資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第十二章 歐姆定律
12.1 學生實驗：探究——電流與電壓、電阻的關系
教學目標：
1.物理觀念：
（1）通過實驗探究電流、電壓和電阻的關系；
（2）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）應用歐姆定律計算電流、電壓、電阻。
2.科學思維：
用“控制變量法”的研究方法研究物理規律的思路。
3.科學探究：
通過探究過程，進一步體會科學探究方法；
通過實驗、分析和探索的過程，提高根據實驗數據歸納物理規律的能力
4.科學態度與責任：
（1）在收集、處理數據的過程中培養學生實事求是的科學態度；
（2）通過探究，揭示物理規律，使學生獲得探索未知世界的樂趣；
（3）重視學生對物流規律的客觀性、普遍性和科學性的認識，注意學生科學世界觀的形成
教學重點： 經歷完整的實驗探究，認識電流、電壓和電阻的關系；歐姆定律的應用。
教學難點： 運用控制變量法開展實驗和對實驗數據進行分析得到結論。
教學課時：1課時
教學用具： 電流表、電壓表、滑動變阻器、開關、電源、不同阻值的定值電阻、導線
教學互動設計：
1、 創設情景，導入新課
我們已經學習了電壓、電流和電阻的概念，你知道它們之間有什么關系嗎 19世紀20年代，德國物理學家歐姆在前人的研究基礎之上，經過多年的不懈努力，終于發現了這一規律。盡管我們今天看到的這個規律很簡單，但它卻為電路的研究和當今科技的發展奠定了堅實的基礎。
二、新課講授，師生互動
（一）實驗：探究——電流與電壓、電阻的關系
問題猜想
在電源兩端電壓不變的情況下，我們還做過用滑動變阻器改變電路中電流的實驗。根據這些實驗現象，你認為通過導體(小燈泡)的電流與導體兩端的電壓、導體的電阻之間存在什么關系 請說出你的猜想，并與同學交流猜想的依據。
你的猜想: 。
導體中的電流隨導體兩端電壓增大而增大；
導體中的電流隨導體的電阻增大而減小。
制訂計劃
你打算怎樣用實驗驗證你的猜想呢 請說出你驗證猜想的實驗方案(包括實驗所用的器材、實驗電路和實驗步驟等)，并與同學進行交流。建議你在研究電流與電壓的關系時，用不同的電阻完成實驗。
你的實驗方案：
（1）電阻一定時，探究電流與電壓的關系；
（2）電壓一定時，探究電流與電阻的關系。
制訂計劃
實驗電路圖
收集證據
按照你的實驗方案開展實驗活動，并將實驗數據記錄在你設計的表格中。數據記錄表:
分析與結論
你從實驗數據中得出了什么結論 與同學進行交流討論，并將你認同的結果記錄下來。
電阻一定時，導體中的電流與導體兩端的電壓成正比 ；
電壓一定時，導體中的電流與導體的電阻成反比 。
評估與交流
按照評估與交流與同學交流、討論實驗結果，并比較實驗方案，討論在實驗中還有哪些影響因素沒有考慮到，并提出改進實驗的方案，使結果更可靠。
多次測量，更換不同的電阻或電壓進行實驗，實驗結果具有普遍性。
（二）歐姆定律
大量實驗表明，通過導體的電流，跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。這個結論是物理學中一個十分重要的定律，是德國物理學家歐姆首先在19世紀20年代用實驗的方法研究得出的，叫作歐姆定律(Ohm's law)。
如果用U表示導體兩端的電壓，R表示這段導體的電阻，I表示通過導體的電流，那么歐姆定律可以表示為
= /
上式中，U的單位用伏(V)，R的單位用歐(Ω)，I的單位用安(A)。
適用條件：同一段電路（同一導體）。
歐姆定律給出了一段導體的電流、電壓、電阻間的定量關系，只要已知其.中兩個量的數值，就可以求出第三個量，在實際中有很多重要應用。例如，只要測出導體兩端的電壓及通過它的電流，就可以計算出它的電阻;如果測出通過導體的電流，且已知它的電阻，就能計算出它兩端的電壓。需要指出的是，利用歐姆定律解決問題時，I、U、R這三個量是對同一段導體而言的。下面我們通過具體問題來說明如何應用歐姆定律。
例題 如圖所示，將一只燈泡與一個定值電阻串聯后接在電源兩端，燈泡恰好正常發光。已知定值電阻的阻值為24 Ω，電源兩端的電壓為18 V,電壓表的示數為6 V。求通過定值電阻的電流大小和燈泡正常發光時燈絲的電阻。
分析 應用歐姆 定律解決問題時應注意I、U、R三個量應是對同-段導體而言的。本題中定值電阻的阻值為24Ω，從電壓表示數可知該電阻兩端的電壓為6 V。可根據串聯電路中電壓、電流的關系求出燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流。
解：定值電阻的阻值 R= 24Ω，它兩端的電壓UR = 6V。根據歐姆定律可求出通過該定值電阻的電流
= / =6 /24Ω=0.25A。
由于燈泡與電阻串聯，根據串聯電路中電壓、電流的關系可知燈泡正常發光，其兩端電壓
UL=U-UR=18V-6V=12V。
通過燈泡的電流IL=IR=0.25A。
根據歐姆定律可知燈泡正常發光時，燈絲的電阻
= / =12 /(0.25 )=48Ω。
答：通過定值電阻的電流0.25A，燈泡正常發光時電阻為48Ω。
交流討論
電流表的電阻很小，而電壓表的電阻很大，你能利用歐姆定律分析以下操作要求嗎
不允許把電流表接到電源兩極上；電壓表可以直接接到電源兩極上。
將你的分析與同學交流。
電流表的電阻很小，電阻R=0.01Ω，
當接到一節干電池兩端時通過電流表的電流
= / =1.5 /0.01Ω=150A ,遠遠大于允許通過電流表電流I=3A，
所以不允許直接將電流表接到電源的正負極上！
電壓表的電阻很大，電阻R=10kΩ，
當接到一節干電池兩端時通過電壓表的電流
= / =1.5 /10000Ω=0.0015A ,通過電壓表電流很小，可以忽略，所以允許直接將電壓表接到電源的正負極上！
三、總結反思，超越自我
1. 實驗：探究電流跟電阻、電壓的關系
（1）探究電流跟電壓的關系，保持電阻不變，改變變阻器接入電路的電阻，調節自制電源輸出電壓。實驗結論，電阻一定時，電流跟電壓成正比。
（2）探究電流跟電阻的關系，保持電壓不變，調節變阻器接入電路的電阻，控制自制電源輸出電壓。實驗結論，電壓一定時，電流跟電阻成反比。
2.歐姆定律：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。這個結論叫做歐姆定律。 = / I的單位：A；U的單位：V；R的單位：Ω
3.用歐姆定律進行計算。對于一段電路，只要知道電流、電壓、電阻這三個量中的兩個，就可以利用歐姆定律計算出第三個量。
四、板書設計，整合提升
1. 實驗：探究電流跟電阻、電壓的關系
（1）探究電流跟電壓的關系，保持電阻不變，改變變阻器接入電路的電阻，調節自制電源輸出電壓。實驗結論，電阻一定時，電流跟電壓成正比。
（2）探究電流跟電阻的關系，保持電壓不變，調節變阻器接入電路的電阻，控制自制電源輸出電壓。實驗結論，電壓一定時，電流跟電阻成反比。
2.歐姆定律：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。這個結論叫做歐姆定律。 = / I的單位：A；U的單位：V；R的單位：Ω
3.用歐姆定律進行計算。對于一段電路，只要知道電流、電壓、電阻這三個量中的兩個，就可以利用歐姆定律計算出第三個量。
五、大海揚帆，嘗試遠航
1. 關于“探究——電流與電壓、電阻的關系實驗”說法不正確的是（ ）
A. 連接電路時開關應該斷開
B. 閉合開關前，滑動變阻器的滑片置于阻值最大值處
C. 滑動變阻器只能改變電路中的電流
D. 用滑動變阻器控制電阻兩端的電壓
2．下列說法不正確的是（ ）
A.歐姆定律給出了一段導體的電流、電壓、電阻間的定量關系
B.歐姆定律適用于同一電路或同一導體
C.歐姆定律同樣適用于超導體
D.同一導體的電流、電壓、電阻知其任意兩個量的數值，就可以就可以求出第三個量
3．在探究電流跟電壓、電阻的關系中，設計了如圖所示的電路，下列說法正確的是（ ）
A.閉合開關前，滑片應在左端
B.控制電阻不變，探究電流與電壓關系
C.控制電壓不變，就是滑片不能移動
D.連接電路時，開關應閉合
4．在探究電流跟電壓的關系中，設計了如圖所示的電路，閉合開關后，下列說法正確的是（ ）
A.滑片向左移動，電流表示數減小
B.滑片向左移動，電壓表示數減小
C.滑片向左移動，電壓表示數增大
D.滑片向右移動，電流表示數增大
5．.用如圖所示電路探究電流跟電阻的關系，閉合開關后，電流表無示數，電壓表有示數，則（ ）
A.R短路
B.R開路
C.電流表開路
D.電壓表開路
參考答案1.C；2.C；3.B；4.C；5.B。
六、作業：P88.T4
課外作業P87-88.T1、T2、T3、T5。
P89閱讀材料 歐姆
教學反思：
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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