探究—電流與電壓電阻的關(guān)系(獲獎?wù)n件含動畫實驗)

1、第十二章第十二章 歐姆定律歐姆定律第一節(jié)第一節(jié) 探究探究電流與電壓、電流與電壓、電阻的關(guān)系電阻的關(guān)系椹澗一中 呂保獻(xiàn)制作一、探究一、探究電流與電壓、電阻的關(guān)系電流與電壓、電阻的關(guān)系1、_是形成電流的原因。是形成電流的原因。電壓電壓2、_是導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小。是導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小。電阻電阻3、電阻電阻是導(dǎo)體是導(dǎo)體本身本身的一種屬性，跟導(dǎo)體兩的一種屬性，跟導(dǎo)體兩端的端的電壓電壓及導(dǎo)體中的及導(dǎo)體中的電流電流無關(guān)無關(guān)。電流電流電壓（電壓（自身決定自身決定）電阻（電阻（自身決定自身決定）（共同決定共同決定）一、探究一、探究電流與電壓、電阻的關(guān)系電流與電壓、電阻的關(guān)系105 . 1RVU103

2、RVU103RVU第第1組實驗組實驗第第2組實驗組實驗53RVU有什么實驗現(xiàn)象？有什么實驗現(xiàn)象？每組實驗的現(xiàn)象分別有什么不同？為什么？每組實驗的現(xiàn)象分別有什么不同？為什么？一、探究一、探究電流與電壓、電阻的關(guān)系電流與電壓、電阻的關(guān)系如果要使燈泡亮度發(fā)生如果要使燈泡亮度發(fā)生變化，有幾種辦法？變化，有幾種辦法？改變電壓（改變電池節(jié)數(shù)）改變電壓（改變電池節(jié)數(shù)）改變電阻阻值的大小改變電阻阻值的大小問題：問題：相同規(guī)格的燈泡，但在不同實驗中發(fā)光程度卻不相同規(guī)格的燈泡，但在不同實驗中發(fā)光程度卻不相同，說明相同，說明流過燈泡的電流不同流過燈泡的電流不同。那么。那么電流電流為什為什么不同，么不同，電流電流的大

3、小可能和什么的大小可能和什么因素因素有關(guān)呢？有關(guān)呢？一、探究一、探究電流與電壓、電阻的關(guān)系電流與電壓、電阻的關(guān)系1 1、電阻上的電阻上的電流電流跟兩端的跟兩端的電壓電壓有什么關(guān)系呢？有什么關(guān)系呢？ 2 2、電阻上的、電阻上的電流電流跟跟電阻的大小電阻的大小有什么關(guān)系呢？有什么關(guān)系呢？1 1、電阻一定情況下，電壓越、電阻一定情況下，電壓越大大，電流可能越，電流可能越大大。2 2、電壓一定情況下，電阻越、電壓一定情況下，電阻越大大，電流可能越，電流可能越小小。第十二章第十二章 歐姆定律歐姆定律第一節(jié)第一節(jié) 探究探究電流與電壓、電阻的關(guān)系電流與電壓、電阻的關(guān)系一、問題與猜想一、問題與猜想電路中的電流

4、與電壓、電阻有什么關(guān)系？（電路中的電流與電壓、電阻有什么關(guān)系？（兩點(diǎn)猜想兩點(diǎn)猜想）RUIURI導(dǎo)體中的導(dǎo)體中的電流電流跟跟電壓電壓、電阻電阻之間的關(guān)系之間的關(guān)系用實驗研究一個量隨兩個量變化時，要保持一個用實驗研究一個量隨兩個量變化時，要保持一個量不變，研究另外兩個量之間的關(guān)系，這是研究量不變，研究另外兩個量之間的關(guān)系，這是研究物理問題的一種有用的方法。物理問題的一種有用的方法。一、探究一、探究電流與電壓、電阻的關(guān)系電流與電壓、電阻的關(guān)系探究一：探究一：電阻（電阻（R）一定時，研究電流（）一定時，研究電流（I）與電壓（）與電壓（U）的關(guān)系。）的關(guān)系。1.實驗：保持實驗：保持_不變，研究不變，研究

5、_和和_的關(guān)系的關(guān)系電阻電阻電流電流電壓電壓2、實驗要測量哪些物理量？實驗中應(yīng)選擇哪些器材？、實驗要測量哪些物理量？實驗中應(yīng)選擇哪些器材？電路圖怎樣設(shè)計？電路圖怎樣設(shè)計？一、探究一、探究電流與電壓、電阻的關(guān)系電流與電壓、電阻的關(guān)系定量：電阻（定量：電阻（R）；）； 變量：電流（變量：電流（I）、電壓（）、電壓（U）VARR探究一：電阻（探究一：電阻（R R）一定時，研究電流（）一定時，研究電流（I I）與電壓（）與電壓（U U）的關(guān)系。）的關(guān)系。電路圖電路圖實物圖實物圖1.連接電路時開關(guān)應(yīng)連接電路時開關(guān)應(yīng)。2.閉合開關(guān)前，滑動閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)移變阻器的滑片應(yīng)移到到_位置。位置。注

6、意事項：注意事項： 斷開斷開 電阻最大電阻最大 研究電流和電壓的關(guān)系中研究電流和電壓的關(guān)系中滑動變阻器的作用：滑動變阻器的作用：改變改變電阻電阻R兩端電壓。兩端電壓。R探究一：電阻（探究一：電阻（R R）一定時，研究電流（）一定時，研究電流（I I）與電壓（）與電壓（U U）的關(guān)系。）的關(guān)系。實驗一、電阻一定時，電流與電壓的關(guān)系實驗一、電阻一定時，電流與電壓的關(guān)系 實驗數(shù)據(jù)記錄：實驗數(shù)據(jù)記錄：探究一：電阻（探究一：電阻（R R）一定時，研究電流（）一定時，研究電流（I I）與電壓（）與電壓（U U）的關(guān)系。）的關(guān)系。實驗實驗次序次序電阻電阻R=5電壓電壓/伏伏電流電流/安安(1)(2)(3)1

7、1.52實驗實驗次序次序電阻電阻R=10電壓電壓/伏伏電流電流/安安(1)(2)(3)11.52實驗實驗次序次序電阻電阻R=15電壓電壓/伏伏電流電流/安安(1)(2)(3)11.52分析比較上面的實驗數(shù)據(jù)，你還能得到分析比較上面的實驗數(shù)據(jù)，你還能得到什么結(jié)論？什么結(jié)論？導(dǎo)體的導(dǎo)體的電阻電阻不變時，通過導(dǎo)體不變時，通過導(dǎo)體的的電流電流和它和它兩端兩端的電壓成的電壓成正比正比。導(dǎo)體電阻導(dǎo)體電阻一定情況下，電壓越一定情況下，電壓越大大，電流越，電流越大大。在電阻一定的情況下，導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)在電阻一定的情況下，導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成體兩端的電壓成正比正比關(guān)系。關(guān)系。結(jié)論結(jié)論1：對這

8、一關(guān)系的理解，應(yīng)注意：對這一關(guān)系的理解，應(yīng)注意：（1）這里的導(dǎo)體中的電流和導(dǎo)體兩端的電壓是針對）這里的導(dǎo)體中的電流和導(dǎo)體兩端的電壓是針對同一導(dǎo)體而言的，不能說一個導(dǎo)體中的電流跟另一個同一導(dǎo)體而言的，不能說一個導(dǎo)體中的電流跟另一個導(dǎo)體兩端的電壓成正比。導(dǎo)體兩端的電壓成正比。（2）不能反過來說，電阻一定時，電壓跟電流成正不能反過來說，電阻一定時，電壓跟電流成正比。比。這里存在一個因果關(guān)系，電壓是因，電流是果，這里存在一個因果關(guān)系，電壓是因，電流是果，因為導(dǎo)體兩端有了電壓，導(dǎo)體中才有電流，不是因為因為導(dǎo)體兩端有了電壓，導(dǎo)體中才有電流，不是因為導(dǎo)體中先有了電流才加了電壓，因果關(guān)系不能顛倒。導(dǎo)體中先有了

9、電流才加了電壓，因果關(guān)系不能顛倒。探究二：探究二：電壓（電壓（U）一定時，研究電流（）一定時，研究電流（I）與電阻（）與電阻（R）的關(guān)系。）的關(guān)系。1.實驗：保持實驗：保持_不變，研究不變，研究_和和_的關(guān)系的關(guān)系電壓電壓電阻電阻電流電流2、怎樣改變電阻的大?。?、怎樣改變電阻的大??？更換定值電阻后，怎樣保持電壓不變？更換定值電阻后，怎樣保持電壓不變？一、探究一、探究電流與電壓、電阻的關(guān)系電流與電壓、電阻的關(guān)系定量：電壓（定量：電壓（U）；）； 變量：電流（變量：電流（I）、電阻（）、電阻（R）研究電流和電阻的關(guān)系中研究電流和電阻的關(guān)系中滑動變阻器的作用：滑動變阻器的作用：使使電阻電阻R兩端電壓

10、兩端電壓保持不變保持不變電路圖電路圖實物圖實物圖R探究一：電阻（探究一：電阻（R R）一定時，研究電流（）一定時，研究電流（I I）與電壓（）與電壓（U U）的關(guān)系。）的關(guān)系。實驗一、電壓一定時，電流與電阻的關(guān)系實驗一、電壓一定時，電流與電阻的關(guān)系 實驗數(shù)據(jù)記錄：實驗數(shù)據(jù)記錄：探究一：電壓（探究一：電壓（U U）一定時，研究電流（）一定時，研究電流（I I）與電阻（）與電阻（R R）的關(guān)系。）的關(guān)系。實驗實驗次序次序電壓電壓U=1V電阻電阻/歐歐電流電流/安安(1)(2)(3)51015實驗實驗次序次序電壓電壓U=2V電阻電阻/歐歐電流電流/安安(1)(2)(3)51015實驗實驗次序次序電壓

11、電壓U=3V電阻電阻/歐歐電流電流/安安(1)(2)(3)51015分析比較上面的實驗數(shù)據(jù)，你還能得到分析比較上面的實驗數(shù)據(jù)，你還能得到什么結(jié)論？什么結(jié)論？導(dǎo)體兩端的導(dǎo)體兩端的電壓電壓不變時，通過導(dǎo)不變時，通過導(dǎo)體的體的電流電流和它的和它的電阻電阻成成反比反比。導(dǎo)體兩端導(dǎo)體兩端電壓電壓一定情況下，電壓越一定情況下，電壓越大大，電流，電流越越大大。結(jié)論結(jié)論2：在電壓不變的情況下，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的在電壓不變的情況下，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成電阻成反比反比關(guān)系。關(guān)系。對這一關(guān)系的理解要注意：對這一關(guān)系的理解要注意：（1）電流和電阻也是針對同一導(dǎo)體而言，誰的電阻）電流和電阻也是針對同一導(dǎo)體而言，

12、誰的電阻就影響誰的電流，不能說一個導(dǎo)體的電流與另一個就影響誰的電流，不能說一個導(dǎo)體的電流與另一個導(dǎo)體的電阻成反比。導(dǎo)體的電阻成反比。（2）同樣不能說導(dǎo)體的電阻與通過它的電流成反比。）同樣不能說導(dǎo)體的電阻與通過它的電流成反比。因為，因為，電阻是導(dǎo)體本身的一個性質(zhì)，它的大小由導(dǎo)電阻是導(dǎo)體本身的一個性質(zhì)，它的大小由導(dǎo)體本身來決定，與導(dǎo)體中通過的電流無關(guān)。體本身來決定，與導(dǎo)體中通過的電流無關(guān)。上述關(guān)系都有必不可少的條件，上述關(guān)系都有必不可少的條件，電阻一定或電壓一定電阻一定或電壓一定，這一點(diǎn)是不能忽略的。這一點(diǎn)是不能忽略的。結(jié)論結(jié)論1：在電阻一定的情況下，導(dǎo)體中的在電阻一定的情況下，導(dǎo)體中的電電流流跟

13、跟這段這段導(dǎo)體兩端的導(dǎo)體兩端的電壓電壓成成正比正比。結(jié)論結(jié)論2 2：在電壓不變的情況下，導(dǎo)體中的在電壓不變的情況下，導(dǎo)體中的電電流流跟導(dǎo)體的跟導(dǎo)體的電阻電阻成成反比反比。一、探究一、探究電流與電壓、電阻的關(guān)系電流與電壓、電阻的關(guān)系1、在研究電流與電壓、電阻關(guān)系時，分別利用控制變、在研究電流與電壓、電阻關(guān)系時，分別利用控制變量法控制了哪些物理量？量法控制了哪些物理量？2、實驗中，滑動變阻器的作用是什么？、實驗中，滑動變阻器的作用是什么？（1）。（2）在研究電流與電壓關(guān)系時，改變電阻中電流和兩端電壓。）在研究電流與電壓關(guān)系時，改變電阻中電流和兩端電壓。（3）在研究電流與電阻關(guān)系時，保持電阻兩端的電

14、壓不變。）在研究電流與電阻關(guān)系時，保持電阻兩端的電壓不變。（2）。（1）保護(hù)電路。）保護(hù)電路。注意注意（1）I、U、R三者必須是同一電路或同一狀態(tài)三者必須是同一電路或同一狀態(tài)下的三個對應(yīng)的量。下的三個對應(yīng)的量。（2）只有當(dāng)）只有當(dāng)R不變時，不變時，I與與U成正比才成立；只成正比才成立；只有當(dāng)有當(dāng)U不變時，不變時， I與與R成反比才成立。成反比才成立。（3） I、U、R三者單位必須是同一單位制的單三者單位必須是同一單位制的單位。即分別是：安（位。即分別是：安（A）、伏（）、伏（V）、歐（）、歐（）1、研究電流跟電壓、電阻的關(guān)、研究電流跟電壓、電阻的關(guān)系，用右圖電路，實驗時，分系，用右圖電路，實驗

15、時，分保持電阻不變和保持電壓不變保持電阻不變和保持電壓不變兩步進(jìn)行，在保持電阻不變這兩步進(jìn)行，在保持電阻不變這一步中實驗要求一步中實驗要求： （ ） A、保持滑動變阻器、保持滑動變阻器 R的滑片的滑片位置不變位置不變VAR RD、保持電阻、保持電阻 R 兩端的電壓不變兩端的電壓不變B、保持電阻的電阻值不變，調(diào)節(jié)、保持電阻的電阻值不變，調(diào)節(jié)R的滑片到不的滑片到不同的適當(dāng)位置同的適當(dāng)位置C、保持電路中的電流不變。、保持電路中的電流不變。BA、換用不同電壓的電源，調(diào)節(jié)、換用不同電壓的電源，調(diào)節(jié)R的滑片，保持的滑片，保持R上的電壓不變上的電壓不變 B、改變電阻、改變電阻R電阻的大小，調(diào)節(jié)電阻的大小，調(diào)

16、節(jié)R的滑片，保持的滑片，保持R兩端的電壓不變兩端的電壓不變C、調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)R的滑片到適當(dāng)位置，使的滑片到適當(dāng)位置，使R兩端電壓保持兩端電壓保持不變不變 D、調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)R的滑片到適當(dāng)位置，使的滑片到適當(dāng)位置，使R兩端的電壓不兩端的電壓不變變B1、某同學(xué)在做研究電流跟電壓、電阻關(guān)系的實驗時，得到下表、某同學(xué)在做研究電流跟電壓、電阻關(guān)系的實驗時，得到下表兩組數(shù)據(jù)兩組數(shù)據(jù)電阻電阻電壓電壓電流電流 10 2V0.2A 4V0.4A 6V0.6A電壓電壓電阻電阻電流電流 6V5 1.2A10 0.6A15 0.3A1）分析左表數(shù)據(jù)，可得結(jié)論）分析左表數(shù)據(jù)，可得結(jié)論 . .2）分析右表數(shù)據(jù)，可得結(jié)論）分析右表

17、數(shù)據(jù)，可得結(jié)論 . .3）綜合以上結(jié)論，可得結(jié)論）綜合以上結(jié)論，可得結(jié)論 . . 在電阻一定的情況下，在電阻一定的情況下，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比在電壓不變的情況下，在電壓不變的情況下，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比導(dǎo)體中的電流，導(dǎo)體中的電流，跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比跟導(dǎo)體的電阻成反比總總結(jié)結(jié)結(jié)結(jié)論論電流與電壓、電阻的關(guān)系：一、保持電阻不變時，電流與電壓成正比。二、保持電壓不變時，電流與電阻成反比。思考與拓展：如何用圖像法來描述這個規(guī)律，請同如何用圖像法來描述這個規(guī)律，請同學(xué)們畫圖

18、描述出來。學(xué)們畫圖描述出來。歐歐姆姆定定律律歐姆定律：一段導(dǎo)體中的電流，歐姆定律：一段導(dǎo)體中的電流，跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。歐姆定律的公式形式：I =U_R注意：2.公式中各物理量的公式中各物理量的對應(yīng)性對應(yīng)性1.公式中單位的公式中單位的統(tǒng)一性統(tǒng)一性3.公式的公式的擴(kuò)展性擴(kuò)展性1A =1V_ 歐姆（歐姆（G.S.Ohm,17871854G.S.Ohm,17871854）是德國物理學(xué)家。）是德國物理學(xué)家。他在物理學(xué)中的主要貢獻(xiàn)是發(fā)現(xiàn)了后來以他的名字他在物理學(xué)中的主要貢獻(xiàn)是發(fā)現(xiàn)了后來以他的名字命名的歐姆定律。歐姆的研究

19、，主要是在命名的歐姆定律。歐姆的研究，主要是在1817182718171827年擔(dān)任中學(xué)物理教師期間進(jìn)行的?，F(xiàn)在我們看到歐年擔(dān)任中學(xué)物理教師期間進(jìn)行的?，F(xiàn)在我們看到歐姆定律的公式那么簡單，卻不要忘記歐姆當(dāng)時為了姆定律的公式那么簡單，卻不要忘記歐姆當(dāng)時為了解決這一難題，付出了艱辛的勞動，當(dāng)時的實驗條件很差，那些測量解決這一難題，付出了艱辛的勞動，當(dāng)時的實驗條件很差，那些測量電流的儀器和電阻值不同的導(dǎo)體，都要自己設(shè)計制造。他能夠完成這電流的儀器和電阻值不同的導(dǎo)體，都要自己設(shè)計制造。他能夠完成這些精細(xì)的制作和精確的實驗，主要得益于強(qiáng)烈的好奇心、執(zhí)著的探究些精細(xì)的制作和精確的實驗，主要得益于強(qiáng)烈的好奇心、執(zhí)著的探究精神。精神。公式的對應(yīng)性歐歐姆姆定定律律U 、R、I必須對應(yīng)的是同一段電路（同一個元件）同一狀態(tài)的電壓、電阻、電流。例如：RUIR燈U燈燈I燈歐歐姆姆定定律律 公式的擴(kuò)展性I=_RU U=IR主要用于已知電壓和主要用于已知電壓和電流求電阻電流求電阻._R =IU主要用于已知