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第二節 科學探究：歐姆定律
課時1 探究電流與電壓、電阻的關系
1. 通過實驗探究電流跟電壓、電阻的關系，體驗科學探究的全過程.
2. 通過實驗探究，進一步熟悉科學探究中常用的一種方法——控制
變量法.
3. 嘗試采用圖象法分析實驗數據.
學習目標
我們知道，導體有電阻，在導體的兩端加上電壓，就會在導體中產生電流. 那么，電流的大小與哪些因素有關呢
新課引入
1. 電壓是產生電流的原因，那么若升高電壓，電流是否也增大
猜想與假設
新知學習
2. 電阻對電流有阻礙作用，那么若增大導體的電阻，通過導體的電流
是否會減?。?br/>實 驗 1
探究電流與電壓的關系
1. 設計實驗與制訂計劃
因變量：
自變量：
控制變量：
電流 I
導體R兩端的電壓U
導體電阻R
A
V
S
R
改變電源電壓
如何改變
電路設計1
A
V
S
R
如何改變
A
V
S
R
R'
A
V
S
R
Rp
串聯一個
定值電阻
為了不來回更換定值電阻R，該如何優化電路？
思考
串聯一個滑動變阻器
電路設計2
因變量：
自變量：
怎樣改變：
控制變量：
怎樣控制：
怎樣測量：
怎樣測量：
電流 I
使用電流表
導體R兩端的電壓U
導體電阻R
調節滑動變阻器
使用電壓表
選用同一電阻
探究方案
若干定值電阻或電阻箱
實驗器材
A
V
S
R
Rp
實驗原理圖
連接實物圖
電阻R/Ω 電壓U/V
電流I/A
控制變量
自變量
因變量
A
V
S
R
Rp
表格設計
如何設計表格？表格內容要包含哪些？
思考
(1)按電路圖連接電路(連接電路要注意：連接電路前
開關要斷開，并將滑動變阻器滑片滑到阻值最大處，
電流表和電壓表要選擇合適的量程及正負接線柱正確
連接)；
(2)閉合開關，不改變定值電阻的阻值，多次移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數發生變化(如分別為1 V、1.5 V、2 V、2.5 V、3 V)，并依次記下對應電流表的示數，將數據記錄在表格中.
2. 進行實驗與收集證據
A
V
S
R
Rp
實驗步驟
探究電流與電壓的關系
電阻R/Ω 5 電壓U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
電流I/A
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
點擊播放視頻
數據記錄
3. 分析與論證
電阻R/Ω 5 電壓U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
電流I/A
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
(1)分析表格數據初步可得：
在電阻一定時，電流與電壓存在怎樣的定量關系？
思考
在電阻一定時，電流隨電壓的增大而增大.
處理方法：電壓與電流的比值相等；
保持電阻不變時，電流跟電壓成正比關系.
得出結論：
I/A
U/V
0
2.5
0.1
0.3
0.5
0.6
0.4
0.2
0.7
0.8
1.5
2.0
3.0
1.0
0.9
繪制圖像
0.5
保持電阻不變時，電流跟電壓成正比關系.
得出結論：
(2)圖像法分析數據——更直觀地看出兩個物理量之間的變化關系
圖像是一條過原點的直線.
分析：
下面的結論正確嗎？
(1)通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比.
(2)電阻一定時，導體兩端的電壓與導體中的電流成正比.
—— 漏掉了結論的前提條件
——弄錯了結論的因果關系
思考與討論
本實驗中多次實驗的目的：
尋找普遍規律
本實驗中滑動變阻器的作用是什么？
(1)保護電路；
(2)改變導體兩端的電壓，多次實驗獲取多組數據.
(1)比較你所在小組得出的實驗結論與其他小組的實驗結論有什么差別.
(2)分析實驗結論與開始的假設有什么差異.
(3)分析產生實驗誤差的原因.
(4)探討改進實驗的措施.
4. 評估
實 驗 2
探究電流與電阻的關系
1. 設計實驗與制定計劃
因變量：
自變量：
控制變量：
電流 I
導體電阻R
導體R兩端的電壓U
A
V
S
R
如何改變
更換定值電阻
如何控制
A
V
S
R
Rp
調節滑動變阻器
電路設計
因變量：
自變量：
怎樣改變：
控制變量：
怎樣控制：
怎樣測量：
怎樣測量：
電流 I
使用電流表
導體電阻R
導體R兩端的電壓U
更換電阻
已知電阻值
調節滑動變阻器
怎樣測量：
使用電壓表
探究方案
若干定值電阻或電阻箱
實驗器材
A
V
S
R
Rp
實驗原理圖
連接實物圖
電壓U/V 電阻R/Ω
電流I/A
控制變量
自變量
因變量
A
V
S
R
Rp
表格設計
如何設計表格？表格內容要包含哪些？
思考
(1)按電路圖連接電路；
(2)記下定值電阻阻值(如：30 Ω)，閉合開關，移動滑
動變阻器的滑片，使電壓表的示數為某一值(如：3 V)，
記下電流表的示數，把數據記錄在表格中；
(3)多次更換定值電阻，記下其阻值(如：依次為15 Ω、10 Ω、6 Ω、5 Ω)，移動滑動變阻器滑片，使電壓表的示數保持不變(仍為3 V)，分別記下對應電流表的示數，將數據記錄在表格中.
A
V
S
R
Rp
2. 進行實驗與收集證據
實驗步驟
電壓U/V 3 電阻R/Ω 30 15 10 6 5
電流I/A
0.1 0.2 0.3 0.5 0.6
探究電流與電阻的關系
點擊播放視頻
數據記錄
為了方便操作，可用電阻箱代替定值電阻進行實驗
3. 分析與論證
(1)分析表格數據初步可得：
在電壓一定時，電流與電阻存在怎樣的定量關系？
思考
在電壓一定時，電流隨電阻的增大而減小.
處理方法：電壓與電阻的乘積相等；
保持電壓不變時，電流跟電阻成反比關系.
得出結論：
電壓U/V 3 電阻R/Ω 30 15 10 6 5
電流I/A
0.1 0.2 0.3 0.5 0.6
繪制圖像
I/A
R/Ω
0
25
0.1
0.3
0.5
0.6
0.4
0.2
0.7
0.8
15
20
30
10
0.9
5
(2)圖像法分析數據
I/A
0.1
0.3
0.5
0.6
0.4
0.2
0.7
0.8
0.9
0.20
0.12
0.16
0.24
0.08
0.04
R
1
/Ω
注：I-R圖像不能直觀看出I與R的關系，可對數據進行處理，繪制I- 圖像.
R
1
保持電壓不變時，電流跟電阻成反比關系.
得出結論：
在探究“電流與電阻關系”的實驗時，定值電阻為5 Ω、10 Ω、20 Ω的實驗都順利進行了，當換上25 Ω的電阻時，卻發現無論怎么移動滑片，電壓表的示數始終高于設定值2 V，你知道是為什么嗎？應該如何改進呢？
在這個實驗中滑動變阻器的調節技巧：“換大調大，換小調小”，當換上較大阻值的定值電阻時，電壓表示數始終高于設定值2 V，說明滑動變阻器的最大阻值太小，不能滿足實驗的需求.
可以適當降低所設定的定值電阻兩端的電壓；或者結合串聯分壓原理在電路中串聯一個阻值合適的定值電阻；或者在實驗中將順序調整為25 Ω、20 Ω、10 Ω、5 Ω(從大到小)去進行實驗，就能避免出現此問題！
(1)更換電阻后，調節滑動變阻器時，眼睛要觀察電壓表讀數，使讀數與更換前保持不變；
(2)滑動變阻器的調節技巧：“換大調大，換小調小”，即當用10 Ω的電阻替換5 Ω的電阻時，滑動變阻器連入電路的阻值應變大，反之亦然.
注意事項
下面的結論正確嗎？
(1)通過導體的電流與導體的電阻成反比.
(2)電壓一定時，導體的電阻與導體中的電流成反比.
—— 漏掉了結論的前提條件
——電阻是導體本身的一種性質
2. 本實驗中滑動變阻器的作用：
保護電路；保持導體兩端的電壓不變
思考與討論
探究點撥
評 估
在實驗探究的整個過程中，都應該注重對實驗過程、實驗結果的反思與評估.分析過程是否科學合理、簡便易行，分析最終結果與開始的假設有什么差異，實驗設計是否合理，有什么需要吸取的教訓，如何改進實驗方案等.
在探究電流的大小與哪些因素有關時，應注重對實驗設計和數據采集進行反思，分析數據的可靠性，并思考得出的結論是否合理.
實驗名稱 探究電流與電壓的關系 探究電流與電阻的關系
電路圖及實物圖 滑動變阻器的作用 (1)保護電路 (2)改變_________________ (1)保護電路
(2)控制_________________不變
實驗方法 _____________ 實驗圖像
實驗結論 保持電阻不變時，電流跟電壓成____比關系. 保持電壓不變時，電流跟電阻成____比關系.
定值電阻兩端電壓
定值電阻兩端電壓
課堂小結
控制變量法
正
反
隨堂練習
1. (2023哈爾濱)如圖所示，探究“電流跟電壓的關系”實驗中，下列說法不正確的是(　　)
A. 探究電流跟電壓的關系時，需要控制導體的電阻一定
B. 滑動變阻器可以起到改變定值電阻兩端電壓的作用
C. 實驗的結論是電流跟電壓成反比
D. 多次實驗是為了得到電流跟電壓之間的定量關系
C
在電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比
漏掉了結論的前提條件
√
√
×
√
2. 某小組用如圖所示的實驗器材“探究電流與電阻的關系”，電源電壓恒為4.5 V，阻值分別為5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω的定值電阻各一個．
(1)下列實驗操作步驟最合理的排序是______(將正確選項的字母填在橫線上).
①閉合開關?、趯⒒瑒幼冏杵鞯幕{到最大阻值處?、蹟嚅_開關?、苓B接電路
A. ④③②①　
B. ③④①②　
C. ③④②①
C
1. 連接電路時，開關斷開；
2. 閉合開關前將滑動變阻
器滑片調到阻值最大處
(2)小組同學檢查時發現有一根導線連接錯誤，請你把接錯的那根導線找出來，畫上“×”，并用筆畫線代替導線把電路連接正確(只能改接一根導線，導線不允許交叉)
(3)正確連接電路后，用5 Ω的定值電阻做完實驗后換用10 Ω的電阻繼續探究，此時移動滑動變阻器滑片，觀察_____表的示數，使其示數與接入5 Ω電阻時的示數相同，并記錄對應另一電表的示數.
×
保持定值電阻兩端的電壓不變
電壓
電流表：串聯在被測電路中；
電壓表：與被測電路并聯；
滑動變阻器：一上一下
(4)接著同學們換用15 Ω、20 Ω、25 Ω的電阻完成實驗，得到的實驗數據如表，發現有組數據有問題，實驗序號是____，原因是________________
_______________；剔除錯誤數據外，分析數據得出的結論是___________
_________________________________.
實驗序號 1 2 3 4 5
電阻R/Ω 5 10 15 20 25
電流I/A 0.6 1.5 0.2 0.15 0.12
×
當電壓一定時，通過導體的電流與其電阻成反比
2
電流表按“0~3 A”
量程進行讀數了
除第2組，其余數據中定值電阻阻值與通過其電流的乘積均相等
(5)依據表中正確數據，小組各成員作出了以下圖像，其中正確的是_____
(填序號).
實驗序號 1 2 3 4 5
電阻R/Ω 5 10 15 20 25
電流I/A 0.6 1.5 0.2 0.15 0.12
AB
在電壓一定時，通過導體的電流與其電阻成正比

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