电流跟电压、电阻的关系

教学目标

知识目标
　　1．通过实验使学生知道“电阻一定时，电流跟电压成正比，电压一定时，电流跟电阻成反比”.

　　2．使学生初步熟悉如何用电流表测同一只电阻的电流及其两端电压，会用与待测电阻串联的滑动变阻器调节待测电阻两端的电压.

能力目标
　　1．使学生初步领会用控制变量法研究物理规律的思路.

　　2．进一步培养学生电路连接和有关电路的电学实验操作能力及根据实验结果分析、概括实验结论的能力.

情感目标
　　1．培养学生学习物理的兴趣和愿望.

　　2．培养学生实事求是的科学态度和刻苦钻研的精神.

 

教学建议

教材分析
　　 在前三章的学习中已经把电路中的三个基本物理量电流、电压、电阻分别进行了学习，而本节是一节建立电流、电压、电阻三者关系的课.采用控制变量法通过实验得出当电阻不变时电流与电压的关系，当电压不变时电流与电阻的关系.使学生初步建立了电流、电压、电阻的联系.

教法建议
　　　正确地进行数据分析得出电流与电压和电阻的关系是重点，而做好实验是难点也是关键，在学习过程中应根据实验目的和研究方法认真完成实验，在分析数据时，如分析电流与电压的正比关系时，应先算出 、 ，再算出 、 ；分析电流与电阻成反比关系时，应先算出 ， ，再算出 、 ，在语言文字的表达上只能说成“当电阻一定时，电流与电压成正比”而不能说成“当电阻一定时，电压与电流成正比”同样地“当电压一定时，电流与电阻成反比”不能说成“电阻与电流成反比”．这是因为这样才能正确地反映出：电压是形成电流的原因；电阻是导体本身的属性与电压、电流无关．在教学中，要培养学生的逻辑思维能力．

 

教学设计方案

　　引入新课

　　前面我们学习了电流的概念，电流不但有方向，还有强弱，即大小．那么导体中通过的电流大小与什么有关？由什么决定？今天我们就来讨论这个问题．

　　问题1  电流产生的原因是什么？（电压是产生电流的原因．）

　　老师进一步引导，这就是说，只有导体两端存在电压，导体中才会产生电流．没有电压导体中不会产生电流．

　　同学们从这一点可以猜想电流大小可能跟什么有关？

　　导体中电流大小与导体两端的电压大小可能有关，电压大，电流可能大．

    问题2  什么叫电阻？（电阻是导体对电流的阻碍作用大小．）

    教师进一步启发学生猜想，电阻大时，对电流的阻碍作用大，电流就不容易流过，对电流会产生影响，同学们从这一点可以猜想，电流大小还可能跟什么有关？

　　电流大小还可能跟电阻有关．

    以上我们的这些猜想对不对？只有靠实验来验证．下面我们就用实验的方法探索电流跟电压、电阻的关系．

    这节课的教学目标是

    （1）通过实验使学生知道电阻一定时，导体中电流限电压的定量关系，电压一定时，

导体中的电流跟电压的定量关系；电压一定时，导体中的电流跟电阻关系．

    （2）使学生初步熟悉如何用电流表、电压表测同一只电阻的电流及其两端电压，会用与待测电阻串联的滑动变阻器调节待测电阻两端的电压．

    （3）使学生初步体会多变量问题的研究方法．

    （4）进一步培养学生电路连接和有关电路的电学实验操作能力及根据实验结果分析、概括实验结论的能力．

　　电流与电压、电阻的关系实验

    实验一

　　（1）对照电路图说明原理和实验目的．

（2）边示范连接电路边介绍器材及其作用，说明操作中的注意事项．

　　（3）强调学生要观察的现象：先后两次实验电流表示数及小灯泡亮度的差别．（4）学生分组实验后，表述观察到的现象，分析原因，概括小结．

　　现象用两节干电池时灯泡亮，电流表示数较大，分析要点

　　①用两节干电池比一节干电池加在灯泡两端的电压大．

　　②两次所用灯泡不变，其实质是保持电阻不变．

　　③灯泡亮时，电流表示数大，即通过灯泡电流大．

　　小结  电阻一定时，导体两端的电压大，通过其电流也大．

　　这个实验说明我们原来的猜想“电压大，电流也大”是正确的．

　　实验二

　　（1）观察实验电路，说明原理和实验目的．

　　（2）提示学生应注意观察．先后两次实验电流表示数和小灯泡亮度的差别．

（3）学生实验后表述观察到的现象，分析原因，概括总结．

    现象  6．3V灯泡较暗，电流表示数较小．

    分析要点：

    ①6．3V灯泡的电阻比3.8V灯泡的电阻大．

    ②同一电池（电压不变）

    ③6．3V灯暗→电阻大→电流小．

    小结  电压一定时，导体的电阻大，通过其电流小．

　　这个实验说明我们原来的猜想“电压一定时，导体的电流和它的电阻有关，电阻大，电流小”是正确的．

　　总结  通过导体的电流大小与导体两端的电压和导体的电阻这两个因素有关．

    我们对于一个物理现象的研究，不应满足于“变大、变小”这种初步认识，还需要进一步探索研究，就是说要知道电流与电压、电阻的定量关系．从上面实验可知：电流受电压、电阻两个因素的影响，如果电压、电阻同时变化，它们各自对电流的影响有互相加强或减弱的可能；也有互相抵消的可能，使我们无法判断电流与电压、电阻之间到底有什么关系．

    如何设计实验呢？其实，一个量受几个因素影响的问题，前面的学习已经遇到过了，大家回忆一下研究电阻的方法，导体的电阻与哪些因素有关？我们是怎样研究电阻与材料、长度、横截面积关系的呢？

    同种材料、同长度的两条导线电阻与粗细有关，同材料、同粗细的两条导线与长度有关，同长度、同粗细的两条导线电阻与材料有关．

    这种同材料、同长度、同粗细的实质就是有意将这些量固定，每次只研究电阻与其中一个量的关系．

    与这种作业类似，我们如何来研究电流限电压、电阻的关系呢？

    应该“固定电阻”单独研究电流与电压的关系或“固定电压”单独研究电流与电阻的关系．明确告诉学生这种把一个多因素的问题转变成多个单因素问题的研究方法是物理研究中极为有用的方法，下面我们遵循这个思路进行实验探索

    1．电流跟电压的关系

　　（1）让学生分别画出用电流表测电流、用电压表测电压的单个电路图，然后合并，并根据实验需要连入滑动变阻器，完成完整的电路图（再说明每个元件的作用）

（2）学生动手实验前由教师示范，边演示边讲解注意事项

　　①按电路图连接电路，先连接主干路，后连接支路．

　　②电路连接时，开关应断开．

　　③滑动变阻器的电阻应调到最大位置．

　　④电路连接检查无误后，闭合开关．

　　（3）教师示范后，学生实验前，对学生提出具体要求

①使用10 的定值电阻，认清元件．

②调节滑动变阻器，使定值电阻R两端的电压成整数倍（如1V、2V、3V）．

　　③出示记录表格，明确实验后找学生填表．

　　（4）学生开始进行实验，教师巡回指导，帮助学生纠正错误，排除故障．

　　（5）实验完毕后，找两组学生代表汇报实验数据填入表内．

U（伏）

1

2

3

I（A）

第1组

   

第2组

   

　　引导学生观察表中数据，找出数据变化规律，让学生总结电流与电压关系及其成立条件，最后找学生口头表述．               

　　结论在电阻一定时，导体中的电流跟电压成正比．

　　最后教师强调

　　（1）实验条件——电阻一定

　　（2）要求学生记住并准确表述正确结论．

　　（3）U和I的含义                   U是R两端电压，I是通过R的电流．

　　2．电流与电阻的关系

　　研究方法和电路图同上

　　换用不同阻值的定值电阻，调节滑动变组器，使电压表读数保持不变，将电阻值例应的电流值填入下表．

　　（找两组学生代表上黑板填实验数据）

 V    R（ ）    5             10      15

              

《电流跟电压、电阻的关系》