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第二节 科学探究：欧姆定律
课时1 探究电流与电压、电阻的关系
1. 通过实验探究电流跟电压、电阻的关系，体验科学探究的全过程.
2. 通过实验探究，进一步熟悉科学探究中常用的一种方法——控制
变量法.
3. 尝试采用图象法分析实验数据.
学习目标
我们知道，导体有电阻，在导体的两端加上电压，就会在导体中产生电流. 那么，电流的大小与哪些因素有关呢
新课引入
1. 电压是产生电流的原因，那么若升高电压，电流是否也增大
猜想与假设
新知学习
2. 电阻对电流有阻碍作用，那么若增大导体的电阻，通过导体的电流
是否会减小？
实 验 1
探究电流与电压的关系
1. 设计实验与制订计划
因变量：
自变量：
控制变量：
电流 I
导体R两端的电压U
导体电阻R
A
V
S
R
改变电源电压
如何改变
电路设计1
A
V
S
R
如何改变
A
V
S
R
R'
A
V
S
R
Rp
串联一个
定值电阻
为了不来回更换定值电阻R，该如何优化电路？
思考
串联一个滑动变阻器
电路设计2
因变量：
自变量：
怎样改变：
控制变量：
怎样控制：
怎样测量：
怎样测量：
电流 I
使用电流表
导体R两端的电压U
导体电阻R
调节滑动变阻器
使用电压表
选用同一电阻
探究方案
若干定值电阻或电阻箱
实验器材
A
V
S
R
Rp
实验原理图
连接实物图
电阻R/Ω 电压U/V
电流I/A
控制变量
自变量
因变量
A
V
S
R
Rp
表格设计
如何设计表格？表格内容要包含哪些？
思考
(1)按电路图连接电路(连接电路要注意：连接电路前
开关要断开，并将滑动变阻器滑片滑到阻值最大处，
电流表和电压表要选择合适的量程及正负接线柱正确
连接)；
(2)闭合开关，不改变定值电阻的阻值，多次移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数发生变化(如分别为1 V、1.5 V、2 V、2.5 V、3 V)，并依次记下对应电流表的示数，将数据记录在表格中.
2. 进行实验与收集证据
A
V
S
R
Rp
实验步骤
探究电流与电压的关系
电阻R/Ω 5 电压U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流I/A
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
点击播放视频
数据记录
3. 分析与论证
电阻R/Ω 5 电压U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流I/A
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
(1)分析表格数据初步可得：
在电阻一定时，电流与电压存在怎样的定量关系？
思考
在电阻一定时，电流随电压的增大而增大.
处理方法：电压与电流的比值相等；
保持电阻不变时，电流跟电压成正比关系.
得出结论：
I/A
U/V
0
2.5
0.1
0.3
0.5
0.6
0.4
0.2
0.7
0.8
1.5
2.0
3.0
1.0
0.9
绘制图像
0.5
保持电阻不变时，电流跟电压成正比关系.
得出结论：
(2)图像法分析数据——更直观地看出两个物理量之间的变化关系
图像是一条过原点的直线.
分析：
下面的结论正确吗？
(1)通过导体的电流与导体两端的电压成正比.
(2)电阻一定时，导体两端的电压与导体中的电流成正比.
—— 漏掉了结论的前提条件
——弄错了结论的因果关系
思考与讨论
本实验中多次实验的目的：
寻找普遍规律
本实验中滑动变阻器的作用是什么？
(1)保护电路；
(2)改变导体两端的电压，多次实验获取多组数据.
(1)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.
(2)分析实验结论与开始的假设有什么差异.
(3)分析产生实验误差的原因.
(4)探讨改进实验的措施.
4. 评估
实 验 2
探究电流与电阻的关系
1. 设计实验与制定计划
因变量：
自变量：
控制变量：
电流 I
导体电阻R
导体R两端的电压U
A
V
S
R
如何改变
更换定值电阻
如何控制
A
V
S
R
Rp
调节滑动变阻器
电路设计
因变量：
自变量：
怎样改变：
控制变量：
怎样控制：
怎样测量：
怎样测量：
电流 I
使用电流表
导体电阻R
导体R两端的电压U
更换电阻
已知电阻值
调节滑动变阻器
怎样测量：
使用电压表
探究方案
若干定值电阻或电阻箱
实验器材
A
V
S
R
Rp
实验原理图
连接实物图
电压U/V 电阻R/Ω
电流I/A
控制变量
自变量
因变量
A
V
S
R
Rp
表格设计
如何设计表格？表格内容要包含哪些？
思考
(1)按电路图连接电路；
(2)记下定值电阻阻值(如：30 Ω)，闭合开关，移动滑
动变阻器的滑片，使电压表的示数为某一值(如：3 V)，
记下电流表的示数，把数据记录在表格中；
(3)多次更换定值电阻，记下其阻值(如：依次为15 Ω、10 Ω、6 Ω、5 Ω)，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数保持不变(仍为3 V)，分别记下对应电流表的示数，将数据记录在表格中.
A
V
S
R
Rp
2. 进行实验与收集证据
实验步骤
电压U/V 3 电阻R/Ω 30 15 10 6 5
电流I/A
0.1 0.2 0.3 0.5 0.6
探究电流与电阻的关系
点击播放视频
数据记录
为了方便操作，可用电阻箱代替定值电阻进行实验
3. 分析与论证
(1)分析表格数据初步可得：
在电压一定时，电流与电阻存在怎样的定量关系？
思考
在电压一定时，电流随电阻的增大而减小.
处理方法：电压与电阻的乘积相等；
保持电压不变时，电流跟电阻成反比关系.
得出结论：
电压U/V 3 电阻R/Ω 30 15 10 6 5
电流I/A
0.1 0.2 0.3 0.5 0.6
绘制图像
I/A
R/Ω
0
25
0.1
0.3
0.5
0.6
0.4
0.2
0.7
0.8
15
20
30
10
0.9
5
(2)图像法分析数据
I/A
0.1
0.3
0.5
0.6
0.4
0.2
0.7
0.8
0.9
0.20
0.12
0.16
0.24
0.08
0.04
R
1
/Ω
注：I-R图像不能直观看出I与R的关系，可对数据进行处理，绘制I- 图像.
R
1
保持电压不变时，电流跟电阻成反比关系.
得出结论：
在探究“电流与电阻关系”的实验时，定值电阻为5 Ω、10 Ω、20 Ω的实验都顺利进行了，当换上25 Ω的电阻时，却发现无论怎么移动滑片，电压表的示数始终高于设定值2 V，你知道是为什么吗？应该如何改进呢？
在这个实验中滑动变阻器的调节技巧：“换大调大，换小调小”，当换上较大阻值的定值电阻时，电压表示数始终高于设定值2 V，说明滑动变阻器的最大阻值太小，不能满足实验的需求.
可以适当降低所设定的定值电阻两端的电压；或者结合串联分压原理在电路中串联一个阻值合适的定值电阻；或者在实验中将顺序调整为25 Ω、20 Ω、10 Ω、5 Ω(从大到小)去进行实验，就能避免出现此问题！
(1)更换电阻后，调节滑动变阻器时，眼睛要观察电压表读数，使读数与更换前保持不变；
(2)滑动变阻器的调节技巧：“换大调大，换小调小”，即当用10 Ω的电阻替换5 Ω的电阻时，滑动变阻器连入电路的阻值应变大，反之亦然.
注意事项
下面的结论正确吗？
(1)通过导体的电流与导体的电阻成反比.
(2)电压一定时，导体的电阻与导体中的电流成反比.
—— 漏掉了结论的前提条件
——电阻是导体本身的一种性质
2. 本实验中滑动变阻器的作用：
保护电路；保持导体两端的电压不变
思考与讨论
探究点拨
评 估
在实验探究的整个过程中，都应该注重对实验过程、实验结果的反思与评估.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，有什么需要吸取的教训，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.
实验名称 探究电流与电压的关系 探究电流与电阻的关系
电路图及实物图 滑动变阻器的作用 (1)保护电路 (2)改变_________________ (1)保护电路
(2)控制_________________不变
实验方法 _____________ 实验图像
实验结论 保持电阻不变时，电流跟电压成____比关系. 保持电压不变时，电流跟电阻成____比关系.
定值电阻两端电压
定值电阻两端电压
课堂小结
控制变量法
正
反
随堂练习
1. (2023哈尔滨)如图所示，探究“电流跟电压的关系”实验中，下列说法不正确的是(　　)
A. 探究电流跟电压的关系时，需要控制导体的电阻一定
B. 滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用
C. 实验的结论是电流跟电压成反比
D. 多次实验是为了得到电流跟电压之间的定量关系
C
在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比
漏掉了结论的前提条件
√
√
×
√
2. 某小组用如图所示的实验器材“探究电流与电阻的关系”，电源电压恒为4.5 V，阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω的定值电阻各一个．
(1)下列实验操作步骤最合理的排序是______(将正确选项的字母填在横线上).
①闭合开关　②将滑动变阻器的滑片调到最大阻值处　③断开开关　④连接电路
A. ④③②①　
B. ③④①②　
C. ③④②①
C
1. 连接电路时，开关断开；
2. 闭合开关前将滑动变阻
器滑片调到阻值最大处
(2)小组同学检查时发现有一根导线连接错误，请你把接错的那根导线找出来，画上“×”，并用笔画线代替导线把电路连接正确(只能改接一根导线，导线不允许交叉)
(3)正确连接电路后，用5 Ω的定值电阻做完实验后换用10 Ω的电阻继续探究，此时移动滑动变阻器滑片，观察_____表的示数，使其示数与接入5 Ω电阻时的示数相同，并记录对应另一电表的示数.
×
保持定值电阻两端的电压不变
电压
电流表：串联在被测电路中；
电压表：与被测电路并联；
滑动变阻器：一上一下
(4)接着同学们换用15 Ω、20 Ω、25 Ω的电阻完成实验，得到的实验数据如表，发现有组数据有问题，实验序号是____，原因是________________
_______________；剔除错误数据外，分析数据得出的结论是___________
_________________________________.
实验序号 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 5 10 15 20 25
电流I/A 0.6 1.5 0.2 0.15 0.12
×
当电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比
2
电流表按“0~3 A”
量程进行读数了
除第2组，其余数据中定值电阻阻值与通过其电流的乘积均相等
(5)依据表中正确数据，小组各成员作出了以下图像，其中正确的是_____
(填序号).
实验序号 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 5 10 15 20 25
电流I/A 0.6 1.5 0.2 0.15 0.12
AB
在电压一定时，通过导体的电流与其电阻成正比

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