科学探究欧姆定律-“黄冈杯”一等奖

第十五章探究电路第二节科学探究欧姆定律物理量物理意义符号国际单位测量工具电流电荷定向移动IA电流表电压使电荷移动形成电流的原因UV电压表电阻导体对电流的阻碍作用RΩ温故怎样才能使灯泡发光程度变暗呢?探究活动:方案１：减少一节电池：方案２：串联上一个电阻：

电压是形成电流的原因，我觉得导体中电流与其两端电压应该有关电阻是导体对电流阻碍作用的大小，所以我觉得电流与导体电阻有关猜想议一议如何探究电流与电压和电阻的关系？RUIURI导体中的电流跟电压、电阻之间的关系常用方法：先使其中的一个量（如电阻）保持不变，研究其余两个量（电流和电压）间的关系；再使另外一个量（如电压）保持不变，研究剩下的两个量（电流和电阻）间的变化关系，最后就可得到三个量之间的变化关系这种方法叫控制变量法。当电路中的电压一定时，电阻越大，对电流的阻碍作用越大，电流

。当电路中的电阻一定时，电压越大，对电流的推动作用越大，电流

。越大越小猜想2猜想1实验探究电流的大小与哪些因素有关１、设计电路（1）本实验研究对象是什么？（2）如何测AB段导体两端的电压和通过的电流，要组成完整的电路，还需要哪些器材？（3）在控制导体电阻不变的同时，如何改变导体两端的电压？（4）你认为哪个方案更好？并画出电路图实验一：探究电流大小与电压的关系制定计划与设计实验电源定值电阻开关电压表滑动变阻器电流表设计实验与制定计划电压、电阻都能影响电流的大小，所以应用控制变量法来探究电流的大小分别与电压、电阻的关系。电源实验器材sRAV设计电路设计电路图AVRR'S开关控制整个电路，电流表测量电路中电流，电压表测量定值电阻两端的电压，滑动变阻器调节电路中电流和定值电阻两端的电压。V保持____不变，研究I随的变化关系ARR=10ΩIU滑动变阻器的作用:1.保护电路；2.改变导体两端的电压，以便多测几组数据，归纳普遍结论。注意U（1）根据电路图连接实物图进行实验与收集数据连接实物图1.连接电路时开关应断开；2.闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大的位置。注意：表一：保持电阻不变时，研究电流随电压的变化保持定值电阻5Ω不变，移动滑动变阻器，调节定值电阻两端的电压，观察电流表示数，记录表中。进行实验

实验序号

电压U/V

电流I/A10.521.0

31.5

0.30.20.1换用不同规格的电阻重做上述实验。

实验1:保持电阻R不变，研究电流与电压的关系具体操作如下：（1）按图连好电路（2）移动滑动变阻器的滑片，改变电阻R两端的电压（3）记录每次电流表和电压表的示数思考：这次实验中滑动变阻器的作用是什么？改变电阻R两端的电压，以便进行多次实验进行实验与收集数据分析比较上面的实验数据，你能得到什么结论？

导体的电阻不变时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。实验次序电阻R=5Ω电压U/V电流I/A110.2220.4330.6实验数据记录10Ω电压U/V1.02.03.04.05.06.0电流I/A0.60.50.40.30.20.1电阻R自变量因变量控制变量根据测量的数据画出I-U图oIU0.51.01.50.10.20.3......结论：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。在I/U图像中画出来0U/VI/A由图像也可以看出：在电阻不变时，电流与电压成正比AB如图：试比较导体A、B的电阻大小在电压一定时比电流，电流大的电阻小

A的电阻小于B的电阻IAIB

实验2：保持电阻R两端的电压不变，研究电流和电阻的关系具体操作如下：（1）换用不同的定值电阻R（2）每次调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数保持不变（或:使电阻R两端的电压保持不变）（3）记录每次的电阻值和电流表的示数思考：这次实验中滑动变阻器的作用是什么？使电阻R两端的电压保持不变实验数据记录

实验次序电压U=2V电阻R/Ω电流I/A150.42100.23200.1分析比较上面的实验数据，你能得到什么结论？

导体两端的电压不变时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。表二：保持电压不变时，研究电流随电阻的变化进行实验

实验序号

电阻R/Ω

电流I/A15210

315

0.20.30.6换用不同规格的电阻重做上述实验。电压U5V电阻R/Ω5.010.015.020.025.030.0电流I/A0.170.20.250.330.51自变量因变量控制变量分析数据归纳结论当导体的电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。分析数据、作出图像当导体的电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。结论1:在电阻一定的情况下，导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。结论2:在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。RUI并在1827年将研究结果总结为：电流与电压、电阻的定量关系欧姆研究了同一段电路上电流与电压、电阻三者在数量上具体的关系。一段导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比----欧姆定律。数学表达式：U：电压，单位：伏特，VR：电阻，单位：欧姆，ΩI：电流，单位：安培，AI=___RU欧姆定律1.内容：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。这个规律叫欧姆定律。2.公式：IRU＝3.变换公式：U=IRR=IUR（Ω）单位：I（A）U（V）RUIUIR公式：IRU＝变形公式：U=IRR=IUR（Ω）单位：I（A）U（V）运用公式注意：（1）公式中三个量的单位要统一（2）公式中的三个量应对应于同一段电路或同一段导体，即要有“同一性”（3）公式中的三个量还要有同时性

1V1A=1Ω注意：3.公式中的三个物理量具有同一性，即必须是同一段电路上的电流、电压和电阻。4.三个物理量单位之间的关系：2.欧姆定律既适用于部分电路，也适用于整条电路。UIRUIR5.的意义R=UI1.欧姆定律阐述了电流与电压、电阻的关系；R=U/I跟I=U/R相似，那能否认为电阻跟电压成正比，跟电流成反比？I=U/RU=IRR=U/I想一想

开动脑筋想一想！1.有人根据公式跟公式和在形式上相似，说“电阻R跟电压成正比，跟电流成反比。”你认为这种说法对吗？为什么？答：不对。因为电阻是导体本身的一种属性，它只跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关，跟电流、电压无关。R=IUIRU=

导体的电阻是导体本身固有的一种性质，导体电阻的大小是由导体的长度、横截面积和材料决定的，当电阻两端电压改变时，通过它的电流也成正比例改变，而电压与电流比值（即电阻）不变，是一个定值（可以看出电阻的大小等于电压与电流的比值），故电阻跟电压、电流无关，不存在正、反比的关系。所以R=U／I，只能用来计算电阻的大小，而不能用作电阻的定义式。探究点拨评估在实验探究的整个过程中，都应该对实验过程、结果的反思与评估。分析过程是否科学合理、简便易行、分析最终结果与开始的假设有什么差异，实验设计是否合理，有什么需要吸收的教训，如何改进实验方案等。在探究电流的大小与哪些因素有关时，应注重对实验设计和数据采集进行反思，分析数据的可靠性，并思考得出的结论是否合理。计算：欧姆定律的应用例题1一只电灯泡正常工作时的灯丝电阻是242欧，如果电灯线路的电压是220伏，求灯丝中通过的电流。解：已知R＝242欧，U＝220伏，

I＝U/R＝220伏/242欧＝0.9安答：电流是0.9安。例题2

一个电热水器工作时电热丝的电阻是22欧，通过的电流是10安，求电热水器工作时两端的电压。解：已知R＝22欧，I＝10安因为I＝U/R，所以

U＝IR＝