第十七章歐姆定律第1節(jié)電流與電壓、電阻的關(guān)系素養(yǎng)目標(biāo)1.通過學(xué)習(xí)電流與電壓、電阻的關(guān)系，深化對(duì)這些電學(xué)核心概念的理解，構(gòu)建起清晰的電學(xué)體系2.在探究電流與電壓、電阻關(guān)系的過程中，學(xué)生依據(jù)控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作并分析數(shù)據(jù)；將實(shí)際電路簡化成物理模型，培養(yǎng)模型建構(gòu)的科學(xué)思維。3.學(xué)生合作交流完成實(shí)驗(yàn)，全面提升科學(xué)探究能力；鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作過程中提出創(chuàng)新性想法和改進(jìn)措施，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。4.在實(shí)驗(yàn)與討論的過程中逐步養(yǎng)成尊重事實(shí)、務(wù)實(shí)求真的態(tài)度。夜幕下，五光十色的彩燈勾畫出2000多年沒有更改城市名的益陽市相關(guān)建筑的輪廓。各種顏色的電燈發(fā)光時(shí)，電流在電路中靜靜地“流淌”。你是否想過，電流的流動(dòng)遵循怎樣的規(guī)律？電流、電壓、電阻各自扮演著什么角色？它們之間的關(guān)系又如何呢？現(xiàn)在就讓我們來探究其中的奧秘。一、創(chuàng)設(shè)情景，引入新課益陽高鐵南站益陽明清古巷益陽大道夜景益陽資江風(fēng)光帶小組實(shí)驗(yàn)：動(dòng)動(dòng)手，看看現(xiàn)象①用一節(jié)干電池與兩節(jié)干電池先后給同一小燈泡供電，觀察小燈泡的亮度有什么不同，哪一次小燈亮？現(xiàn)象：用兩節(jié)干電池給同一小燈泡供電，小燈亮。猜想：電壓越大，電流越大。②在圖所示的電路中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)，連入電路的阻值變大時(shí)，觀察燈泡的亮暗情況?，F(xiàn)象：當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變大時(shí)，燈泡變暗。猜想：電阻越大，電路中的電流越小。電流與電壓、電阻之間有沒有定量的關(guān)系呢？通過實(shí)驗(yàn)探究。二、探究電流與電壓的關(guān)系【提出問題】電阻一定時(shí)，電流與電壓存在怎樣的關(guān)系？【猜想與假設(shè)】因?yàn)殡妷菏切纬呻娏鞯脑?。若電阻一定，可能電壓越大，電流越大?！驹O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】運(yùn)用控制變量法，控制電阻的阻值不變。并用電流表測出電路中的電流，用電壓表測出定值電阻兩端的電壓，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器改變電阻兩端的電壓。實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示?！緦?shí)驗(yàn)器材】電源、定值電阻、滑動(dòng)變阻器、電鍵、電流表、電壓表、導(dǎo)線等。（2）閉合開關(guān)前，檢查電路中各元件的連接是否正確，將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到阻值最大處。（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電阻兩端的電壓分別為1V、2V、3V、4V、5V、6V，讀出此時(shí)相應(yīng)的電流值記入下表中?！具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)】（1）按電路圖把一個(gè)10Ω的定值電阻連接在電路中。0.10.20.30.40.50.6【分析論證】（1）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)電流與電壓有關(guān)，電流隨電壓的增大而增大，并且成正比。（2）在坐標(biāo)系中根據(jù)各電流值和對(duì)應(yīng)的電壓值描點(diǎn)，畫出I-U圖像?！窘Y(jié)論】在

一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的

成正比。分析圖像可得出：通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成

比。0.10.20.30.40.50.6電阻電壓正（1）滑動(dòng)變阻器的作用：保護(hù)

、改變定值電阻兩端的

?！驹u(píng)估與交流】（2）表格錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的分析：分析比較各組數(shù)據(jù)電壓與電流的比值是否相同，不同的一組數(shù)據(jù)為錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。（3）明確：①結(jié)論中的電流、電壓、電阻是針對(duì)

導(dǎo)體而言的。②明確電流與電壓存在的因果關(guān)系，

是導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的原因，而不是導(dǎo)體中有了

才在導(dǎo)體兩端產(chǎn)生

，所以不能說電阻一定時(shí)，

與

成正比。③在歸納結(jié)論時(shí)，不能漏掉前提條件“

”。電路電壓同一電壓電流電壓電壓電流電阻一定觀看視頻演示：《探究“電流與電壓的關(guān)系”》三、探究電流與電阻的關(guān)系【提出問題】電壓一定時(shí)，電流與電阻存在怎樣的關(guān)系？【猜想與假設(shè)】因?yàn)殡娮鑼?duì)電流有阻礙作用，所以若電壓一定，可能電阻越大，電流越小?！驹O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】要研究電流與電阻的關(guān)系，必須改變接入電路的阻值，所以要更換不同的電阻R接入電路。實(shí)驗(yàn)中要控制電阻R兩端的電壓不變。所以需要在電路中串聯(lián)滑動(dòng)變速器，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變速器，保持電阻R兩端的電壓不變，電路圖如圖所示?！緦?shí)驗(yàn)器材】電源、不同阻值（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）的定值電阻多個(gè)、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、電流表、電壓表、導(dǎo)線等?！具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)】（1）按電路圖連接電路。（2）閉合開關(guān)前，檢查電路中各元件的連接是否正確，將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到阻值最大處。（3）把阻值為5Ω的定值電阻接入電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)為3V保持不變，讀出電流表的示數(shù)，記錄在下面的表格中。（4）把阻值為5Ω的定值電阻分別更換為10Ω、15Ω、25Ω的定值電阻，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)保持3V不變，讀出電流表的示數(shù)，記錄在下面的表格中。（1）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：電流與電阻有關(guān)，電流隨電阻的增大而減小，且電流與電阻的乘積為一定值，說明電流與電阻并且成反比?！痉治稣撟C】（2）在坐標(biāo)系中畫出I-R圖像。分析圖像可得出：通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。【結(jié)論】在電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的

與導(dǎo)體的

成反比?！驹u(píng)估與交流】（1）對(duì)I-R圖象的改進(jìn)是作出I-1/R圖象，“

一定時(shí)，導(dǎo)體中的

與導(dǎo)體的

成反比”也可以說成“電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的

與導(dǎo)體

的倒數(shù)成正比”。電流電阻電壓電流電阻電流電阻（2）更換阻值大的定值電阻后，電壓表示數(shù)不能調(diào)節(jié)到所需要的值的原因是電源電壓過大或滑動(dòng)變阻器的最大阻值過??；（3）如果用干電池做實(shí)驗(yàn)，可以通過改變串聯(lián)干電池的節(jié)數(shù)來改變定值電阻兩端的電壓（圖甲）；如果用學(xué)生電源做實(shí)驗(yàn)，可以按照需要通過轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕來改變定值電阻兩端的電壓（圖乙）；更換阻值較小的定值電阻后，電流變大，若實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)行，原因是電流表所選的量程過小。如果用滑動(dòng)變阻器，可以將滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中起分壓作用，改變定值電阻兩端的電壓。（4）注意：對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論兩種錯(cuò)誤的語言描述：①“導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比”——漏掉了結(jié)論的前提條件（在電壓一定時(shí)）。②“電壓一定時(shí)，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體中的電流成反比”——弄錯(cuò)了結(jié)論的因果關(guān)系（因?yàn)殡娮枋菍?dǎo)體本身的性質(zhì)，跟電壓和電流都沒關(guān)系）。觀看演示實(shí)驗(yàn)：《探究“電流與電阻的關(guān)系”》電流與電壓和電阻的關(guān)系課堂總結(jié)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法控制電阻不變，探究電流與電壓的關(guān)系控制電壓不變，探究電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)電路圖電流與電阻的關(guān)系控制電阻不變，探究電流與電壓的關(guān)系滑動(dòng)變阻器的作用：改變定值電阻兩端的電壓電阻一定，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比電流與電壓的關(guān)系控制導(dǎo)體電壓不變，探究電流與電阻的關(guān)系滑動(dòng)變阻器的作用：控制定值電阻兩端的電壓不變電壓一定，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比課堂練習(xí)：1.在探究電阻一定時(shí)，電流與電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)連接的電路如圖所示，電源電壓保持3V不變，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表，下列說法正確的是（）A．多次實(shí)驗(yàn)的目的是為了減小誤差B．第4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的C．該實(shí)驗(yàn)可得出：電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比D．該實(shí)驗(yàn)可得出：電阻一定時(shí)，導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體的電流成正比C2.在“探究電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，用定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出了電流與電壓的關(guān)系（）BA．通過導(dǎo)體a的電流與其兩端的電壓成正比B．導(dǎo)體a的電阻大于導(dǎo)體b的電阻C．當(dāng)在導(dǎo)體b的兩端加上1V的電壓時(shí)，通過導(dǎo)體b的電流為0.1AD．將a、b兩導(dǎo)體串聯(lián)后接到電壓為3V的電源上時(shí)，a導(dǎo)體兩端的電壓小于3V3.張華同學(xué)在探究通過導(dǎo)體的電流與其兩端電壓的關(guān)系時(shí)，將記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過整理作出了如圖所示的圖像，根據(jù)圖像，下列說法錯(cuò)誤的是（）B4.為了做“探究電流與電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，小明使用電壓恒為3V的電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、定值電阻R1、電流表，電壓表和滑動(dòng)變阻器連接了圖甲所示的電路：（1）閉合開關(guān)后，小明調(diào)節(jié)滑片使電壓表示數(shù)為0.5V，記錄電流表讀數(shù)，再將滑片向著靠近_____端的方向移動(dòng)，使電壓表示數(shù)為1.0V，繼續(xù)記錄電流表讀數(shù)；（選填“A”或“B”）2）完成實(shí)驗(yàn)并整理器材后，小明將所得數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線畫出如圖乙所示的R1的I-U圖像，并根據(jù)圖像得出結(jié)論：

；電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比在電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的A（3）為了得到更具有普遍性的結(jié)論，小白利用小明的實(shí)驗(yàn)器材，僅將R1更換為不同阻值的定值電阻R22，重新連接電路并進(jìn)行相同操作，畫出的I-U圖像卻如圖丙所示，小明幫助小白進(jìn)行分析，確認(rèn)是電路連接錯(cuò)誤，該錯(cuò)誤為：