探究電阻的電流與電壓的關(guān)系
探究電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系
知識與技能
1．通過實驗探究,得出并認識電流、電壓和電阻的關(guān)系；
2．會同時使用電壓表和電流表測量一段導(dǎo)體兩端的電壓和其中的電流；
3．會使用滑動變阻器來改變部分電路兩端的電壓.
通過探究過程,進一步體會科學探究方法.
體會用“控制變量”的研究方法研究物理規(guī)律的思路,學習用圖象研究物理問題材.
通過實驗、分析和探索的過程,提高根據(jù)實驗數(shù)據(jù)歸納物理規(guī)律的能力.
教學重點、難點
重點：實驗探究電流、電壓和電阻的關(guān)系的過程
難點：運用數(shù)學一次函數(shù)圖象分析出電流、電壓和電阻的關(guān)系式
教學用具
電流表、電壓表、三節(jié)干電池、滑動變阻器、定值電阻（R1＝5Ω和R2＝10Ω）、開關(guān)、導(dǎo)線.
一、創(chuàng)設(shè)物理情境,引導(dǎo)學生進入科學探究
教師：前面我們學習了電流、電壓和電阻三個量的知識.這三個量之間的關(guān)系并不是孤立存在的,而是互相聯(lián)系、互相影響的.如：
① 加在導(dǎo)體兩端的電壓越大,通過它的電流就會越大；
② 導(dǎo)體的電阻越大,流過它的電流就會越小.這些例子同時還揭示了電流與電壓、電阻之間的定性關(guān)系.
如果知道一個導(dǎo)體的電阻值,還知道導(dǎo)體兩端的電壓值,你能不能計算出通過它的電流值呢?（或用數(shù)學表達式表示出來）
二、進行科學探究
1．提出問題
探究電流與電壓、電阻之間有什么定量關(guān)系?
2．猜想或假設(shè)
應(yīng)根據(jù)以下兩個事實來引導(dǎo)和啟發(fā)學生的想像力,進行猜想或假設(shè)
① 加在導(dǎo)體兩端的電壓越大,通過它的電流就會越大；
電流可能與電壓成正比
② 導(dǎo)體的電阻越大,流過它的電流就會越小.
電流可能與電阻成反比.
3．設(shè)計實驗
⑴、保持電阻R不變,研究電流I與電壓U的關(guān)系；
⑵、保持電壓U不變,研究電流I與電阻R的關(guān)系.
問：在上述實驗設(shè)計中,我們保持電阻R不變,讓電壓改變,觀察電流改變,這種研究物理問題的方法叫什么?
答：控制變量法.
問：實驗時,針對于某一導(dǎo)體測量一組電壓和電流值,行嗎?
答：不行.
問：為什么?
師生共同回答：多次測量可以減少誤差,同時考慮到物理規(guī)律的客觀性、普遍性和科學性,應(yīng)該多測量幾次.
教師還應(yīng)進一步指出：不僅針對同一導(dǎo)體測量幾組電壓和電流值,同時還要更換定值電阻反復(fù)進行實驗,這種研究物理問題的方法是不可忽視的.實驗時,給出了二個不同的定值電阻（R1＝5Ω和R2＝10Ω）
問：我們在實驗要多次測量電壓和電流值,那么怎樣去改變導(dǎo)體兩端的電壓和通過它的電流呢?
學生1答：改變電源的電壓
如：增減串聯(lián)的干電池的節(jié)數(shù).
學生2答：用滑動變阻器來改變
⑶、電路圖：
4、進行實驗
⑴、照圖連接好電路,閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片P,使R兩端電壓成整數(shù)倍增加,記錄電流表示數(shù)
數(shù)據(jù)表一
R=R1= Ω 電壓U/V
電流I/A
⑵、更換定值電阻R的阻值,移動滑動變阻器的滑片P,便定值電阻兩端的電壓保持不變,記錄三次電流表示數(shù)
數(shù)據(jù)表二
電壓U= V 電阻R/Ω
電流I/A
5．分析和論證
數(shù)據(jù)處理時,可引導(dǎo)學生仔細思考測量數(shù)據(jù)：分析電壓是怎樣發(fā)生變化,從而影響到電流的怎樣變化；同時還應(yīng)考慮到實驗會有誤差,可能數(shù)據(jù)不很一致.得出電流、電壓的關(guān)系的結(jié)論.
結(jié)論：電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體兩端的電壓成正比.
電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比.
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.
6．評估
要求學生在探究報告反思自己的探究活動一些問題,如：
（1）實驗設(shè)計方案是不是最優(yōu)的,還可能會存在著不合理的地方.
（2）操作中有沒有什么失誤,讀數(shù)時會不會有失誤.
（3）測量結(jié)果是不是可靠的.
（4）探究中是不是還有哪些問題還不清楚,哪些問題弄明白了.
……
7．交流
要求學生課后進行交流,交流時,可以相互交換各自的探究報告,也可以口頭表述自己在探究與他人不同的意見,同時還應(yīng)聽取他人正確的意見.交流時,不應(yīng)只是交流探究結(jié)論,交流的重點應(yīng)放在探究的過程中.
如：為什么我的猜想和別人不一樣?
為什么我的方法與你不一樣?
為什么你能得出這樣的結(jié)論,我的結(jié)論不和你一樣?
……
作業(yè)：完成探究報告,并在報告寫出對自己所選的實驗探究過程進行評估.