资源简介

3.4 欧姆定律及其应用（第1课时） 学案
——探究电流与电压、电阻的关系
班级：________ 姓名：________ 日期：________
一、学习目标
1. 掌握控制变量法在探究多变量关系中的运用——「一变一控」。
2. 通过实验探究→得出：电阻不变时→电流与电压成正比。
3. 通过实验探究→得出：电压不变时→电流与电阻成反比。
4. 正确表述因果关系→区分「原因」与「结果」。
二、课前预习
（一）三大物理量回顾
1. 电流（I）：表示____定向移动的快慢→单位____（A）。____________________________
2. 电压（U）：是使电荷定向移动形成电流的____→单位____（V）。____________________________
3. 电阻（R）：表示导体对电流的____作用→由导体的____、____、____和____决定→单位____（Ω）。____________________________
（二）控制变量法
4. 要研究电流I与电压U的关系→需要控制____不变→改变____→观察____的变化。____________________________
5. 要研究电流I与电阻R的关系→需要控制____不变→改变____→观察____的变化。____________________________
6. 在「探究电流与电压关系」实验中→需要用到滑动变阻器→它的作用是____定值电阻两端的电压。__________________________________________________
7. 在「探究电流与电阻关系」实验中→更换不同阻值的定值电阻后→也要用到滑动变阻器→它的作用是____定值电阻两端的电压____（变大/变小/不变）。同一元件在不同实验中有____（相同/不同）的作用！____________________________________________________________
8. 连接电路前→开关应____（断开/闭合）；滑动变阻器的滑片应滑到____处→目的是____。
9. 在探究I-R关系实验中→每次更换不同阻值的定值电阻之前→开关一定要____（断开/闭合）。
我的疑问
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
三、课堂探究
探究一：电流与电压的关系（控制R不变）
图1 实验电路→R(5Ω)+滑动变阻器+电压表(R两端)+电流表
1. 实验设计：控制的变量是____（填R或U）→变的量是____→观察的量是____。
2. 实验电路图（在框中画出）：
__________________________________________________
3. 实验数据记录与分析（R=5Ω）：
实验序号 电压U/V 电流I/A U/I
4. 分析→你的发现：
①当U从1V→2V→3V时→I从____→____→____A→说明U增大→I____（增大/减小/不变）。____________________________
②计算U/I的比值→三次均为____（大约值）→与所用定值电阻R=____Ω____（相等/不相等）。____________________________
结论：在____不变时→通过导体的____与它两端的____成____比。____________________________
探究二：电流与电阻的关系（控制U不变）
图2 实验电路→更换R(5/10/15Ω)+调滑动变阻器保持U=2V
1. 实验设计：控制的变量是____（填R或U）→变的量是____→观察的量是____。
2. 实验数据记录与分析（U=2V）：
实验序号 电阻R/Ω 电流I/A I×R
3. 分析→你的发现：
①当R从5Ω→10Ω→15Ω时→I从____→____→____A→说明R增大→I____（增大/减小）。____________________________
②计算I×R的值→三次均≈____→与控制的电压U=____V____（相等/不相等）。____________________________
结论：在____不变时→通过导体的____与____成____比。____________________________
探究三：因果表述辨析——对还是错？
判断下列说法是否正确→在括号内打√或×并说明理由：
（ ）①电阻一定时→电流与电压成正比。理由：____。____________________________________________________________
（ ）②电阻一定时→电压与电流成正比。理由：____。____________________________________________________________
（ ）③电压是原因→电流是结果→所以只能电流随电压变化→不能颠倒。理由：____。____________________________________________________________
（ ）④导体电阻与通过它的电流成反比。理由：____。____________________________________________________________
（ ）⑤电阻是导体本身的一种性质→由长度/横截面积/材料/温度决定→与电流/电压无关。理由：____。____________________________________________________________
四、例题学习
例题1
图3 为改变R两端电压设计了三种方案→哪些可行？
为改变定值电阻R两端电压→设计三种方案→甲→多节干电池串联；乙→电池+滑动变阻器串联；丙→电池+不同定值电阻R'串联。可行的方案是（ ）
A.仅有甲 B.仅有乙 C.仅有甲、乙两种 D.甲、乙、丙都可行
答案：____。解析：甲方案通过改变____电压来改变R两端电压；乙方案通过____调节来分压；丙方案通过不同____→改变串联分压→也可以改变R两端电压。三种方案均可行。______________________________________________________________________
例题2
图4 闭合开关→电流表示数为零→电压表有明显偏转→故障是什么？
闭合开关后发现电流表示数为零→电压表有明显偏转→则电路故障是____处开路。
答案：____。推理：电流表为零→电路____；电压表有示数→电压表与____连通→故障在电压表所并联的元件→即____开路。______________________________________________________________________
例题3
探究I-R关系→先将5Ω定值电阻接入→移动滑片使电压表示数为1.5V→记录电流值。取下5Ω电阻→分别接入10Ω/15Ω电阻→每次均应移动滑片使电压表示数为____V→对应的电流值变小→结论为：电压一定时→电流与电阻成____。
答案：____V和____。解析：控制变量法要求保持____不变→所以每次都应调到同一电压值____V。R变大→I____→成反比。____________________________________________________________
五、课堂练习
A组 基础巩固
1. 在探究电流与电压关系的实验中→必须保持不变的量是（ ）
A.电压 B.电流 C.电阻 D.电源
____________________________
2. 根据实验数据→R=5Ω不变时→U=2V时I=0.4A→当U变为4V时→I约为（ ）
A.0.2A B.0.4A C.0.8A D.1.6A
____________________________
3. 在探究电流与电阻关系实验中→U保持2V不变→R=5Ω时I=0.4A→换R=10Ω后（假设未调滑变）→电压表示数变化为（ ）
A.不变 B.小于2V C.大于2V D.无法判断
提示：换大电阻→串联分压→R两端电压变大→需要调滑变使其回到2V。答案：____。____________________________
4. 下列关于电流与电压关系的说法→正确的是（ ）
A.电压与电流成正比 B.电流与电压成正比 C.电阻大的导体电流一定小 D.以上都不对
____________________________
5. 连接实验电路前→滑动变阻器的滑片应处于（ ）
A.最大阻值处 B.最小阻值处 C.中间位置 D.任意位置
____________________________
B组 能力提高
6. 小华将5Ω电阻接入电路→调滑变使电压为2V→记下I=0.4A。换10Ω电阻后→未调滑变即闭合开关→此时电压表示数____2V（填>、<或=）→电流表示数____（变大/变小/不变）。为了继续实验→应____（填操作名称）→使电压表示数回到2V。
____________________________
7. 某导体两端电压为3V时→通过电流为0.3A→则U/I=____。当电压增大到6V时→通过电流变为____A→U/I=____。比较两次U/I的值→可得结论：导体电阻____时→U/I的值____→即____与____成____比。
____________________________
六、课堂小结
实验方法：____法——研究多变量时→每次只改变____个变量→控制其他变量不变。____________________________
结论一：____不变时→电流与____成正比（U/I=____=____）。____________________________
结论二：____不变时→电流与____成反比（I×R=____=____）。____________________________
滑动变阻器角色：实验一中→____电压；实验二中→____电压。____________________________
红线表述：①不能说「____与电流成正比」（因果倒置）；②不能说「电阻与电流成反比」（电阻是____性质→与电流无关）。____________________________
七、课后作业
1. 设计实验：如果给你一个未知阻值的定值电阻（大约在10Ω左右）→不拆电路→只用电压表和电流表（以及滑动变阻器）→你能测出它的阻值吗？写出实验步骤和计算式。
______________________________________________________________________
2. 某同学在探究I-R关系时→忘了在换电阻时断开开关→结果发现每次换电阻后电压表示数都不一样→数据混乱。请解释：为什么换电阻后电压表示数会变化？（提示：串联分压→R改变→总电阻改变→分压比例改变。）
______________________________________________________________________
3. 探索题：如果不用滑动变阻器→只用电池和不同阻值的定值电阻→能否探究I-U关系？如果能→请设计方案；如果不能→请说明原因。
______________________________________________________________________
4. 挑战题：已知U=2V不变→R=5Ω时I=0.4A。如果换成R=20Ω→调滑变使U仍=2V→则电流理论值为____A。如果只换电阻不调滑变→R变为20Ω时→R两端实际电压约为____V（估算→设滑变原来接入部分=5Ω）。
参考答案
（先独立完成再核对答案。）
二、课前预习 答案
1. 电荷/安培。
2. 原因/伏特。
3. 阻碍/长度/横截面积/材料/温度/欧姆。
4. 电阻R/电压U/电流I。
5. 电压U/电阻R/电流I。
6. 改变。
7. 保持/不变/不同。
8. 断开/最大阻值/保护电路。
9. 断开。
三、课堂探究 答案
探究一：R/U/I。数据：0.2→0.4→0.6A/增大。U/I=5≈R=5Ω/相等。结论：电阻/电流/电压/正比。
探究二：U/R/I。数据：0.4→0.2→0.13A/减小。I×R≈2≈U=2V/相等。结论：电压/电流/电阻/反比。
探究三：①√→电阻不变→电压越大电流越大→成正比例。②×→因果颠倒→电压是原因→电流是结果→只能说电流与电压成正比。③√→正确。④×→电阻是导体自身性质→不由电流决定→不能说「电阻与电流成反比」。⑤√→正确。
四、例题 答案
例1：D/电源/滑动变阻器/R'。
例2：定值电阻R/断路/电源/定值电阻R。
例3：1.5/反比/电压/1.5/减小。
五、课堂练习 答案
A组：1.C。2.C（U翻倍→I翻倍→0.4×2=0.8A）。3.C（>2V→因为R增大→串联分压→R分得更多电压→需调滑变减小R两端电压回2V）。4.B。5.A。
B组：6. > / 变小 / 调滑变（向阻值增大方向移动→减小电路中电流→减小R两端电压回到2V）。7. 10Ω（3V/0.3A=10Ω）/ 0.6A（6V/10Ω=0.6A）/ 10Ω → 不变/不变/电流/电压/正比。
七、课后作业 提示
1. 方案：将未知电阻R接入电路→用电压表测其两端电压U→电流表测电流I→计算R=U/I。滑动变阻器用于保护电路→测三组数据取平均值减小误差。这就是「伏安法测电阻」→下节课会讲到。
2. 更换电阻后→总电阻R总=R+滑动变阻器接入部分→R增大→串联分压比例改变→R占的分压比例增大→所以电压表示数变大。需要调滑变→使R两端电压回到设定值。
3. 可以→用甲方案（多节干电池串联）→通过改变电源电压来改变R两端电压。但缺点：电压不连续可调→只能取几档。滑动变阻器方案（乙）更灵活连续。
4. 理论值：I=U/R=2V/20Ω=0.1A。换20Ω不调滑变：原滑变接入部分=5Ω→原总电阻=5Ω+5Ω=10Ω→原总电压=2V+（滑变分压约2V）=约4V？更准确的分析：原R=5Ω时U=2V→总电压U总=U+U滑→已知R=5Ω时I=0.4A→U滑=I×R滑=0.4×5=2V→总电压=2+2=4V。换R=20Ω→总电阻=20+5=25Ω→I'=4V/25Ω=0.16A→R两端电压U'=0.16×20=3.2V。所以答案：0.1A / 约3.2V。

展开更多......

收起↑