内容正文:
重难点1 电流与电压和电阻的关系
一、电流与电压的关系
1、提出问题:通过导体的电流跟电压有怎样的关系?
2、猜想与假设:
它们之间可能存在何种关系,说出猜想依据。
猜想1:导体两端的电压越大,通过的电流越大。
猜想2:通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
3、设计实验:
选择合适的器材设计探究方案,并画出电路图。
设置以下问题引导学生设计合理的实验:
①.你采用实验方法是 控制变量法 。
②.实验中要记录的数据是 电阻、电流和电压 。
③.你设计的电路图(如下图)。
④.选择的实验器材是 电源(两节干电池)、开关、电流表、电压表、定值电阻、滑动变阻器 。
⑤.怎样才能改变电阻两端的电压?
4、展示学生关于改变电阻两端的电压设计的电路图:
①部分学生会通过改变干电池的节数来实现或通过学生电源来提供不同电压。
②部分学生是通过滑动变阻器调节电压分配,从而达到改变电阻两端的电压。
分析两种设计电路的如何改变定值电阻两端的电压,比较两种设计方案哪一种更容易成倍改变电阻两端的电压,更容易操作,选择合理的设计方案。
5、进行实验:
屏展动画:根据电路图连接电路。
学生实验操作前出示以下“温馨提示”的内容,提醒实验过程中要注意的问题。
温馨提示:
①.小组成员分工合作;②.及时记录测量数据;
③.连接电路时开关应 断开 ;
④.开关闭合前滑动变阻器的滑片应置于 阻值最大端 。
6、打开《探究学习活动卡》(见附件1),开始实验探究:
动画展示实验操作过程: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(便于测量),读出每次电阻R两端的电压值和通过的电流值,并记录数据。
7、分析与论证:
引导学生分析实验数据,得出电流与电压之间的定量关系:
在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压 。
进一步提出问题:还可以用什么方法分析处理实验数据?
提出利用图像法分析实验数据的方法。
在坐标系中描点并画出函数图像,分析图像特点,确定结论的正确性。
8、评估与交流:
小组交流讨论不同实验小组数据进行综合比较,得出实验结论是本实验的关键点
之一,应引导学生对整个实验操作过程、实验现象及实验结论做出客观的评估。
(以下作为参考问题)
①.你在实验过程中有哪些成功与不足之处?
②.比较你所在小组得出的实验结论与其他小组的实验结论有什么差别?
③.分析实验结论与开始的假设有什么差异。
④.分析产生实验误差的原因。是关键点之一,教师引导学生对探究的全过程进行评估。
二、探究电流与电阻的关系:
1、提出问题:通过导体的电流跟导体电阻有怎样的关系?
2、猜想与假设:
它们之间可能的数量关系是什么?
猜想1:导体的电阻越大,通过的电流越小。
猜想2:通过导体的电流与导体的电阻成反比。
3、设计实验:
以提问方式进行引导:
①.控制哪些量改变哪些量?
②.如何改变电阻?
③.怎样才能控制电阻两端的电压不变?
根据讨论的结果确定设计方案,如右图:
4、进行实验:
实验操作过程:
(1)闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片,使R两端的电压为适当值。
(2)更换不同电阻(成整数倍地变化),调节滑动变阻器的滑片,使R两端的电压保持不变。记录通过的电流值。
5、分析与论证:
引导学生分析实验数据,得出电流与电阻之间的定量关系:
在导体两端电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻 。
在坐标系中描点并画出函数图像,分析图像特点,确定结论的正确性。
6、评估与交流:
学生对自己的探究过程进行回顾、反思,思考在探究
中哪些问题不清楚,实验设计是否科学合理,操作中会
造成误差的因素可能有哪些——通过评估,能使学生发现
自己的不足,及时总结,不断提高。
【典例精析】
例1.(2020·江苏省泰州市)在“探究电流与电压关系”实验中,小明所用电路如图所示。
(1)请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整。要求:开关闭合前无需移动滑片________;
(2)闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,小明检查发现仅导线有故障,则故障为________;
A.导线④断路
B.导线③断路
C.导线②断路
D.导线①断路
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为1V时,读出电流表示数并记录在上表中;继续移动滑片,分别读出电阻两端电压为2V和3V时电流表的示数,并依次记录在表格中。
实验序号
U/V
I/A
①
1.0
020
②
2.0
0.40
③
3.0
0.58
(4)分析表中数据,可得出的结论是:________;
(5)实验结束,小明整理器材时发现定值电阻很热,他联想到:处理数据时,第三组数据之间的关系与前两组数据之间的关系存在差异,他和同组小华就此展开讨论,认为