1.按课本图8-1(把图板书在黑板上)连接实验电路。先不连电压表,引导学生看清回路:电流表与R串联。读数表示通过R的电流。然后再将电压表接入,让学生看清:电压表与R并联,读数表示R两端的电压。
研究途径:实验
实验方法:保持一个量不变,研究另一个量与电流的关系
提问:在前面几章中我们分别学习了电流、电压、电阻的概念,请同学们回忆:什么叫电流?在什么条件下才会有电流产生?(电荷的定向移动;导体两端存在电压。)
我们知道,电压是产生电流的原因,导体两端有电压,导体中才会有电流。可以猜想:所加电压越高,电流就会越大。U↑→I↑(板书,下同)
另一方面,任何导体都有电阻,电阻就是导体对电流的阻碍作用。可以推断:导体电阻越大,电流就越小。R↑→I↓
即通过导体的电流的大小与导体两端的电压和导体的电阻这两个因素有关。
我们对于一个物理现象的研究,不应满足于“变大”、“变小”这种初步认识,还要进一步探索研究,就是说要知道电流与电压、电阻之间的定量关系。这就是我们这节课的研究课题。第八章一、电流跟电压、电阻的关系
通过什么途径来研究?做实验!因为物理学是一门实验科学,通过物理实验可以使我们找到规律。
电流受到两个因素电压、电阻的影响,如果电压、电阻同时变化,它们各自对电流的影响有互相加强或减弱的可能,也有互相抵消的可能,使我们无法判断电流与电压、电阻之间到底有什么关系。如何设计实验?其实,一个量受几个因素影响的问题,前面的学习已经遇到过了。大家回忆一下,比如电阻。问:“导体的电阻与哪些因素有关?”我们是怎样研究电阻与材料、长度、横截面积的关系的呢?(出示小黑板)填空:“同材料、同长度的两条导线,电阻与粗细有关”;“同材料、同粗细的两条导线,电阻与长度有关”;“同长度、同粗细的两条导线,电阻与材料有关”。这“同材料”、“同长度”、“同粗细”的实质就是有意将这些量固定,每次只研究电阻与其中一个量的关系。
启发学生:“与这种作法类似,我们如何来研究电流跟电压、电阻两个量的关系呢?”应该“固定电阻,单独研究电流跟电压的关系”,或“固定电压,单独研究电流跟电阻的关系”。告诉学生:这种把一个多因素的问题转变成为多个单因素问题的研究方法是实验物理中极为有用的方法。
板书:第八章
(五)作业 布置:
(四)巩固练习:课本第90页第1、3题。
(三)小结:
教师根据板书小结,突出欧姆定律的内容,强调欧姆定律中的“这段导体”四个字。
(二)新课教学
今天我们研究电流与电压、电阻之间的关系,是通过保持其中一个量不变,看电流与另一个量之间的关系。
设问:请同学们根据刚才提出的研究方法,利用我们所学过的仪器怎样来设计一个实验?(请同学们回答)
学生回答后,教师投影实验电路图,分别介绍电流表。电压表、滑动变阻器在实验中作用。
1.电阻R不变,电流与电压有什么关系
演示:按图接好电路,保持R=10欧不变,调节滑动变阻器,改变R上的电压,请两位同学读出每次实验的电压值和包流值,记人表1中:
分析:从上表中可以看出,在电阻只保持不变时,随着电阻R上的电压的增大,通过电阻R的电流也增大,且电压与电流是同倍数增加,这种关系在数学上叫成正比关系。
结论:在电阻不变时,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。[板书) ·
2.电压不变时,电流与电阻有什么关系
演示:按上图连接电路,更换定值电阻的阻值,调节滑动变阻器,使只两端的电压始终保持4伏,请两位同学读出电流表、电压表的读数,并记录在表2中。
分析:从上表中可以看出,在电压相等的情况下,定值电阻及增大,通过电阻R的电流反而减小,且电阻R增大几倍,通过电阻的电流反而减小到几分之一,这种关系在数学上叫成反比关系。
结论:在电压一定时,导体中的电流跟这段导体的电阻成反比。(板书)
3。欧姆定律及其表达式
现在我们已经知道了导体中电流跟这段导体两端的电压成正比的关系,导体中的电流跟这段导体的电阻成反比的关系。
设问:这两个关系能否用一句话归纳、概括呢?
结论: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。这个结论叫做欧姆定律。(板书)
说明:在欧姆定律中的两处用到“这段导体”,这两个这段导体都是指同一导体而言,也就是说欧姆定律中所指的电流、电压、电阻是同一导体的三个量。(要同学们在“这段导体”下面加“.”)
用U表示导体两端的电压,R表示导体的电阻,I表示通过导体的电流,则其数学表达式为:I=U/R [板书]
根据数学规律,我们可以对欧姆定律公式I=U/R 进行变形,得到U=IR或R=U/I 这样我们可以根据同一导体中的两个量,来求出第三个量。 ·
4。欧姆定律来计算有关问题
例:已知电烙铁的电阻是1210欧姆,如果电烙铁两端的电压是220伏,求通过电烙铁的电流?[投影)
分析:本题已知的两个量电阻、电压都是针对同一导体电烙铁而言的,可直接应用欧姆定律的数学表达式计算,但在解题时,一定要强调解题的规范性。(结果:0.18安)
(一)引入新课
设问:1.形成持续电流的条件是什么?
2.导体的电阻对电流有什么作用?
学生回答后,教师分析:在电路中,电压是形成电流的条件,而导体的电阻又要对电流起阻碍作用,电阻越大,电流越小。那么,在一段电路中的电流、电压、电阻这三个量究竟有什么关系呢?这就是我们今天要讨论的问题--欧姆定律。(板书课题)
[第一课时]
本节共安排3课时(其中1课时为学生实验)。
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