电流、电压和电阻的关系（2课时）

1 第七节电流 电压和电阻的关系 2 课时 教学目标 1 知识目标 1 能总体设计电流与电压 电阻之间关系的分步研究程序 2 能按提供的电路图进行实验 3 理解滑动变阻器在电路中的控制作用 4 能从实验数据中找出正比关系或反比关系 5 能从分步实验结论中总结出欧姆定律 2 能力目标 1 能根据实验思想设计需要的实验方案 学会利用控制变量法设计实验方案 2 培养学生的实验操作能力 3 情感目标 1 培养学生 对待实验实事求是的科学态度和严谨的科学作风 2 养成认真细致的学习习惯 培养学生的合作精神 教学重点 欧姆定律 教学难点 欧姆定律 板书设计 第七节 电流 电压和电阻的关系 一 当电阻一定时 电压越大 电流越大 二 电压一定时 电阻越大 电流越小 欧姆定律 一段导体中的电流 跟这段导体两端的电压成正比 跟这段导体的电阻成反比 公式 I U R 教学过程 引入 同学们通过前几节的学习 我们在电学中已经接触了三个基本的量 就是电 流 电阻 电压 板书 这三个量可以在一个电路图中得到反映 画出电路图 那么 究竟他们三者之间有什么关系呢 这就是我们今天要研究的内容 新授 在研究这个问题之前 我们先来回顾一下科学探究的方法 1 提出问题 电流 电压和电阻有什么关系 2 建立假设 在假设之前我们先来看两个实验现象 实验一 动手实验结合电脑演示 可知 电路中的电流和电压有关 电压越大 对电流的推动作用越大 实验二 动手实验结合电脑演示 可知 电路中的电流和电阻有关 电阻越大 对电流的阻碍作用越大 那么 前者我们研究的是电压和电流的关系 后者我们研究的是电阻和电流的关系 因为直接研究三个量之间的关系太复杂了 所以我们往往人为的控制一个量 使它保 持不变 例如实验一中电阻不变实验二中电压不变 这就是我们科学研究的一个方法 变量控制法 那么我们从已知的这两种关系可以建立怎样的假设呢 假设一 电阻一定时 电压越大 电流越大 假设二 电压一定时 电阻越大 电流越小 3 收集证据 检验假设 实验法 在实验之前 我们要设计一个可以研究某种假设的实验电路图 我们首先来看假 设一 既然我们要研究电压和电流的关系 那么我们必须要把电压和电流的量反映出 来 那么我们已经学过了如何测电流和电压 所以我们只要在电路上添上哪些元件即 可测得 电压表 电流表 在图上标注并提醒两表连接方式的不同 电脑演示 但是 仅此电路图我们只能测出在一种情况下的电流和电压值 没有办法来分析其变 2 化的 所以我们还要引入实验元件 滑动变阻器 图中标注 那为什么要这样连呢 首先我们来看一下此时电压表和电流表所测的是谁的电压和电流 显然 R 就是被测电 阻 也是我们实验研究中要控制的量 所以我们在该实验中保持被测电阻 R 不变 那 么怎样来改变电路中的另外一个量 电流或电压 从而来反映相对应的那个量的变化 呢 我们就利用滑动变阻器 它可以使 R 两端的电压发生变化 下面我就根据这个实 验电路图来进行实验 实验中我们使用一个 10 的定值电阻作为被测电阻 我们使每 次的电压值发表为 1V 1 5V 2V 注意两表的读数 开关闭合前电阻器要移到阻值最 大处 电压 电流 电压 电流 1 2 3 从实验结果 请同学们分析一下 从这组结果中可以看出什么规律 当电阻一 定时 电压越大 电流越大 下面我们在表格后面再添上一列 依次计算一下电压和 电流的比值 通过计算 我们可以发现 电压和电流的比值是几乎相等的 而且在数 值上刚好等于被测电阻的阻值 在此我们可以推测出如下关系 R U I 接下来我们来看假设二 根据刚才的经验 我们可以知道本次实验我们需要控制的是 电压 改变的是电阻 下面我们请一个同学来说说实验方案 更换定值电阻 R 调节 滑动变阻器 使 R 两端的电压保持 2 伏不变 电阻 电流 电阻 电流 2 4 5 根据实验二的推测 我们是不是可以得到 U R I 那么同样我们可以在表格后面再 添上一列来计算一下电阻和电流的乘积 结果发现和我们的推测是一致的 通过以下两个实验 我们就可以进行科学实验的最后一步 4 作出解释 从实验 1 我们证明假设一 电阻一定时 电压越大 电流越大 且 R U I 就 是说 R 一定时 I 与 U 成正比 从实验 2 我们证明假设二 电压一定时 电阻越大 电流越小 且 U IR 就是 说 U 一定时 I 与 R 成反比 通过实验我们不仅知道了变量之间的定性关系 我们还知道了一个定量的关系 即 I U R 这就是著名的欧姆定律 它是由德国物理学家欧姆最先得出的 它的表达式就 是 I U R 它的文字表述在书本 153 页 请大家一起念一遍 关于欧姆定律还要讲几点 1 欧姆定律建立了三个量之间的等量关系 所以我们只要知道其中的任意两个 量就可以计算出第三个量 关于这一点运用我们下节课中还将展开 2 表达式 R U I 千万不能理解成电阻是由电压和电流的值决定的 电阻的大 小是由电阻本身性质决定的 总结 这节课我们温习了科学研究的总过程 通过研究我们找到了电流 电阻 电 压三者的关系 解释了我们提出的问题 并得到了量化关系 即 I U R 欧姆定律 5 欧姆定律应用 例 1 一只电灯炮正常工作时的灯丝电阻是 484 欧 如果电灯线路的电压是 22 伏 求 灯丝中通过的电流 例 2 一个家用电热水器工作时电热丝的电阻是 44 欧 通过的电流是 5 安 求电热水 器两端的电压 例 3 一个定值电阻与一个滑动变阻器串联后接在电源上 用电压表测得定值电阻两端 的电压是 3 伏 又用电流表测得通过定值电阻的电流是 0 3 安 求这个定值电阻的阻 值 3 补充练习 1 下表是某次实验记录表 其中有些数据未填 请补充完整 R 5 结论 U 3 伏