电流与电压和电阻的关系
一、教材及学情分析
电流跟电压、电阻的关系实际上就是欧姆定律，它是电学中的基本定律，是进一步学习电学知识和分析电路的基础，是本章的重点。要求学生通过探究活动得出，从而更进一步体验科学探究的方法。这一节综合性较强，从知识上讲，要用到电路、电流、电压和电阻的概念；从技能上讲，要用到电流表、电压表和滑动变阻器等。学生要通过自己的实验得出欧姆定律，最关键的是实验方法。学生对实验方法的掌握既是重点也是难点，这个实验难度比较大，主要在实验的设计、数据的记录以及数据的分析方面，学生出现错误的可能性也比较大，所以实验的评估和交流也比较重要。
课本是在前面“电流”、“电路”、“电压”、“电阻”等知识学习的基础上，推断出电流与电压、电阻的定性关系。这样处理：一是给接下来的实验结果做了铺垫，不致使学生感到突然；二是目的明确，使学生对将要探究的问题产生强烈的愿望，想要证实一下这个推断。有了定性的关系，又知道电流是可以用电流表测量的物理量，电压是可以用电压表测量的物理量，电阻也是可测量的物理量。在此基础上就可以引出“探究电流与电压、电阻会不会有定量关系”的问题
本节课“探究电流跟电压、电阻的关系”是一个完整的科学探究过程，让学生经历科学的探究，学习科学猜想、设计实验、设计实验表格、分析论证、感悟科学方法。因此这节课无论在知识学习上还是在培养学生运用知识解决实际问题的能力上都具有十分重要的作用。所以教学中，在注重学生的理论联系实际能力的同时，更要关注学生的科学探究能力的提高。
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1．知识与技能
①使学生会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和其中的电流。
②通过实验认识电流、电压和电阻的关系。
③会观察、收集实验中的数据并对数据进行分析。
2．过程与方法
①根据已有的知识猜测未知的知识。
②经历观察、实验以及探究等学习活动的过程并掌握实验的思路、方法；培养学生的实验能力、分析、归纳实验结论的能力；培养学生能够掌握把一个多因素的问题转变为多个单因素问题的研究方法。
③能对自己的实验结果进行评估，找到成功和失败的原因。
3．情感、态度与价值观
①让学生用联系的观点看待周围的事物并能设计实验方案证实自己的猜测。
②培养学生大胆猜想，小心求证，形成严谨的科学精神。
三、教学资源
演示用具：调光台灯、实验电路、实验表格、图像坐标纸、课堂巩固联系等多媒体课件。
学生用具：干电池（2节）?学生电源?2．5V和6．3V的小灯泡?开关?导线?定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω）滑动变阻器?电压表和电流表。?
四、教学设计思路
本节课的内容有两个方面：一是探究电流跟电压的关系，二是探究电流跟电阻的关系。其基本思路是：首先以生活中的现象为基础，提出问题，激发学生的学习兴趣和学习欲望。再让学生自己通过实验，分析观察，大胆猜想，培养学生科学猜想的学习方法，然后学生根据自己的猜想分析实验方法和所需的实验器材，设计出实验电路并进行实验，通过实验数据和图像的分析得出电流跟电压和电阻的关系。
本节课在设计上体现了以下几个特点：
1．体现了物理教学主线：生活──物理──社会。
2．突出观察、实验。将电流跟电压、电阻的关系实验设计为学生分组探究实验，体现了新课标的理念要求和物理学科的素质教育。培养了学生的观察、设计、动手操作、分析、归纳和探究的能力。
3．通过“科学猜想法”和“控制变量法”等科学方法的教学，使学生潜移默化地接受物理学中的研究问题的方法。
4．利用多媒体辅助教学手段，加大课堂教学密度，激发学生的学习兴趣，提高课堂效率。
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五、教学过程
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教学
程序
教师活动
学生活动
教学反思
复
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习
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提
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问
1．电流是怎样形成的？形成电流的原因是什么？什么是电阻？
学生以举手的形式回答问题。
这部分问题是学生已经有了感性的认识，大部分学生回答得很正确，即使有少数同学回答错误也没有关系，学生之间会进行纠正。
创
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设
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情
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境
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引
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入
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课
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题
1．开灯时，我们常常看到这样的现象：傍晚灯的亮度较暗，深夜灯的亮度较亮，这是为什么？
2．演示：出示调光台灯开开关，并转动旋钮，让学生观察台的亮点变化。
3．提出问题：灯泡逐渐变亮（或变暗），说明了通过灯泡的电流是怎样变化？
4．请同学们完成下列实验：
（1）把2．5V小灯泡和演示用电流表串联分别跟一节干电池和两节干电池组成电路。闭合开关，观察先后两次电流表示数及小灯泡的亮度。分析实验现象，大胆猜想电流的变化可能跟什么有关？
（2）分别把2．5V和6．3V小灯泡跟两节干电池和演示电组成电路。闭合开关，观察先后两次电流表的示数和小灯泡的亮度。分析实验现象，大胆猜想电流的变化可能跟什么有关？
实验告诉我们：通过导体的电流的大小跟导体两端的电压和导体的电阻这两个因素有关。电流与电压、电阻之间的有什么样的定量关系呢？这就是我们这节课要探究的课题。（板书：探究电阻上的电流跟两端电压的关系）
学生观察并思考
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学生回答：电流逐渐变大（或变小）
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学生动手实验，根据实验现象，猜想：串联干电池时，灯泡较亮，电流较大。由此可猜想：所加电压越高，电流会越大。
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学生动手实验，根据实验现象，猜想：6．3V小灯泡较暗，电流较小。灯泡不同，其电阻值一般不同。由此可猜想：导体电阻越大，电流就越小。
这是生活中常见的现象，使学生感觉到物理来源于生活。
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在这段教学中，通过让学生观察生活中台灯的亮度变化，并让学生自己通过实验进行大胆猜想，充分调动学生参与课堂活动的积极性，培养了学生的发散思维能力。
对于同学们的猜想不论对错，教师都应认真对待，但应该注意：猜想不是瞎猜、乱猜，应该引导学生在原有知识的基础上有根据，符合逻辑进行猜想。所以在这里设计实验，让学生通过实验猜想
实验探究解决问题
1．确定实验方法──控制变量法
（1）电流可能受电压和电流两个因素的影响，如果两个因素同时变化（如在改变电压的同时，也改变电阻），能否判断流变化是谁引起的吗？
（2）这个实验应如何设计呢？
（3）在物理学中，一个物理量往往受两个或多个因素影响，为了研究这个量与其中的一个因素的关系，可以固定其他的一些因素，只改变一个，以此进行实验研究，这种研究物理问题的方法叫“控制变量法”下面我们就利用控制变量法先来探究电流与电压之间的关系。
2．探究电阻一定时，电流跟电压之间的关系
（1）请同学们讨论，这个实验需要哪些器材？它们的作用各是什么？怎样才能改变电阻两端的电压？画出电路图。
（2）教师分析归纳总结学生的改变电阻两端电压的方法和实验电路，提出的异议，引导学生确定最佳实验方案，板书合理的器材选择、电路图、数据记录方法、操作过程。
学生思考后回答
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学生思考讨论，设计实验方案，确定实验方法：先让电阻保持不变，改变电压，观察电流随电压变化的情况：在保持电压不变，改变电阻，观察电流随电阻变化的情况。
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学生思考、讨论，汇报所需的实验器材及它们的作用，画出电路图。并且简单陈述自己的实验操作过程。
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学生根据老师提出的异议，讨论实验的改进方案，并修正器材、电路图、数据记录方法、操作方法。
设计实验部分是一个难点，教师要进行引导，不要轻易否定学生的想法，在设计过程中教师可以提出启发性的问题，让学生自我发现问题。
（3）电脑出示实验中应注意的问题：
①连接电路时，开关应处于?????? 状态。
②滑动变阻器的滑片处于阻值?????? 位置。
③注意认清电压表、电流表的?????? 接线柱。
④电压表量程选????? V，电流表量程选????? ?A。
⑤闭合开关前，应???? 电路，确认无误后方可进行实验。
⑥实验中，闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，使R两端的电压成整数倍地变化（如1V、2V、3V），读出每次加在R上的电压值和电流值，并填入下列表格中，并在图中画出电阻的U—I关系图象
R =
电压U（V）
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电流I（A）
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（4）学生分组实验，教师巡视指导，帮助困难学生。
（5）请学生分析实验表格中的数据，当电压成倍数地增大时，电流是怎样变化的？由此可以归纳出什么结论？
（6）教师归纳总结：在电阻一定的情况下，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
3．探究电压一定时，电流与电阻之间的关系
（1）利用刚才的电路如何用实验研究电流跟电阻的关系？
（2）怎样改变电阻的大小？
（3）在改变电阻时，加在电阻两端的电压也要改变，怎样才能保持每次电阻两端的电压不变呢？
（4）学生分组实验：实验中，换用不同的电阻，闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，使R两端的电压（如U=2V）保持不变，读出每次R的电阻值和电流值，并填入表格中????????????????????? U =
电阻R（Ω）
10
20
30
电流I（A）
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（5）学生分组实验，教师巡视指导，帮助困难学生。
（6）请学生分析实验表格中的数据，当电阻成倍数地增大时，电流是怎样变化的？由此可以归纳出什么结论？
（7）教师归纳总结：在电压一定的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。
4．以上两个结论是同学们通过分析实验数据归纳得出的。在这之前，科学家们已经进行了大量的实验，并证明了上述结论是正确的。
5．回扣：
（1）打开调光台灯后，转动旋钮，灯的亮度发生变化，说明通过灯泡的电流发生变化，引起电流变化的原因是什么？
（2）开关时，傍晚灯的亮度较暗，深夜灯的亮度较亮，说明了什么？
（3）台灯的调节旋钮其实是一个变阻器，转动旋钮，实际上是调节变阻器，使加在灯泡两端的电压发生变化，而灯的电阻不变，所以电流随电压成正比的改变。
（电脑显示调光台灯的实物图和电路图，动画模拟调节过程）
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学生思考并回答上述问题
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学生以小组为单位
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进行实验，并将实验中测得的数据填到设计的表格中。并在图中画出电阻的U—I关系图象
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分析实验表格中的数据和电阻的U—I关系图象，归纳得出结论
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学生思考讨论，初步设计实验方案
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换用不同阻值的电阻（如5Ω、10Ω、20Ω）
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学生思考回答：可以移动滑动变阻器的滑片，是每次加在电阻两端的电压不变。
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学生以小组为单位进行实验，并将实验中测得的数据填到设计的表格中。
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分析实验表格中的数据，归纳得出结论
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学生讨论回答
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在这段教学中教师合理地启发学生选择实验器材，设计实验电路图，亲自动手实验，分析数据，归纳得出结论，充分体现了学生的主体作用。这样不仅培养了学生的动手操作能力、观察思维能力，而且使学生在获取知识的同时，感受欧姆定律发现的逻辑过程，感受实验成功的喜悦。
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回扣前面的问题，使学生感觉到物理来源于生活，又服务于生活，生活中处处有物理，体会到学有所用。
评估
交流
让学生讨论在实验中遇到的问题以及自己对问题的看法和解决办法，教师引领回答几个大家普遍遇到的问题。
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?
学生小组内讨论。
使学生意识到共同讨论可以发现自己的不足，借鉴别人的经验。
巩固
?练习
多媒体出示：
1．扩展实验记录表格。
2．练习生活实际。
学生在作业本上完成
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梳理
反思
通过本节课的学习，同学们有哪些收获和感悟？或者有哪些困惑？
学生交流自己的收获和感悟，提出自己的困惑。
让学生归纳这节课学到的知识，回顾实验的设计和操作过程，体会本节课运用的科学方法。既强化了知识又锻炼了学生归纳整理知识的能力。对提高学生的自学能力有重要的作用。
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在电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。
在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比
1． 通过实验探究发现：在__________一定的情况下，通过导体的电流跟这段导体两端的电压成___________比；在____________一定的情况下，通过导体的电流跟这段导体的电阻成___________比。
2．在某电阻的两端加6 V的电压时，通过它的电流是0.3 A；若使通过它的电流是0.1 A，应在这个电阻的两端加___________V的电压。
3． 如图7-1所示是研究电流与电压、电阻的关系的电路图，实验分“保持电阻不变”和“保持电压不变”两步进行。在“保持电阻不变”这一步实验时应（ ）
A．保持R2滑片的位置不动
B．保持R2两端的电压不变
C．保持R1不变，调节R2滑片到不同的适当位置
D．保持电路中电流不变
4．分别将U1=4V、U2=6V两个不同的电压加在某段导体的两端，则两次通过该导体的电流之比为（ ）
A．3:2 B．2:3
C．1:1 D．1:2
5．在研究电流跟电压、电阻的关系实验中，当研究电流与电阻的关系时，应该 ( )
A．调节滑动变阻器，使电路中的电流保持不变
B．调节滑动变阻器，使不同的定值电阻R两端的电压保持不变
C．使电阻R两端电压成倍数变化
D．每次测量时都要使电路中的电流成倍数变化
6．一个用电器两端的电压增大到原来的2倍，则通过该用电器的电流 （ ）
A．增大到原来的4倍 B．增大到原来的2倍
C．减小到原来的1/4 D．减小到原来的1/2
1．用下图7-2的实验装置来研究电流跟电压的关系。
(1)用铅笔代替导线连接图7-2实物图（测导线AB电阻时）。
（2）用导线AB和用导线CD的实验记录分别如表1和表2：
表一： 表二：
电压(V)
2
4
6
电流强度(A)
0.4
0.8
1.2
电压(V)
2
4
6
电流强度(A)
0.2
0.4
0.6
从以上实验数据中可以发现：同一导体中电流与 ；在相同电压下，通过导线AB和CD的电流不同，说明不同的导体对电流的 是不同的，且通过导体的电流跟该导体的电阻
1．小强同学观察到一些电学现象：小灯泡两端的电压越大，通过灯丝的电流越大，灯泡越亮；电源电压一定时，电路中的电阻增大，电路中的电流就变小……。小强猜想：通过导体中的电流的大小与导体两端的电压和导体的电阻有关。请你帮助小强完成这个探究实验：
（1）选择的器材：电源、开关、三个阻值不同的电阻（5Ω、10Ω、20Ω），导线若干，电流表及电压表各一块，还需要______________________。
（2）请画出电路图并按电路图将图7-3中的各元件连接起来；
（3）测量的步骤及数据：①按电路图连接电路。②首先把10Ω的电阻连入电路，滑动滑动变阻器的滑片，改变R1两端的电压，测得三组数据如表一所示；③分别把三个阻值不同的电阻连入电路，调节滑动变阻器的滑片，始终保持每个电阻连端的电压为2 V，测得三组数据如表二所示。
表一：电阻R1=10 Ω 表二：电压U=2 V
电压（V）
1
2
3
电流（A）
0.1
0.2
0.3
电阻（Ω）
5
10
20
电流（A）
0.4
0.2
0.1
（4）分析与结论： 分析表一得出的结论是：___________________ ___ ____ ；
分析表二得出的结论是：___________________________
（5）这种研究问题的方法是_________________法。
参考答案
一．探究电阻上的电流跟两端电压的关系
基础运用
1.电阻、正、电压、反；2.大、大； 3. C 4.B 5.B 6.B
能力拓展
1．（1）略；（2）电压成正比、阻碍作用、成反比
探究创新
1.（1）滑动变阻器 （2）略
（4）在电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比、在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。（5）控制变量法
《电流与电压和电阻的关系》导学案
【学习目标】
1、了解导体中的电流与电压和电阻的关系；
2、学习并学会如何寻找各物理量间的定量关系；
3、进一步认识控制变量法的应用，学会从实验中进行科学归纳的能力
【学习重点】
1、会用控制变量法，探究电流与电压电阻的关系
2、知道滑动变阻器在实验中的作用
【学习过程】
一、知识准备
灯泡的亮度发生变化，说明通过灯泡的 发生了变化，我们知道 使电路中形成电流，即导体两端有 ，导体中才会有电流。
由此可以猜想：所加电压越高，电流可能越 ，灯泡才越 ，另一方面，任何导体都有电阻，电阻对电流有 作用，由此可以猜想：在导体两端电压一定的条件下，电阻越大，电流会越 ，灯泡也就越 。
你想知道电路中的电流与电压、电阻之间究竟有什么关系吗？请认真体会下面的探究过程。
二、探究通过导体的电流与电压、电阻的关系
我们对于物理问题，不能仅靠猜想，还要通过 来验证猜想是否正确。
探究电压、电阻的变化对电流的影响，应该用 方法？
1．探究通过导体的电流与电压关系
此项探究实验中，应保持导体 不变，改变导体的两端 ，测出通过导体的电流。
小组讨论：怎样才能改变导体的两端电压？说一说出你的方法
提示：如图A，电阻的两端的电压是 的，它就等于 的电压，此时电压表示数是不变的，但我们知道串联电路两端的总电压等于 ，
如果在电路上再加一个 ，与固定电阻相 ，就能改变它的电压了。
请你在虚线框内画出实验电路图 （图A）
（重要知识）：此处滑动变阻器的作用是
实验前应注意：
1、连接电路时，开关应处于 状态。
2、滑动变阻器的滑片处于阻值 位置。
电阻R不变时，研究通过它的电流与电压的关系 （电压最好取整数）
表一 R= Ω
实验次数
电压（U/V）
电流（I/A）
实验结论
1
2
3
思考：多次测量的目的是：
2．探究通过导体的电流与电阻关系
此项探究实验中，应保持导体的两端 不变，改变导体 ，测出通过导体的电流，分析得出结论。
讨论：怎样改变导体的电阻？ ；
怎样保持不同导体的两端电压不变？
（重要知识）：此处滑动变阻器的作用是
保持电阻两端的电压不变，研究通过它的电流与电阻的关系
表二 U= V
实验次数
电阻（R/Ω）
电流（I/A）
实验结论
1
2
3
由表一、表二可知： ，这个规律就是著名的 。
根据上述描述，欧姆定律的数学表达式： ，
变换式是:
其中 为导体的两端电压； 为通过导体的电流； 导体的电阻。由公式可知，上述三个物理量的单位之间关系是 。(公式中的三个量必须是同一时间、同一段电路上的电流、电压和电阻)
思考与讨论：误差是实验不可避免的，若上述实验有误差，
产生误差的原因有哪些？
答： 。
三、简单计算
例题1 有一段电阻R=10?，电源电压为2V，求通过R的电流为0.2A，当电源电压为4V时，通过电阻R的电流又是多少？
达标检测:
1. 在探究电阻上的电流跟两端电压的关系时，我们可以这样思考：通过导体的电流可能跟导体两端的电压和导体的电阻两个因素有关，现在要单独探究电流跟电压的关系，就必须保持＿＿＿＿＿ 不变，改变导体两端的＿＿＿＿＿ ，测出对应的＿＿＿＿＿ ，通过对几次测量数据的分析，得出结论。
2. 一段导体接在电路中，电压表和电流表的示数如下表，但有缺漏，请将缺漏的空格补上。
3. 在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时，应保持＿＿＿ ＿＿ 不变,某同学根据得到的数据画出了如图 7.1-1 所示的图像，你对这个图像进行分析后，得出的结论是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 。
4. 某实验小组的同学在探究欧姆定律时，采用了如图7.1-2所示的电路图实验中他们选用的定值电阻分别是5Ω、8Ω、10Ω，电源电压是3V，滑动变阻器的阻值范围是O～15Ω。
(1) 他们在探究某一因素变化对电流的影响时，采用控制变量法实验分两步进行：
① 保持电阻不变，探究电流与 的关系；
② 保持电压不变，探究电流与 的关系
(2) 在研究电阻对电流的影响时，把定值电阻由5Ω换成10Ω，闭合开关后，下一步的操作是：调节滑动变阻器的滑片，保持 不变.
5. 小明同学按图7.1-3所示的电路图连接电路进行实验，在实验过程中，若保持R1不变，并通过改变滑动变阻器滑片P的位置，使电压表 V1的示数分别为2V、4V、6V时，电压表V2、V和电流表A相应的示数如下表所示：
（1）对表格中三只电压表的数据进行分析，可归纳出结论：
（2）对表格中电压表V1和电流表A的数据进行分析，可归纳出结论：
