斷路　(4)正　(5)6　3
任務驅動2探究電流與電阻的關系
2.小明“探究電流跟電阻的關系”的實驗電路如圖甲所示。
(1)圖甲中的a是 表,b是 表。
(2)連接電路后,閉合開關,兩表均有示數,但無論怎樣調節滑動變阻器的滑片,兩電表示數均保持不變,其原因可能是 (寫出一個即可)。
(3)排除故障后繼續實驗。閉合開關,移動滑動變阻器滑片,當5 Ω的電阻兩端電壓為1.5 V時,電流表的示數(如圖乙所示)為 A。
(4)再分別換接10 Ω、15 Ω的電阻,重復上述實驗,得到表中的實驗數據,分析數據可得出結論:保持電壓不變時,導體中的電流跟導體的電阻成 比。
電阻R/Ω 5 10 15
電流I/A 0.15 0.10
　　交流討論
在這兩個探究實驗中,滑動變阻器的作用有什么相同之處和不同之處
相同點: 。
不同點:在“探究電流與電壓的關系”實驗中滑動變阻器的作用是 。
在“探究電流與電阻器的關系”實驗中,滑動變阻器的作用是
。
任務驅動3理解公式I=及其變形的物理意義
3.小組討論,根據對歐姆定律的理解完成以下內容:
(1)歐姆定律研究的是 兩端的電壓、電流、電阻的關系。
(2)歐姆定律中所說的導體中的電流與導體兩端的電壓成正比是在 的條件下才成立。
(3)歐姆定律中所說的導體中的電流與導體的電阻成反比是在 的條件下才成立。
(4)歐姆定律的變形公式R=表明:導體的電阻在數值上等于 , (選填“不能認為”或“可以認為”)導體的電阻跟導體兩端的電壓成正比,與導體的電流成反比。
【答案】任務驅動三
3.(1)同一導體
(2)電阻一定
(3)電壓一定
(4)導體兩端的電壓跟通過導體電流的比值　不能認為
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