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1、课题14.2 科学探究欧姆定律教学目标：1、通过实验探究欧姆定律2、培养学生设计电路图及用控制变量法进行实验探究的能力。3、知道欧姆定律，并能用欧姆定律进行简单的计算。教学重点、难点：实验探究欧姆定律教具：电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻、电池 4 节、导线、开关教学过程设计：一、引入设计师：在科学研究中，我们常常根据现象来研究电流。电流是看不到的，我们是怎样知道电流的？人们常常根据电流产生的各种效果来感知电流。如灯泡亮了，电饭锅发热，这是电流产生了热效应，电磁铁通电时产生了磁性，这是根据电流的磁效应，电解水产生 H2和 O2，这是电流的化学效应等等。电流的大小不同时，产生的效应也不同，那
2、么电流的大小与哪些因素有关呢？二、实验探究电流与哪些因素有关师：根据所学知识引导学生猜想生：交流讨论得出1、电流大小可能与电阻有关，因为电阻对电流有阻碍作用2、电流与电压可能有关，因为电压是形成电流的原因。师：要确定是哪个猜想正确（与事实相符）必须通过实验来验证。师：由于电流可能受电压、电阻等多种因素的影响，所以在实验中应采用什么方法探究呢？生：控制变量法师：也就是说要研究电流随电阻的变化 要控制（保持）电压不变；要研究电流与电压的关系要保持电阻不变。师：在实验中怎样做到呢？生：交流讨论1、保持电压不变，可以在实验中采用同一电源供电，改变电阻，可以把不同的定值电阻分别接入电路。2、保持电阻不变
3、，在实验中采用同一个电阻做实验，改变电压，可以采用不同的干电池串联供电。师：引导学生进行电路设计（一）保持电压不变时，研究电流随电阻的变化的电路设计把一个定值接入电路中怎样知道电流变化？（生：接入电流表）怎样知道电压大小？（生：接入电压表）师：当改变 R 的阻值时，会引起电路中电流的变化，这样可能会超过电流表的量程，怎么来改进这一电路？生：接入滑动变阻器二、研究电阻不变时，电流随电压变化的电路设计1、师：有没有一种改变定值电阻两端电压的简便方法提示：电阻的作用：调整电路中的电流和电压生：接入滑动变阻器2、师：根据以上分析活动变阻器在电路中的作用：一是保护电路即保护电流表、电压表和用电器不被烧坏
4、；二是调整电路中的电流和电压。师：根据刚才设计好的电路图连接实物图：师：强调接线过程要按一定顺序，接线时开关应断开，滑动变阻器的阻值要移到阻值最大处。师：进行实验与收集证据表一：保持电压不变时，研究电流随电阻的变化5 0.4AU=2V 10 0.2A20 0.1A表二：保持电阻不变时，研究电流随电压的变化电阻 R 电压 U/V 电流 I/A1V 0.1AR=10 2V 0.2A3V 0.3A师：引导学生分析、论证师：分析数据的方法可以观察数据间的特点：如何体积比值、和或差的关系，也可以借助图象。表一：电压不变时，电流随电阻的增大而减小。引导学生进一步发现 IR=U（定值）得出：电压不变时，电流
5、与电阻成反比。表二：电阻不变时，电流随电压的增大而增大。引导学生进一步发现 UI=R（定值）得出：电阻不变时，电流与电压成正比。师：用图象法进行分析师：引导学生进行误差分析误差产生原因：人、仪器、方法第二课时一、复习旧课（提问、调板）1、画出探究电流和电压、电阻关系的实验电路图2、如上电路图在研究电流和电压、电阻关系的实验中，若要研究电流与电阻的关系要保持电压不变，即要保持（ ） 。A、电源电压不变B、滑动变阻器 RP两端电压不变C、定值电阻 R 两端的电压不变3、在研究电流与电压、电阻关系的实验中，滑动变阻器的作用：一是保护电路 ，二是 调整电路中的电流和电压 。4、在探究“电流跟电压、电阻
6、的关系”时，根据收集到的数据画出了如图所示的一个图像，下列结论与图象相符的是（ ） 。A、电阻一定时，电流随着电压的增大而增大。B、电阻一定时，电压随着电流的增大而增大。C、电压一定时，电流随着电阻的增大而增大。D、电压一定时，电流随着电压的增大而减小。二、欧姆定律师：根据上节实验我们知道：1、保持电阻不变时，电流跟电压成正比关系；2、保持电压不变时，电流跟电阻成反比。把这两点可以归纳为一个重要的规律欧姆定律1、内容：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。师：引导学生注意电流、电压、电阻的同一性和同时性。同一性：I、U、R 是对应于同一段电路（同一个导体） ；同
7、时性：I、U、R 是同一时刻测出来的。举例说明：2、公式：I=U/R公式说明：当电阻 R 一定时，导体中的电流 I 跟导体两端的电压成正比；当导体两端的电压 U 一定时，导体中的电流 I 跟导体的电阻 R 成反比。例：电源电压 6V，R1 的电阻值为 10，R2 的电阻值为 20，求：通过 R1 的电流及干路的电流。3、推导公式： U=IR公式说明：导体两端的电压等于通过它的电流与其电阻的乘积。例：电流表的示数为 1.5A，定植电阻 R1、R2 的阻值分别为 5 和 10，求电阻 R1 两端电压和电源电压。R=U/I公式说明：导体的电阻在数值上等于加在这段导体两端的电压与其通过的电流的比值。例
8、：电压表的示数为 2V，定值电阻 R2 的阻值为 10，电源电压为 6V，求电阻R1 的电阻值。师：根据 R=U/I，只要我们知道了导体两端的电压以及通过导体的电流就可以求出导体的电阻。能否理解为导体的电阻 R 与 U 成正比，与 I 成反比？师引导学生得出：导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小只与自身的材料、长度、横截面积有关；而与导体两端的电压 U 及通过它的电流 I 无关。对于某一段电路或某一段导体来说，U 与 I 的比值不变，即使导体未接入电路中两端未加电压，其电阻也是客观存在的。因此，公式 R=U/I 是导体电阻的计算式而不是决定式。练习：某段导体两端的电压为 2V，通过的电流为
9、 0.4A，则导体的电阻为 ；当电压增加到 4V 时，则通过的电流为 ；当电压降到 0V 时，则导体的电阻为 ，此时通过导体的电流为 。三、布置作业：如图开关 S 闭合时，电压表的示数为 2V，定植电阻 R2 的阻值为 10，电源电压为 6V，求 R1 的电阻值。第三课时电阻的串联和并联师：想一想，假如你手上有 2 个 5 的电阻，而你急需一个 10 的电阻，你该怎么办？假如你手上有 2 个 10 的电阻，而你急需一个 5 的电阻，你该怎么办？学习了电阻的串联和并联知识你就可以轻易的解决刚才的问题。一、电阻的串联U=IR，U2=I1R1，U2=I2R2如图电阻 R1 与 R2 串联U=U1+U
10、2IR=I1R1+I2R2又I=I1=I2R=R1+R2结论：串联电路的总电阻，等于各串联电阻之和。即：R=R1+R2例如：2 个 5 的电阻串联，其总电阻为 10。也就是说 2 个 5 的电阻串联后的总电阻相当于一个 10 的电阻。因此，我们常把 10 的电阻看成是 2 个 5 的电阻串联后的等效电阻。 如图：师：电阻 串联后其总电阻是变大了还是变小了？生：变大了。师：我们可以这样来理解：把几个电阻串联起来，相当于增加了导体的长度，所以其总电阻要变大。如图：例题 1：把 5 的电阻跟 15 的电阻串联起来，接在电压是 6V 的电源上，求这个串联电路中的电流。例题 2：有一只小灯泡，它正常发光
11、时灯丝的电阻是 803，正常工作时的电压是 2.5V。如果我们只有电压为 6V 的电源，要使小灯泡正常工作，需要串联一个多大的电阻？二、电阻的并联I1=U/R1，I2=U2/R2，I=U/R（R 为并联电路的总电阻）电阻 R1 与 R2 并联I=I1+I2U/R+U1/R1+U2/R2又U=U1=U21/R=1/R1+1/R2结论：并联电路的总电阻的倒数，等于各并联电阻的倒数之和。即：1/R=1/R1+1/R2师：电阻并联总电阻是变大了还是变小了？生：变小了。师：几个电阻并联起来，相当于增大了导体的横截面积。所以电阻变小了。如图：师：并联电路的总电阻比任何一个电阻都小。三、应用1、现有四对并联
12、电阻，其中总电阻最小的是（ ） 。A、10 和 5 B、4 和 8 C、20 和 15 D、100 和 0.1 2、现有四组不同的电阻，已知 R1R2，由图可知电阻值最小的一组是（ ） 。3、一位同学做实验时，需要阻值为 2、5 40 的电阻各一个，但是手边只能一些阻值为 10 的电阻，请你为这位同学考虑一下，怎样用 10 的电阻，组成所需要的各个电阻？4、电阻 R1 和 R2 串联后的总电阻为 1.2K，如果它们连两端的总电压为48V，R1 两端的电压为 12V，求 R1 和 R2 的阻值分别为多少？5、电阻 R1 和 R2 串联后接入电路中，两端所加电压为 24V，如果 R1 的阻值为80，通过 R1 的电流为 0.2A，求 R2 的阻值。
