(共33张PPT)
(浙教版)八年级
上
3.4欧姆定律及其应用
第3章
“第1课时”
电路探秘
01
学习目标
内容总览
02
新知导入
03
探究新知
04
课堂练习
05
课堂总结
06
分层作业
学习目标
科学观念:了解电流跟电压的关系;了解电流与电阻间的关系,了解欧姆定律的主要内容;
科学思维:运用控制变量法设计实验探究电流与电压、电阻间的关系;
探究实践:通过控制变量实验探究“电流与电压的关系”和“电流与电阻的关系”,并得出相应的结论;
态度责任:享受整个探究过程,主动参与探究过程;培养严谨的科学态度和协作精神。
1、把图中的电路元件连接成电路。要求两个灯泡是串联的,电压表能测出灯L1两端的电压,电流表能测出通过灯L2的电流,并画出电路图。
复习巩固
复习巩固
2、图甲所示电路中,当闭合开关S后,两个电压表指针偏转均为图乙所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为( )
A. 8 V 2 V B. 10 V 2 V
C. 2 V 8 V D. 2 V 10 V
A
3、读出下列电表的测量值:
复习巩固
I=0.36A
U=2.5V
I=0.08A
U=0.5V
U=1V或5V
新知导入
电压越大,对电路中电流的推动作用越大,即相当于电流获得的推动作用越强;而电阻越大,则对电路中电流的阻碍作用就越大。
那么,电流与电压、电流与电阻之间存在怎样的定量关系呢?
探究活动
【总体思路】 探究电流、电压、电阻间的关系
我们已经知道,电路中的电流大小与电压大小和电阻大小有关。
所以,研究电流、电压和电阻之间关系时,需采用 法分别研究“电流与电压关系”、“电流与电阻关系”;而电流、电压与电阻大小都是无法直接观察到的,故需采用 法,利用 来测量电流,利用 来测量电压;为了寻找物理量间存在的关系,一般要多次测量,寻找普遍规律,所以电路中还需要 联接入一个
,以控制电流或电压。
控制变量
转换
滑动变阻器
电流表
电压表
串
提示:
控制变量法:某一物理量受多个物理量影响时,常控制其中几个物理量不变,只改变其中一个物理,从而转化为多个单一物理量影响某一个物理量问题的研究方法。
探究新知
【实验器材】
电源、定值电阻、开关、 、 、 及导线若干;
【电路设计】
电流表 电压表 滑动变阻器
探究活动1、研究电流与电压的关系
【研究思路】控制 不变,改变 ;
探究活动
控制电阻不变的方法: ;
改变电阻两端电压的方法: ;
电阻阻值
电阻两端电压
使用同一个定值电阻
①调节电源的电压;
②串联滑动变阻器来改变电阻两端电压
【电路设计】
【测量记录】需要测量的数据: 、 等;
通过电阻的电流 电阻两端的电压
探究活动
【实验步骤】
1)按图3.4-1所示连接电路,定值电阻取R=5Ω 。
(注意:①连接电路时,开关应保持断开状态;②连接滑动变阻器完成时,将滑片移动到有效电阻最大处。)
探究活动
2)电路无误后,闭合开关,调节滑动变阻器R′,可改变电阻R两端的电压;保持电阻5Ω不变,逐次调节滑动变阻器R ,使电压表上的读数分别达到表3.4-1中的数值,分别读出每次不同电压下的电流值,并记录在表3.4-1中。
3)计算电压与电流的比值,比较其结果,可得出什么结论?
0.2
0.4
0.59
5
5
5.1
在误差范围内,电阻两端的电压与流过电阻的电流的比值是一个定值;(电阻不变时,流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比)
视频:
视频辅助教学:电流与电压之间的关系研究
(点击图片播放)
方法与技能
思考讨论
表格3.4-1计算出的电压与电流的比值是否完全相等?与同学讨论结果,并分析原因。
电压与电流的比值并非完全相等。
主要原因:
①读数误差;
②测量工具不够精密;
③电阻温度有所变化,导致阻值稍有变化;
……。
探究活动2、研究电流与电阻的关系
【研究思路】控制 不变,改变 ;
探究活动
控制电压不变的方法: ;
改变电阻阻值的方法: ;
电阻两端的电压
电阻的阻值
使用滑动变阻器调节电阻两端电压不变
更换阻值不同的定值电阻
【电路设计】
【测量记录】需要记录的数据: 、 等;
电阻阻值 通过电阻的电流
探究活动
【实验步骤】
1)图3.4-1中,更换定值电阻R,调节滑动变阻器R ,使R两端的电压始终保持不变,可读出并记录每次的电阻值与电流值。
探究新知
2)测量电压为2V时通过不同电阻的电流值,并记录在表3.4-2中。
3)计算电流与电阻的乘积,比较其结果,可以得出什么结论?
0.4
0.2
0.13
2
2
1.95
在误差范围内,电流与电阻的乘积是一个定值;(当导体的两端的电压保持不变时,导体中电流跟导体的电阻成反比。)
视频:
视频辅助教学:电流与电阻之间的关系研究
(点击图片播放)
归纳:
结论2:
当导体两端的电压保持不变时,导体中通过的电流跟它的电阻成反比。
结论1:
当导体的电阻保持不变时,导体中通过的电流跟它两端的电压成正比。
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。
“电流与电压、电阻的关系”这个规律最早是由德国物理学家欧姆研究并得出的,因此被称为欧姆定律。
R
U
I
归纳:
欧姆定律:
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。
注意:
①这里的电流、电压、电阻是同一电路、同一时刻的数据;
②欧姆定律体现的是电流与电压、电阻之间的定量关系;
③欧姆定律是实验研究得出的定律,故可用实验来验证。
I —表示这段导体的电流(单位:A)
U—表示这段导体两端的电压(单位:V)
R—表示这段导体的电阻 (单位:Ω)
数学表达式:
科学阅读
1)有人根据欧姆定律的内容,说“电阻R跟电压成正比,跟电流成反比。”你认为这种说法对吗?为什么?
思考讨论
不对。
因为电阻是导体本身的一种性质,它只跟导体的材料、长度、横截面积以及温度等因素有关,跟电流、电压大小无关,电阻不会随电流或电压改变而改变。
2)“研究电流与电压关系”及“研究电流与电阻关系”的实验中,滑动变阻器的作用是什么?
思考讨论
探究电流与电压关系实验原理是控制电阻R不变,利用滑动变阻器改变电阻两端电压U,研究通过电阻R的电流I与其两端电压U的关系。
在探究电流与电阻的关系时,需要更换定值电阻,滑动变阻器的作用主要是保持导体两端的电压不变。
这两个探究过程都采用了控制变量法。
课堂练习
1、在科学实验时,为了减小误差或寻找普遍规律,经常需要进行反复多次实验:①“测量物体的长度”时,多次测量 ②“研究液体的内部压强与深度的关系”时,改变液体的深度,多次测量 ③“研究串、并联电路的电流特点”时,换用不同定值电阻,多次测量 ④“用电压表和电流表测导体的电阻”时,多次测量电阻两端电压和通过电阻的电流值。
上述实验中寻找普遍规律的是( )
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ②④
C
课堂练习
2、由欧姆定律公式可知( )
A. 同一导体两端的电压跟通过导体的电流成反比
B. 导体两端的电压为零时,因为没有电流通过,所以导体电阻为零
C. 导体中的电流越大,导体的电阻就越小
D. 导体电阻的大小,可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来表示
D
课堂练习
3、研究电流与电压关系时,用如图的电路,要求“保持电阻不变”,在进行“保持电阻不变”这一步骤时,实验要求是( )
A. 保持R′的滑片位置不动
B. 保持R的电压不变
C. 保持R不变,调节R′的滑片到不同位置
D. 保持电路中的电流不变
C
课堂练习
4、如图所示的电路中,电源电压6 V保持不变,定值电阻阻值为10 Ω,滑动变阻器的最大阻值为20 Ω,当开关闭合,滑片由b端向a端移动的过程中,以下说法正确的是( )
A. 电压表的示数减小
B. 电压表与电流表的示数之比不变
C. 当滑片移到中点时,电压表示数为2 V
D. 当滑片移到a端时,电流表示数为0.2 A
B
课堂练习
5、某实验小组在“探究电流与电阻的关系”实验中,连接的电路图如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R备有5Ω、10Ω、20Ω、40Ω各一个。
(1)实验小组根据电路图连接了实物电路如图乙,其中存在连线错误,而且只要改接一根导线就可以了,请你把接错的那根导线打上“×”,再画线把它改到正确位置上(导线不允许交叉)。
(2)电路改正后,闭合开关前应将变阻器滑
片调至最 (填“左”或“右”)端。
(3)实验小组依次换用5Ω、10Ω、20Ω、
40Ω的电阻测得数据,绘出电流I与电阻倒数R(1)关系的图像,如图丙,由此可知:电压一定时,电流与电阻成 。
(4)为完成整个实验,应该选择 (填选项)种规格的滑动变阻器。
A. 50Ω 1.0A B. 100Ω 1.2A C. 200Ω 0.6A
右
反比
B
课堂总结
3.4 欧姆定律及其应用(1)
……电流与电压、电阻的关系、欧姆定内容
电流与电压的关系:
电阻一定, 电流与电压成正比;
滑动变阻器作用:改变电阻两端电压,多次测量寻找普遍规律;
电流与电阻的关系:
电压不变,电流跟电阻成反比。
滑动变阻器作用:保持电阻两端电压不变,多次测量寻找普遍规律;
注意:
①连接电路前,开头先打开;
②闭合开头前,滑动变阻器滑片位于有效电阻最大处;
欧姆定律内容:
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。
I=U/R
分层作业
1、复习本课时主要内容;
2、完成学案中的“课后练习”;
3、预习“欧姆定律的应用”相关内容。
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浙教版八上§3.4欧姆定律及其应用(1)学案
姓名
[学习目标]
1、了解电流跟电压的关系;
2、了解电流与电阻间的关系;
3、了解欧姆定律的主要内容;
4、运用控制变量法设计实验探究电流与电压、电阻间的关系。
一、知识点梳理:
1、研究电流与电压的关系时,必须控制 不变,即研究一个 电阻的 与它两端的 的关系。
2、实验所需要的器材有 、 、电源、定值电阻、开关及 等;
3、连接电路时,电压表与定值电阻 联,电流表与定值电阻 联,且使电流从它们的 接线柱流入, 接线柱流出;
4、连接电路时,开关必须 ;闭合开关前,必须保证 ;
5、研究电流与电阻关系时,必须控制 不变,即当 的电压始终不变时,来研究通过电阻的 与电阻 大小的关系。
6、研究电流与电压的关系的实验中,滑动变阻器的作用是 ;研究电流与电阻关系实验中,滑动变阻器的作用是 ;
7、实验结果显示,电流与电压、电阻的关系:
① ;
② ;
8、欧姆定律的主要内容: 。
二、例题讲解
例题1、在科学实验时,为了减小误差或寻找普遍规律,经常需要进行反复多次实验。
①“测量物体的长度”时,多次测量 ②“研究液体的内部压强与深度的关系”时,改变液体的深度,多次测量 ③“研究串、并联电路的电流特点”时,换用不同定值电阻,多次测量 ④“用电压表和电流表测导体的电阻”时,多次测量电阻两端电压和通过电阻的电流值;上述实验中寻找普遍规律的是( )
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ②④
例题2、由欧姆定律公式可知( )
A. 同一导体两端的电压跟通过导体的电流成反比
B. 导体两端的电压为零时,因为没有电流通过,所以导体电阻为零
C. 导体中的电流越大,导体的电阻就越小
D. 导体电阻的大小,可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来表示
例题3、研究电流与电压关系时,用如图所示的电路,要求“保持电阻不变”,在进行“保持电阻不变”这一步骤时,实验要求是( )
A. 保持R′的滑片位置不动 B. 保持R的电压不变
C. 保持R不变,调节R′的滑片到不同位置 D. 保持电路中的电流不变
(例题3图) (例题4图)
例题4、如图所示的电路中,电源电压6 V保持不变,定值电阻阻值为10 Ω,滑动变阻器的最大阻值为20 Ω,当开关闭合,滑片由b端向a端移动的过程中,以下说法正确的是( )
A. 电压表的示数减小
B. 电压表与电流表的示数之比不变
C. 当滑片移到中点时,电压表示数为2 V
D. 当滑片移到a端时,电流表示数为0.2 A
例题5、某实验小组在“探究电流与电阻的关系”实验中,连接的电路图如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R备有5Ω、10Ω、20Ω、40Ω各一个。
(1)实验小组根据电路图连接了实物电路如图乙,其中存在连线错误,而且只要改接一根导线就可以了,请你把接错的那根导线打上“×”,再画线把它改到正确位置上(导线不允许交叉)。
(2)电路改正后,闭合开关前应将变阻器滑片调至最 (填“左”或“右”)端。
(3)实验小组依次换用5Ω、10Ω、20Ω、40Ω的电阻测得数据,绘出电流I与电阻倒数R(1)关系的图像,如图丙,由此可知:电压一定时,电流与电阻成 。
(4)为完成整个实验,应该选择 (填选项)种规格的滑动变阻器。
A. 50Ω 1.0A B. 100Ω 1.2A C. 200Ω 0.6A
三、课后练习:
1、根据欧姆定律,下列说法中正确的是( )
A.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
B.通过导体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
C.导体两端的电压越大,这段导体的电阻就越大
D.导体两端的电压为零时,电阻值也为零
2、从欧姆定律可导出R=U/I,下列说法正确的是( )
A. 当电压为0时,电阻为0
B. 当电流增大2倍时,电阻减小2倍
C. 当电压增大2倍时,电阻增大2倍
D. 不管电压或电流如何变化,电阻不变
3、某导体中的电流与它两端电压的关系如图所示,下列分析正确的是( )
A. 当导体两端的电压为0时,电阻为0
B. 该导体的电阻随电压的增大而减小
C. 当导体两端的电压为0时,电流为0
D. 当导体两端的电压为2伏时,电流为0.6安
(第3题图) (第4题图)
4、研究电流与电压的关系,如图所示,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
5、下列说法不正确的是( )
A. 在电阻一定时,导体中的电流跟它两端的电压成正比。
B. 在电压不变时,一段导体的电阻跟电流成反比。
C. 在电压一定是,导体的电阻越大,通过导体电流就越小
D. 导体中电流的大小,不仅与导体两端的电压有关,还与导体的电阻有关
6、如图电源电压不变,R1=10Ω,R2=15Ω。S闭合时,电压表示数为6V,则电源电压为( )
A.10V B.7.5V C.3.5V D.2.5V
(第6题图) (第7题图) (第8题图)
7、某导体中的电流与它两端电压的关系如图所示,下列分析正确的是( )
A. 当导体两端的电压为0时,电阻为0
B. 该导体的电阻随电压的增大而减小
C. 当导体两端的电压为0时,电流为0
D. 当导体两端的电压为2伏时,电流为0.6安
8、如图是甲、乙两电阻的电流随电压变化的曲线,据图判断( )
A. R甲R乙 D. 无法确定
9、某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集到的数据画了如图所示的一个图象,下列结论与图象相符的是( )
A.电阻一定,电流随着电压的增大而增大
B.电阻一定,电压随着电流的增大而增大
C.电压一定,电流随着电阻的增大而减小
D.电压一定,电阻随着电流的增大而增大
(第9题图) (第10题图)
10、某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为3V,更换5个定值电阻Rx,得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是( )
A.该同学研究的是电流和电压的关系
B.实验中电压表的示数保持0.5V不变
C.滑动变阻器阻值变化范围为1~5Ω
D.将Rx从5Ω换成10Ω后,应将滑片P向左移
11.小红同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,下列说法中正确的是( )
A. 导体甲的电阻大于导体乙的电阻
B. 导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
C. 将甲、乙两导体并联接到电压为2V的电源上时,干路中的电流为0.6A
D. 根据数据和图象得出的结论是:同一导体两端的电压与通过它的电流成正比
(第11题图) (第12题图)
12、如图是“探究电流与电阻的关系”的电路图.将5Ω的定值电阻接入图中A、B两点间,正确操作后,电流表的示数为0.4A.接下来的操作是:断开开关,将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻,再将滑动变阻器的滑片P移到最 (选填“左”或“右”)端,然后闭合开关,移动滑片P,使电压表的示数为 V时,读出电流表的示数。
13、在探究“电流与电阻的关系”实验中,把电流表连入电路时,必须使电流从 接线柱流入。每次更换电阻后,在调节滑动变阻器的同时,应观察 表,使其示数保持不变。
14、在研究通过导体的电流与两端电压关系的活动中,同学们进行了如下实验探究。
【实验步骤】①按图甲所示电路图连接好电路;②闭合开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,读出电压表和电流表的示数,并记录数据;③对数据进行处理,并绘制成如图乙所示的图像;实验时要增大定值电阻两端的电压,滑动变阻器滑片P应向________ (选填“左”或“右”)移动;
【实验结论】根据图像,可以得到的结论是 ;
【实验反思】某小组的同学在处理数据时发现,电压与电流的比值恰好等于R的阻值,这是一种巧合吗
于是同学们想利用其他小组的实验数据来进一步论证,并提出了以下两种收集数据的方案:方案一:收集电阻值均为10Ω的几个小组的数据;方案二:收集电阻值不同的几个小组的数据。你认为方案________更合理。
15、小金和小吴在做电学实验。
(1)小金根据如图甲的电路图连接了电路,调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为2.6 V,电流表示
数如图所示,此时小灯泡的电阻为 Ω;
(2)小金将以上实验的小灯泡换成了5 Ω的定值电阻,闭合开关数次改变滑片位置,记录每次电压表
和电流表的示数。据此推测,小金的这个实验是在研究 的关系;
(3)上面的表格是小吴所测量的数据,据表中数据判断,小吴所连接的实验电路是图中 。
A. B. C. D.
参考答案:
一、知识点梳理:
1、电阻 定值 电流 电压 2、电流表 电压表 滑动变阻器
3、并 串 正 负 4、断开 滑动变阻器滑片处于有效电阻最大处
5、电压 电阻两端 电流 阻值
6、改变通过定值电阻的电流大小 保证定值电阻两端电压相等
7、电阻不变时,通过该导体的电流与其电压成正比;
电压不变时,通过该导体的电流与该导体的电阻成反比
8、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。
二、例题讲解:
例题1、C
解析:①“测量物体的长度”时,由于测量工具或测量方法等会产生实验误差,为了减小误差,采取多次测量求平均值的方法;②“研究液体的内部压强与深度的关系”时,改变液体的深度,多次测量,总结出“液体压强随深度增加而增大”的一般规律;③研究串、并联电路的电流特点”时,尤其是探究并联电路的电流特点时,如果两个灯泡阻值相同,测量的电流也会相同,就会得出“并联电路各支路电流相等”的错误结论,因此为了寻找普遍规律,换用不同规格的灯泡多次测量;④“用电压表和电流表测导体的电阻”时,测量的是定值电阻的阻值,测量值是个定值,多次测量可以比较测量值减小误差;故C符合题意。
例题2、D
解析:电压是形成电流的原因,不会随电流的变化而变化,故A错误:导体两端的电压为零时,电流为零,但导体电阻不为零,故B错误;导体中的电流越大,说明两端电压越大,但电阻不变,故C错误:在物理学中,导体的电阻等于其两端的电压与通过它电流的比值故D正确,故D符合题意。
例题3、C
解析:保持R不变,调节R 到不同位置,从而改变R两端的电压和通过R的电流,应用控制变量法对电路进行分析;即题目中所说的保持电阻不变,观察电流表的示数变化跟电压表示数变化的关系,故C符合题意。
例题4、B
解析:根据图片可知,定值电阻R与变阻器串联,电压表测定值电阻的电压。 当开关闭合,滑片由b端向a端移动的过程中,变阻器的阻值变小,那么总电阻变小,总电流变大,根据U=IR可知,电压表的示数变大,故A错误; 电压表测定值电阻的电压,电流表测通过定值电阻的电流,根据可知,两个电表的示数之比就是定值电阻R,因此它们的比值不变,故B正确; 当滑片移动到中点时,总电流; 此时电压表的示数:U=IR=0.3A×10Ω=3V,故C错误;当滑片移动到a点时,变阻器接入的阻值为零,此时只有定值电阻,此时电流表的示数: ,故D错误。故B符合题意。
例题5、(1)见解析(2)右(3)反比(4)B
解析:(1)根据甲图可知,除了电压表与定值电阻R并联外,其他的元件都是串联。根据乙图可知,只需将定值电阻与变阻器相连的导线从变阻器端拆下,然后改接在电压表的“-”接线柱上即可,如下图所示:
(2)根据乙图可知,当滑片在最右端时变阻器的阻值最大,因此闭合开关前应将变阻器滑片调至最右端。 (3)根据丙图可知,当时,R=20Ω,此时电流为0.1A;当时,R=10Ω,此时电流为0.2A;当时,R=5Ω,此时电流为0.4A; 分析可知,对应电阻和电流的乘积都等于2,因此得到结论:电压一定时,电流与电阻成反比。 (4)变阻器的电压U变=U总-U=6V-2V=4V; 根据串联电路电压与电阻成正比得到:; ; 解得:R变=80Ω。
三、课后练习:
1、B 2、D 3、C 4、C 5、B 6、A 7、C 8、A
9、C 10、C 11、C 12、右 2 13、正 电压
14、左;当电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比;二
15、(1)10 (2)导体电阻一定时,电流与电压 (3)D
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浙教版八上科学§3.4欧姆定律及应用(1)教学设计
课题 3.4欧姆定律及应用(1)……电流与电压、电阻的关系 单元 三 学科 科学 年级 八上
教材分析 本节为浙教版八上第3章第4节内容,重点内容通过探究电流与电压、电流与电阻的关系,概括出欧姆定律;然后讨论如何运用欧姆定律解决问题;欧姆定律是电学中的基本定律,是电流及电流测量、电压及电压测量、电阻及滑动变阻器等知识的基础上,进一步利用控制变量法探究它们之间的关系,是已学知识的综合与升华,更是进一步学习电学知识和分析电路的基础。欧姆定律是实验定律,实验过程中学生可体验探究的全过程。所以本节内容具有十分重要的地位和作用。本节内容拟分3课时完成教学,第1课时通过探究活动得出电流与电压、电阻间的关系,第2课时为欧姆定律及应用,包括伏安法测电阻;第3课时为电路分析与应用。本课时为第1课时,探究电流与电压的关系、电流与电阻的关系,并推出欧姆定律。
学习目标 科学观念:了解电流跟电压的关系;了解电流与电阻间的关系,了解欧姆定律的主要内容;科学思维:运用控制变量法设计实验探究电流与电压、电阻间的关系;探究实践:通过控制变量实验探究“电流与电压的关系”和“电流与电阻的关系”,并得出相应的结论;态度责任:享受整个探究过程,主动参与探究过程;培养严谨的科学态度和协作精神。
重点 通过实验探究电流与电压、电流与电阻之间的关系;欧姆定律主要内容;
难点 引导学生在探究过程中认真观察、仔细分析,并得出真实、科学的结论
教学环节 教师活动 设计意图
导入新课 复习巩固: 1、把图中的电路元件连接成电路。要求两个灯泡是串联的,电压表能测出灯L1两端的电压,电流表能测出通过灯L2的电流,并画出电路图。参考:2、图甲所示电路中,当闭合开关S后,两个电压表指针偏转均为图乙所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为( A ) A. 8 V 2 V B. 10 V 2 V C. 2 V 8 V D. 2 V 10 V 3、读出下列电表的测量值: 参考: 电压越大,对电路中电流的推动作用越大,即相当于电流获得的推动作用越强;而电阻越大,则对电路中电流的阻碍作用就越大。 那么,电流与电压、电流与电阻之间存在怎样的定量关系呢? 导入新课
讲授新课 探究活动:【总体思路】 探究电流、电压、电阻间的关系 我们已经知道,电路中的电流大小与电压大小和电阻大小有关。 所以,研究电流、电压和电阻之间关系时,需采用 法分别研究“电流与电压关系”、“电流与电阻关系”;而电流、电压与电阻大小都是无法直接观察到的,故需采用 法,利用 来测量电流,利用 来测量电压;为了寻找物理量间存在的关系,一般要多次测量,寻找普遍规律,所以电路中还需要 联接入一个 ,以控制电流或电压。 (参考:控制变量; 转换;电流表;电压表;串;滑动变阻器)提示: 控制变量法:某一物理量受多个物理量影响时,常控制其中几个物理量不变,只改变其中一个物理,从而转化为多个单一物理量影响某一个物理量问题的研究方法。 【实验器材】电源、定值电阻、开关、 、 、 及导线若干; (参考:电压表、电流表、滑动变阻器)【电路设计】探究活动1、研究电流与电压的关系 【研究思路】控制 不变,改变 ; 控制电阻不变的方法: ; 改变电阻两端电压的方法: ; 【测量记录】需要测量的数据: 、 等;(参考:电阻阻值,电阻两端电压;使用同一个电阻;改变电源电压或串联滑动变阻器来改变电阻两端电压;通过电阻的电流 电阻两端的电压) 【电路设计】 【实验步骤】 1)按图3.4-1所示连接电路,定值电阻取R=5Ω 。 (注意:①连接电路时,开关应保持断开状态;②连接滑动变阻器完成时,将滑片移动到有效电阻最大处。) 2)电路无误后,闭合开关,调节滑动变阻器R′,可改变电阻R两端的电压;保持电阻5Ω不变,逐次调节滑动变阻器R ,使电压表上的读数分别达到表3.4-1中的数值,分别读出每次不同电压下的电流值,并记录在表3.4-1中。 3)计算电压与电流的比值,比较其结果,可得出什么结论? 参考:在误差范围内,电阻两端的电压与流过电阻的电流的比值是一个定值;(电阻不变时,流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比) 视频辅助教学:电流与电压之间的关系研究 方法与技能:分析实验数据 思考讨论:表格3.4-1计算出的电压与电流的比值是否完全相等?与同学讨论结果,并分析原因。参考:电压与电流的比值并非完全相等; 主要原因: ①读数误差; ②测量工具不够精密;③电阻温度有所变化,导致阻值稍有变化;……。 探究活动2、研究电流与电阻的关系 【研究思路】控制 不变,改变 ; 控制电压不变的方法: ; 改变电阻阻值的方法: ; 【测量记录】需要记录的数据: 、 等; (参考:电阻两端的电压,电阻的阻值;使用滑动变阻器调节电阻两端电压不变;更换阻值不同的定值电阻;电阻阻值;通过电阻的电流 )【电路设计】 【实验步骤】 1)图3.4-1中,更换定值电阻R,调节滑动变阻器R ,使R两端的电压始终保持不变,可读出并记录每次的电阻值与电流值。 2)测量电压为2V时通过不同电阻的电流值,并记录在表3.4-2中。 3)计算电流与电阻的乘积,比较其结果,可以得出什么结论? 参考:在误差范围内,电流与电阻的乘积是一个定值;(当导体的两端的电压保持不变时,导体中电流跟导体的电阻成反比。)视频辅助教学:电流与电阻之间的关系研究 归纳:结论1: 当导体的电阻保持不变时,导体中通过的电流跟它两端的电压成正比。结论2: 当导体两端的电压保持不变时,导体中通过的电流跟它的电阻成反比。 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。“电流与电压、电阻的关系”这个规律最早是由德国物理学家欧姆研究并得出的,因此被称为欧姆定律。欧姆定律的内容: 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。 注意: ①这里的电流、电压、电阻是同一电路、同一时刻的数据; ②欧姆定律体现的是电流与电压、电阻之间的定量关系; ③欧姆定律是实验研究得出的定律,故可用实验来验证。科学阅读:欧姆思考讨论: 1)有人根据欧姆定律的内容,说“电阻R跟电压成正比,跟电流成反比。”你认为这种说法对吗?为什么?参考:不对。 因为电阻是导体本身的一种性质,它只跟导体的材料、长度、横截面积以及温度等因素有关,跟电流、电压大小无关,电阻不会随电流或电压改变而改变。 2) “研究电流与电压关系”及“研究电流与电阻关系”的实验中,滑动变阻器的作用是什么?参考:探究电流与电压关系实验原理是控制电阻R不变,利用滑动变阻器改变电阻两端电压U,研究通过电阻R的电流I与其两端电压U的关系。 在探究电流与电阻的关系时,需要更换定值电阻,滑动变阻器的作用主要是保持导体两端的电压不变。 这两个探究过程都采用了控制变量法 本课时主要目标是通过探究寻找“电流与电压关系”“电流与电阻关系”难点是设计实验方案实验方案的设计应由师生互动完成由于时间关系,学生分组活动可另课进行;有条件的可课堂完成操作过程中,教师及时学法指导,规范操作,给学生示范;数据的处理也是学生的难点之一;教师要耐心分析、引导第1个实验完成后,第2个实验的教学方法与数据分析处理相对容易;在学生获得结论的基础上,引导学生得出欧姆定律的内容最后形成数学表达式注意:帮助学生对欧姆定律的理解,为下一课时应用做准备
课堂练习 1、在科学实验时,为了减小误差或寻找普遍规律,经常需要进行反复多次实验:①“测量物体的长度”时,多次测量 ②“研究液体的内部压强与深度的关系”时,改变液体的深度,多次测量 ③“研究串、并联电路的电流特点”时,换用不同定值电阻,多次测量 ④“用电压表和电流表测导体的电阻”时,多次测量电阻两端电压和通过电阻的电流值;上述实验中寻找普遍规律的是( C )A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ②④2、由欧姆定律公式可知( D )A. 同一导体两端的电压跟通过导体的电流成反比B. 导体两端的电压为零时,因为没有电流通过,所以导体电阻为零C. 导体中的电流越大,导体的电阻就越小D. 导体电阻的大小,可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来表示3、研究电流与电压关系时,用如图所示的电路,要求“保持电阻不变”,在进行“保持电阻不变”这一步骤时,实验要求是( C )A. 保持R′的滑片位置不动 B. 保持R的电压不变C. 保持R不变,调节R′的滑片到不同位置 D. 保持电路中的电流不变 (第3题图) (第4题图)4、如图所示的电路中,电源电压6 V保持不变,定值电阻阻值为10 Ω,滑动变阻器的最大阻值为20 Ω,当开关闭合,滑片由b端向a端移动的过程中,以下说法正确的是( B ) A. 电压表的示数减小 B. 电压表与电流表的示数之比不变C. 当滑片移到中点时,电压表示数为2 V D. 当滑片移到a端时,电流表示数为0.2 A5、某实验小组在“探究电流与电阻的关系”实验中,连接的电路图如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R备有5Ω、10Ω、20Ω、40Ω各一个。 (1)实验小组根据电路图连接了实物电路如图乙,其中存在连线错误,而且只要改接一根导线就可以了,请你把接错的那根导线打上“×”,再画线把它改到正确位置上(导线不允许交叉)。 (2)电路改正后,闭合开关前应将变阻器滑片调至最 (填“左”或“右”)端。 (3)实验小组依次换用5Ω、10Ω、20Ω、40Ω的电阻测得数据,绘出电流I与电阻倒数R(1)关系的图像,如图丙,由此可知:电压一定时,电流与电阻成 。 (4)为完成整个实验,应该选择 (填选项)种规格的滑动变阻器。 A. 50Ω 1.0A B. 100Ω 1.2A C. 200Ω 0.6A参考:(1)(2)反比 (3)B 及时训练,有利于巩固刚刚学习的新知识。同时还有发现学生理解所学知识中存在的问题,便于及时纠正、修补。
板书设计 帮助学生掌握重点,更加容易的学习。
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