探究導體中的電流與兩端的電壓及電阻的關(guān)系
[目標]
1．通過實驗探究理解電流、電壓、電阻三者之間的關(guān)系。
2．學會同時使用電壓表和電流表測量一段導體兩端的電壓和其中的電流。
3．理解歐姆定律，會用歐姆定律及其變換式做有關(guān)計算。
4．會用滑動變阻器改變部分電路兩端的電壓。體驗科學探究，感悟用“控制變量法”研究物理問題的科學方法。
5．重視學生對物理規(guī)律的客觀性、普遍性和科學性的認識，注意學生科學世界觀的形成。
[重點] 歐姆定律內(nèi)容，公式及計算。
[教學難點] 1.試驗探究電流、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用。
[教學模式] 引導探究式
[教學準備] 電壓表、電流表、電阻、電池組、開關(guān)各一個，導線若干。
[教學過程]
一、達標導學
復習電路、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：
通過前面的學習，同學們一定已經(jīng)意識到：加在導體兩端的電壓越高，流過導體的電流就越大；導體的電阻越大，流過它的電流就會越小�，F(xiàn)在，我們想進一步了解，如果知道一個導體的電阻值，還知道加在它兩端的電壓，能不能計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)
一個用電器的電阻R、它兩端的電壓U 、通過它的電流I，這三個量之間會有什么樣的關(guān)系？也許是其中的兩個相乘等于第三個？也許是其中的兩個相除等于第三？也許…
設(shè)計實驗
實驗室有阻值R各不相同的幾種定值電阻。在電路中測量電阻兩端的電壓U和通過的電流I。對于不同的電阻，各進行幾次測量，研究這三個量之間的關(guān)系。
完成測量需要哪幾種儀表？在右邊方框中畫
出能夠同時測量電壓和電流的電路圖。
可以增減串聯(lián)電池組中電池的個數(shù)，從而改
變定值電阻兩端的電壓。如果你用的是學生電，
應該怎樣改變電壓？還有其他方法能改變電壓嗎？
進行實驗
按圖連接電路，測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
第一次測量
第二次測量
換接另一個電阻，再次記下幾組電壓和電流的值。
分析和論證
（嘗試對幾次測量結(jié)果進行運算，找出它們之間的關(guān)系。運算是要考慮到實驗會有誤差，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___________________。
知識梳理：
1．歐姆定律
內(nèi)容：導體中的電流，跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。
公式：I = U / R
符號及單位：U—電壓—伏特（V） R—電阻—歐姆（Ω） I—電流—安培（A）
2．額定電壓：用電器正常工作時所需的電壓，叫做額定電壓。
3．短路：電路中不該相連的兩點被直接連在一起的現(xiàn)象，叫做短路。發(fā)生短路時，由于電流直接通過導線而不經(jīng)過用電器，電阻R很小，由I = U / R知，電流很大，因而易燒壞導線或電。
4．歐姆定律的應用
⑴求電壓：由I = U / R知，導體兩端的電壓U = IR。
⑵求電阻：由I = U / R知，導體的電阻R = U / I。
【例1】
某導體接在20V的電路中時，電流為2A；若導體兩端電壓為10V，導體中電流為______A；若要使通過該導體的電流變?yōu)?.5A，則導體兩端所加電壓應為_______V；若該導體兩端所加電壓為0，則該導體阻值為_______Ω。
【思維過程】導體的電阻為R = U / I = 20V / 2A = 10Ω。則當電壓U2 = 10V時，
I2 = U2 / R=10V / 10Ω=1A。當電流為I3=0.5A時，U=I3R=0.5A×10Ω=5A。由于電阻是導體的一種性質(zhì)，與材料、長度、橫截面積及溫度有關(guān)，與導體兩端是否加電壓無關(guān)，所以當U=0時，R=10Ω。
【答案】1；5；10
【例2】
某同學用圖6-4-5所示的電路驗證在電壓不變時，導體中的電
流跟導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兩點間，閉合開關(guān)，讀出電流表的示
數(shù)填入下表。由實驗數(shù)據(jù)可以看出電流跟電阻不成反比。
⑴請分析發(fā)生錯誤的原因。
⑵仍然使用5Ω、10Ω和20Ω三個定值電阻進行實驗，驗證在電壓不變時，導體中的電流跟導體的電阻的關(guān)系，請設(shè)計兩種方法，分別畫出電路圖，簡要寫出實驗步驟。（可以按需要，增添器材）
電阻（Ω）51020
電流（A）0.40.30.2
【思維過程】在研究導體中電流和電阻的關(guān)系時，要使導體兩端電壓不變，改變導體的電阻。圖6-4-5中改變a，b兩點間的電阻，但R`是定值電阻，電電壓不變，因而ab兩點間的電壓要發(fā)生變化，導致記下的數(shù)據(jù)有誤。
【答案】⑴實驗中沒有保持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。
實驗步驟：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)滑動變阻器，使電阻R兩端電壓不變?nèi)鐖D6-4-7所示。
實驗步驟：按電路圖組裝電路，把5Ω、10Ω、20Ω電阻依次接入電路a、b兩點間，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動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：導體中的電流，跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。
公式：I = U / R
2．歐姆定律的應用
⑴求電壓：由I = U / R知，導體兩端的電壓U = IR。
⑵求電阻：由I = U / R知，導體的電阻R = U / I。
[板書設(shè)計] 第一節(jié). 探究導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，導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比。
當電壓不變時，導體中的電流跟導體的電阻成反比
二、歐姆定律內(nèi)容及公式：I=
三、例題
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相關(guān)閱讀：第七章第二節(jié)探究---熔化和凝固訓練案