电流与电压电阻的关系
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电流电压和电阻的关系电流、电压和电阻是基本的电学概念,在电路中起着至关重要的作用。
理解和掌握它们之间的关系是学习和应用电学知识的基础。
本文将介绍电流、电压和电阻的定义以及它们之间的相互关系。
一、电流的定义及其特性电流是指单位时间内通过导体横截面的电子数量。
它的单位是安培(A),常用符号为I。
根据欧姆定律,电流与电压和电阻之间有以下关系:I = U / R其中,I表示电流,U表示电压,R表示电阻。
电流具有以下特性:1. 电流的大小与通过导体的电子数量有关。
当通过导体的电子数量增加时,电流也会相应增加。
2. 电流的流向是由正电荷(即缺电子)到负电荷(即多电子)的方向,即从高电压到低电压的方向。
3. 电流的单位安培(A)表示每秒通过导体截面的库仑电荷数。
二、电压的定义及其特性电压是指电荷在电路中移动时所受到的力的势能差,也称为电势差。
它的单位是伏特(V),常用符号为U。
根据欧姆定律,电压与电流和电阻之间有以下关系:U = I * R其中,U表示电压,I表示电流,R表示电阻。
电压具有以下特性:1. 电压表示了电路中电荷在通过导体时所受的力的大小。
它是一个标量,具有大小和方向。
2. 电压可以推动电荷在电路中流动,类似于水流通过管道受到水压的推动。
3. 电压的单位伏特(V)表示每库仑电荷所带的能量。
三、电阻的定义及其特性电阻是指电流流过导体时所遇到的阻碍。
它的单位是欧姆(Ω),常用符号为R。
根据欧姆定律,电阻与电压和电流之间有以下关系:R = U / I其中,R表示电阻,U表示电压,I表示电流。
电阻具有以下特性:1. 电阻表示了电流在通过导体时所遇到的阻碍。
它是导体材料和几何形状的属性。
2. 较高的电阻会导致通过导体的电流减小,而较低的电阻则会使电流增大。
3. 电阻的单位欧姆(Ω)表示电压与电流之比。
综上所述,电流、电压和电阻之间的关系可以由欧姆定律表示。
根据欧姆定律,电压等于电流与电阻的乘积,电阻等于电压与电流的比值。
电流与电压和电阻的关系教学反思5篇(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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电阻与电流电阻和电压对电流的影响电阻与电流:电阻和电压对电流的影响在电路中,电阻是一个重要的概念,它对电流的流动起着制约作用。
同时,电压也是电流的驱动力。
本文将探讨电阻和电压对电流的影响,并分析其相互关系。
1. 电阻对电流的影响电阻是指电流通过时会遇到的阻碍。
它的单位是欧姆(Ω),表示为R。
电阻的大小决定了电流的流动程度,电阻越大,电流流动的难度就越大。
当电路中存在电阻时,根据欧姆定律可以得知电流与电压、电阻之间的关系:I = U / R。
其中,I表示电流强度,U表示电压,R表示电阻。
根据这个公式可以看出,当电压恒定时,电阻越大,电流就越小。
2. 电压对电流的影响电压是电流流动的驱动力,它的大小决定了电流的强弱。
电压的单位是伏特(V),表示为U。
电压提供了足够的能量来克服电阻,使得电流得以流动。
按照欧姆定律,电压与电流、电阻之间的关系可以表达为:U = I * R。
从公式中可以看出,当电阻恒定时,电压越大,则电流也随之增大。
3. 电阻和电压对电流的综合影响在实际电路中,电阻和电压的大小是相互影响的。
当电压增加时,如果电阻保持不变,则根据欧姆定律,电流也随之增加;反之亦然。
这是因为电压的增加提供了更多的能量来克服电阻,使得电流增大。
另一方面,当电阻增加时,如果电压保持不变,根据欧姆定律,电流会减小。
电阻增大相当于电流流动的难度增加了,因此电流强度会减小。
4. 电阻和电压的调控与应用电阻和电压的调节在电路设计和应用中起着重要的作用。
对于需要控制电流强度的电路,可以通过改变电阻来实现。
例如,在调光灯中,可以通过调节电阻的大小来改变灯的亮度。
同样地,对于需要控制电流流动方向的电路,可以利用不同电压极性来实现。
例如,直流电机的正负电极产生的电压差异驱动了电流的流动,从而使电机运转。
总结:电阻和电压对电流有着重要的影响。
电阻越大,电流流动的困难度越大;电压越大,电流流动的驱动力越大。
在实际应用中,通过调节电阻和电压的大小,可以控制电流的强度和方向,满足不同的需求。
电流与电阻的关系知识点总结电流和电阻是电学领域中基本的概念,它们在电路中起着重要的作用。
了解电流与电阻的关系对于理解电路和解决相关问题非常关键。
本文将就电流与电阻的概念及其关系进行总结和分析。
一、电流的定义与特性电流(I)是指单位时间内通过导体横截面的电荷量。
通常情况下,电流的方向被定义为正电荷流动的方向,即从正极到负极。
其单位是安培(A)。
根据欧姆定律,电流与电压和电阻之间存在以下关系:I = U/R其中,I代表电流,U代表电压,R代表电阻。
根据该公式,我们可以得出以下结论:1. 当电压一定时,电流与电阻成反比。
即电阻越大,电流越小;电阻越小,电流越大。
2. 当电阻一定时,电流与电压成正比。
即电压越大,电流越大;电压越小,电流越小。
二、电阻的定义与特性电阻(R)是指电路中导体阻碍电流通过的能力。
电阻的单位是欧姆(Ω)。
根据欧姆定律的公式 I = U/R,我们可以得出以下结论:1. 当电流一定时,电阻与电压成正比。
即电压越大,电阻越大;电压越小,电阻越小。
2. 当电压一定时,电阻与电流成反比。
即电流越大,电阻越小;电流越小,电阻越大。
三、应用实例1. 并联电阻的计算当电阻器以并联方式连接时,其总电阻(Rt)可以根据以下公式计算:1/Rt = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ...其中R1、R2、R3等分别代表并联连接的各个电阻器的阻值。
2. 串联电阻的计算当电阻器以串联方式连接时,其总电阻(Rt)可以直接求和计算:Rt = R1 + R2 + R3 + ...其中R1、R2、R3等分别代表串联连接的各个电阻器的阻值。
4. 电阻与功率关系根据功率公式 P = UI,我们可以得出以下结论:功率与电流的平方成正比,与电阻成反比。
这一关系可以表示为 P = I^2 * R。
四、电流与电阻的关系图示为了更好地理解电流与电阻的关系,我们可以通过简单的电路图示进行说明。
(在此插入电路图示)根据该电路图示,我们可以看出当电压一定时,电流随着电阻的增大而减小;当电阻一定时,电流随着电压的增大而增大。
电阻电压电流转换关系
电阻、电压和电流是电学基础概念中最重要的三个概念。
在电路中,这三个概念之间有着密切的联系,它们之间的转换关系是电路分析和设计的基本工具。
电阻是电路中阻碍电流流动的物理量,通常用欧姆(Ω)表示。
在直流电路中,电阻的大小与电流、电压之间的关系遵守欧姆定律:电流等于电压除以电阻。
I = V/R
其中,I表示电流,单位为安培(A);V表示电压,单位为伏特(V);R表示电阻,单位为欧姆(Ω)。
电压是电路中的电势差,通常用伏特(V)表示。
在电路中,电压是驱动电流流动的因素。
电压与电流、电阻之间的关系也遵守欧姆定律。
V = I×R
其中,I、V、R的含义同上。
电流是电路中的电荷流动,通常用安培(A)表示。
电流大小和方向受电压和电阻的影响,电流与电压、电阻之间的关系也遵守欧姆定律。
I = V/R
电阻、电压和电流之间的转换关系是电路分析和设计的基础。
在实际应用中,可以通过改变电阻、电压或电流中的一种或多种来实现电路的功能。
因此,深入理解电阻、电压和电流之间转换的关系,对于电路分析和设计至关重要。
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电压电流和电阻的关系电阻、电流和电压是电学中最基本的概念之一。
在电路中,电流和电压之间存在着一种简单而重要的关系。
这个关系被称为欧姆定律,它是电学中最基本的定律之一。
欧姆定律指出:电阻是电流和电压之比。
也就是说:电阻 = 电压÷ 电流换句话说,如果我们知道电路的电压和电流,就可以计算出该电路中的电阻。
这个公式非常简单,但它对电学的理解却是至关重要的。
欧姆定律是基于实验观察而得出的。
当电路中通过电流时,电流与电压成正比例关系,这个比例关系就是电阻。
这个实验可以通过一个简单的实验来验证:用两个跨越一个电阻的导线连接一节电池,可将电路中的电流流过电阻。
如果我们使用一个万用表来测量电阻和电流,我们就可以验证欧姆定律。
欧姆定律的重要性在于它可以帮助我们计算电路的性能。
假设我们需要为电路选择一个合适的电阻,以便控制电流流过电路。
如果我们知道电路的电压和所需的电流,那么我们就可以使用欧姆定律计算出所需的电阻大小。
欧姆定律还可以帮助我们了解电路中的能量转换。
在许多电路中,电压和电流的变化将导致电能被转换为其他形式的能量,例如热能、光能等。
欧姆定律可以告诉我们这些能量转换的速率或效率。
最后,需要指出的是,欧姆定律只适用于“线性”电路。
这意味着电阻随着电压或电流的变化而保持不变。
在一些非线性电路中,欧姆定律不再适用,例如半导体器件(如二极管和晶体管)等。
总之,欧姆定律是电学中非常重要的基础知识。
了解欧姆定律可以帮助我们理解电路的基本运行原理,以及如何控制电路中的电流和电压。
同时也可以帮助我们计算电路的性能,以及了解能量转换的过程。
2009-03-26 18:38一、电流跟电压、电阻的关系原理我们知道电压是产生电流的原因.由此可以想到,电压越高,电流可能越大.我们还知道,电阻表示导体对电流的阻碍作用,电阻越大,电流将越小.知道电流跟电压和电阻的关系,是研究和分析各种电路的关键,是电学中的一个十分重要的问题.下面我们将用实验来研究这个关系.先保持电阻不变,研究电流跟电压的关系原理.电流跟电压的关系原理实验按图8—1连接电路,其中R是定值电阻,R’是滑动变阻器.闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片,使R两端的电压成整数倍地变化,如2伏、4伏、6伏等.根据电压表和电流表的示数,读出每次加在R上的电压值和通过R的电流值,并记录在下面的表格里.■图1研究电流跟电压的关系原理根据实验数据进行讨论,然后填好下面的结论.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____.电流跟电阻的关系现在保持电压不变,看一看电流跟电阻的关系.实验仍利用图8—1的电路,换用不同的定值电阻,使电阻成整数倍地变化,如5欧、10欧、15欧等.调节变阻器的滑片,保持每次定值电阻两端的电压不变.把对应于不同阻值的电流值记录在下面的表格里.根据实验数据进行讨论后,填好下面的结论.在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻___.二、欧姆定律把上一节的实验结果综合起来,我们可以得出下面的结论: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.这个结论是德国物理家欧姆在19世纪初期经过大量实验得出的,叫做欧姆定律.如果用U表示导体两端的电压,R表示这段导体的电阻,I表示这段导体中的电流,并且U 的单位用伏,R的单位用欧,I的单位用安,那么,欧姆定律可以写成如下公式:欧姆定律告诉我们,电路中的电流是怎样决定于电压和电阻的,它是关于电路的一条重要定律,在解决各种电路的实际问题中有广泛的应用.对于一段电路,只要知道电流、电压、电阻这三个物理量中的两个,就可以利用欧姆定律计算出第三个量.[例题1]一盏白炽电灯,电阻为807欧,接在220伏的电源上.求通过这盏电灯的电流.解电学题,为了便于分析问题,最好先根据题意画出电路图,在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号(图2).这对初学者特别重要.■图2解:根据欧姆定律,[例题2]有一种指示灯,电阻为6.3欧,通过的电流为0.45安时才能正常发光.要使这种指示灯正常发光,应加多大的电压?[例题3]用电压表测出一段导体两端的电压是7.2伏,用电流表测出通过这段导体的电流为0.4安,求这段导体的电阻.从例题3可以看出,如果分别用电压表和电流表测出电路中某一导体两端的电压和通过它的电流,就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻.这种用电压表和电流表测定电阻的方法叫做伏安法.三、实验:用电压表和电流表测电阻在这个实验中,我们要用伏安法测定一只电阻的阻值.我们已经知道,只要测出这只电阻两端的电压和通过它的电流,就可以根据欧姆定律计算出它的电阻.实验中可用滑动变阻器改变被测电阻两端的电压,读取几组电压值和电流值.在这个实验里,除了待测的电阻和滑动变阻器,还需哪些器材?使用前注意了解一下器材的规格,如电源的电压、电压表、电流表的量程等.根据实验目的,自己设计实验电路.先画出电路图,然后连接电路.改变被测电阻两端的电压,分别记下三组对应的电压值和电流值.根据每组数据,算出电阻,最后算出电阻的平均值,作为被测电阻的阻值.想想议议在实验中选择实验器材,不但要考虑需要哪些器材,还要考虑器材的规格和性能,如电源的电压、仪表的量程等.在这个实验中,如果被测电阻的阻值大约是80欧,选用的电源电压为1.5伏,选用的电流表量程是0~0.6安,那么,电源电压和电流表量程的选择是否得当?为什么?四、电阻的串联有两只5欧的定值电阻,现在我们需要10欧的电阻,有什么办法?电阻串联的知识可以帮助我们解决这个问题.实验按图3所示,将已知阻值的电阻R1、R2串联接在电路中,接通电源后,读取电压表和电流表的示数U和I,用欧姆定律算出R1与R2■图3按同样办法得出R1、R2串联后的总电阻R’.■图4从实验可以得出结论:R=_________;R’=__________.利用前面学过的知识,我们也可以推导出上述的结论.我们已经知道:串联电路中各处的电流相等;串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和.现在就利用这两个实验结论和欧姆定律,来推导串联电路的总电阻和各个电阻之间的关系.如图3,设串联电阻的阻值为R1、R2,串联后的总电阻为R.由于通过整个电路的电流都是I,根据欧姆定律,我们有:U=IR,U1=IR1,U2=IR2,由于 U=U1+U2,因此 IR=IR1+IR2.由此得出:R=R1+R2.这表明串联电路的总电阻,等于各串联电阻之和.现在,你一定很容易把两只5欧的电阻组成10欧的电阻了.把几个导体串联起来,相当于增加了导体的长度,所以总电阻比任何一个导体的电阻都大.[例题]把5欧的电阻R1跟15欧的电阻R2串联起来,接在电压是6伏的电源上,求这个串联电路中的电流.画出电路图.求出R1、R2串联后的总电阻R,再根据解:R=R1+R2=5欧+15欧=20欧.[例题2]有一只小灯泡,它正常发光时灯丝的电阻是8.3欧,正常工作时电压是2.5伏.如果我们只有电压为6伏的电源,要使小灯泡正常工作,需要串联一个多大的电阻?先画出电路图.根据串联电路中电压的关系U=U1+U2可以看出,给小灯泡串联一个电阻R2,可分去一部分电压,使小灯泡两端的电压U1为正常的工作电压2.5伏.所以R2分去的电压U2应该等于U-U1. R2的阻值应该是多大,才能分去电压U2呢?根据欧姆定律,如果知道小灯泡跟R2是串联的,通过它们的电流相等,所以只要求出通过小灯泡的电流,就得到了通过R2的电流.已知加在小灯泡上的电压U1和小灯解:电阻R2分去的电压:U2=U-U1=6伏-2.5伏=3.5伏.想想议议想想看,把三个电阻R1、R2、R3串联起来,它们的总电阻是多大?把几个电阻R1、R2……Rn串联起来,总电阻又是多大?你能够用推导的方法来证明你的想法吗?五、电阻的并联有两只10千欧的电阻,现在我们需要5千欧的电阻,怎么办?电阻并联的知识可以帮助我们解决这个问题.实验按图5连接电路,R1、R2是两个已知阻值的电阻.合上开关,测出并联电路两端的电压和干路中的电流,用欧姆定律算出R1与R2并联后的总电阻,并将这个阻值与R1、R2进行比较.一起学电脑■图5这表明并联电路的总电阻的倒数,等于各并联电阻的倒数之和.现在,你很容易知道,把两只10千欧的电阻并联起来,就可以得到5千欧的电阻了.利用前面学过的知识,我们还可以推导并联电路的总电阻跟各个电阻的定量关系.我们已经知道:并联电路中的总电流等于各支路中的电流之和;并联电路中各支路两端的电压相等;现在就利用这两个结论和欧姆定律,来推导并联电路的总电阻和各个电阻的定量关系.■图6如图6,设支路的电阻分别为R1和R2,电路两端的电压为U,我们利用井联电路知识和欧姆定律推导出R并与R1和R2的关系。
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欧姆定律电流电压和电阻的关系欧姆定律是电学理论中最基本且重要的定律之一,它描述了电流、电压和电阻之间的关系。
根据欧姆定律,电流与电压成正比,与电阻成反比。
本文将详细介绍欧姆定律及其相关概念,并探讨电流、电压和电阻之间的关系。
首先,我们来了解一下欧姆定律的定义。
欧姆定律规定,当一段导体上通过的电流(I)与该导体上的电压(V)成正比时,该导体的比例常数就是电阻(R)。
数学表达式为:V = I × R其中,V代表电压(单位为伏特,V),I代表电流(单位为安培,A),R代表电阻(单位为欧姆,Ω)。
电流是指电荷通过导体单位时间内的流动量。
在一个闭合电路中,当电压施加在导体两端时,电荷便开始沿着导体流动,形成电流。
电流的大小与通过导体的电荷量和流动的时间有关。
根据欧姆定律,电流的大小与电压成正比,与电阻成反比。
如果电压不变,电阻增加,电流将减小;反之,电阻减小,电流将增加。
电压是指单位电荷所具有的能量。
它是在电路中提供能量驱动电流流动的动力。
电压可以视为电流在电路中流动的动力,类似于水在管道中流动的压力。
如果电阻不变,电压增大,电流也会增大;如果电压减小,电流也会减小。
这与欧姆定律中的数学关系式V = I × R相吻合。
电阻是指导体对电流流动的阻碍程度。
导体的电阻决定了在相同电压下单位时间内通过导体的电荷量。
电阻的大小可以通过导体本身的性质来调节,例如导体的长度、横截面积和材料的电阻率等。
根据欧姆定律,电阻与电压呈正比,与电流呈反比。
即电压增加,电阻一定情况下不变,电流也会增加;电压不变,电阻增加,电流减小。
欧姆定律的应用非常广泛。
在电路设计和分析中,欧姆定律是一个基本的工具。
通过欧姆定律,我们可以计算电路中未知的电流、电压或电阻值。
在这个过程中,了解电流、电压和电阻之间的关系非常关键。
总之,欧姆定律揭示了电流、电压和电阻之间的紧密联系。
根据欧姆定律,电流与电压成正比,与电阻成反比。
了解和应用欧姆定律可以帮助我们更好地理解和分析电路。
电流和电阻的关系
答案:
当导体两端电压一定时,流过导体电流与导体电阻成反比。
电流与电压、电阻间的关系公式为:I=U/R,其中I
文电流,U为电压,R为电阻。
由上述公式可知,当电压一定时,电流越大,电阻越小,反之电流越小,电阻越大。
电阻作为导体本身的一种属性,因此导体的电阻与导体是否接入电路、导体中有无电流、电流的大小等因素无关。
超导体的电阻率为零,所以超导体电阻为零。
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.这就是欧姆定律的内容。
即:设电阻为R的导体两端所加电压为U,通过它的电流为I,则欧姆定律可表示为I=U/R,式中,I、U、R是同一导体或同一段电路上的电流强度、电压、电阻。
当导体两端的电压一定时,电阻愈大,通过的电流就愈小;反之,电阻愈小,通过的电流就愈大。
因此,电阻的大小可以用来衡量导体对电流阻碍作用的强弱,即导电性能的好坏。
电阻的量值与导体的材料、形状、体积以及周围环境等因素有关。
探究—电流与电压、电阻的关系 一、概述 《探究—电流与电压、电阻的关系》是北师大版义务教育课程标准实验教科书九年级物理第十二章第一节内容,是得出电路中最重要的电学规律之一的欧姆定律的前提。这三个物理量的关系是在学习了电流、电压、电阻等概念以及电压表、电流表、滑动变阻器使用方法之后的进一步深入,从而使学生的知识结构更具有系统性。这节课要体现出探究性学习与科学方法的渗透,重视科学探究过程,让学生在探究过程中体验方法、学习方法,得出欧姆定律的大概过程。 通过本节课学习,主要是为了让学生掌握同一电路中电学的三个基本物理量之间的关系,进一步了解运用“控制变量法”研究多个变量间的关系的实验方法,为进一步学习电学知识打下基础。 二、教学目标分析 1、知识与技能 ①通过实验探究,认识影响电流大小的因素; ②知道导体中的电流与电压、电阻的关系。 ③培养学生依据实验事实,探索、分析推理、归纳得出物理规律的能力,以及利用物理规律解释同类物理现象的能力,使学生接受科学思维方法的训练; ④培养学生的动手能力和创新精神。 2、过程与方法 ①通过探究过程进一步体会猜想与假设、设计实验、分析论证、评估等探究要素; ②通过制定研究方案进一步体会“控制变量”这一重要的研究方法。 ③初步掌握利用探究性实验研究物理问题,并归纳得出规律的一般研究方法; 3、情感、态度与价值观 ①在数据收集的过程中形成实事求是的科学态度; ②通过探究,揭示隐藏的物理规律,感受探索的乐趣; ③在与小组成员合作完成实验的过程中,加强与他人的协同、合作能力。 三、学习者特征分析 学生在前几章中已经分别学习了电路中的三个基本物理量电流、电压、电阻,而本节是建立电流、电压、电阻三者关系的课,采用控制变量法通过实验得出当电阻不变时电流与电压的关系,当电压不变时电流与电阻的关系,使学生初步建立了电流、电压、电阻的联系。从内容上看,意在通过实验探究,让学生经历科学探究的全过程,认识影响电流大小的因素,同时,进一步学习科学探究方法,发展初步的探究能力,增强与他人协同、合作的能力。 根据以往的教学经验,学生对电流、电压、电阻的概念能正确理解,也知道电流与电压和电阻有关,但对于它们的定量关系却知之甚少;对电流表、电压表和滑动变阻器的正确使用能较好地掌握,也能想到用控制变量法研究这三个物理量之间的关系,但对于如何具体实施探究过程却普遍缺乏思考。 四、教学策略选择与设计 北师大版九年级物理“探究——电流与电压、电阻的关系”一节的教学属于物理规律的教学。物理规律的教学,主要是建立在探索性的定量实验的基础上,通过观察、测量,总结归纳而成规律。教学过程是教师的教与学生的学和谐统一的双边活动对于物理规律的教学,从物理规律形成的过程来看,学生通过提供丰富、直观的感性材料,通过有关的定量实验和观测,创造一个理想的物理情景,充分调动学生学习的主动性和积极性,及时引导学生把感性认识上升为理性认识。 依据本节课的知识结构特点、教学目标和学生实际,确定本节课为“探究式”课型。即用演示实验、学生实验、学生观察、师生讨论、探究发现、分析推理为主的多边教学。通过引导和启发学生理解和掌握物理探究方法,激发学生探究和发现物理规律的动机和兴趣,为学生学习物理而创造理想的情境。通过学生实验,激发学生学习的兴趣,培养学生的实验能力和创新精神。结合教材、教育和教学的特点,主要采用“探究学习”的方法。即让学生通过自己发现物理问题、探究实验过程,以获取知识并发展探究能力的一种学习方式。在探究学习中,学生的主要任务不是接受和记忆现成的知识,而是参与知识的发现过程;教师的主要任务也不是向学生传授现成的知识,而是为学生探究并发现知识营造情境、创造条件、提供指导和进行评价。
五、教学资源与工具设计 远教“模式三”投影、视频展示台环境 1、演示用:电源(4节干电池),额定电压为3.8伏的小灯泡一只,25瓦、100瓦照明灯各一只,滑动变阻器、电流表、电压表各一只,阻值分别为5欧、10欧、20欧的定值电阻各一只,开关一只,导线若干等。 2、学生用:干电池4节、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各1个,阻值不同的定值电阻3只、导线若干。(6人一小组准备)
六、重点及难点 重点: ①引导学生发现电流与电压和电阻的关系; ②电流和电压、电阻间的定量关系的实验设计。 难点: ①电流和电压、电阻间的定量关系的实验设计及学生对实验数据的分析、归纳并得出结论; ②实验器材多,实验注意点多,动手能力要求较高; ③出现故障的可能性较大,学生很难同步; ④各组实验数据存在差异,与教师期待的数据略有出入。
七、教学过程 1、提出问题,启动思维,知识铺垫,导入新课 ①教师问:电压的作用是什么? 学生答:电压是形成电流的必要条件。 ②教师问:电阻表示什么? 学生答:电阻表示导体对电流有阻碍作用。 教师问:那么电流与电压、电阻有什么关系?、 (学生积极思考) 设计意图:利用学生已经有的一些关于电流与电压、电阻的关系定性认识电流与电压、电阻的关系。 2、大胆猜想,活化思维,主动探究,形成假设 在学生积极思考的过程中,引导他们大胆假设: ①电压是形成电流的必要条件,学生猜想:电压越高,电流可能越大。 ②电阻表示导体对电流有阻碍作用,学生猜想:电阻越大,电流可能越小。学生通过对有关概念的理解,说出了猜想的理由,教师给予肯定。 教师:牛顿曾说过“没有大胆的猜想,就不会有伟大的发现。”你们有这样的表现很好,但猜想是否正确,必须经过实验的检验。 设计意图:引导学生合理猜想,引出探究课题,培养发散思维和主动参与教学的意识,并鼓励学生增强学生的探索热情。 3、实验演示,巧设情景,定量分析,发展猜想 ①演示一:不同电压使同一灯泡发光。将额定电压为3.8伏的小灯泡与滑动变阻器串联在6伏的电路中,电压表与小灯泡并联,移动滑片,观察电压表示数变化及小灯泡亮度变化。现象:电压升高,灯泡变亮,即通过灯丝的电流变大。 通过实验,进一步猜想:电流与电压成正比吗? ②演示二:相同电压使不同电阻的灯泡发光。把25瓦和100瓦两只照明灯(可说明25瓦灯泡的电阻比100瓦的灯泡的电阻大)并联在照明电路中,观察发光情况。现象:一明一暗,100瓦的灯亮,即电阻小的电流大。 通过实验,进一步猜想:电流与电阻成反比吗? 设计意图:引导学生合理猜想,引出探究课题,视频展示台投视演示,突出效果。 4、学生主体,实验研究,定量探究 以上猜想是否能成立,需经过探索性的定量实验的验证。科学发展史表明,大部分物理规律的发现是先有科学猜想,后设计实验验证的。 ⑴小组讨论,设计实验 ①研究方法。引导学生回忆研究“电阻大小与导体材料、长度和横截面积有关”的实验方法,启发学生思考:要研究电流与电压、电阻两个因素的关系时,应该怎么办? 学生讨论后回答:本实验必须分两步来完成。第一步,保持电阻不变,研究电流与电压的关系;第二步,保持电压不变,研究电流与电阻的关系。最后将两次实验结论综合起来,就能得出电流与电压、电阻的关系。 教师强调指出:这种研究方法叫“控制变量法”,是科学研究中被广泛采用的一种方法。教师启发:针对以上两个方案,如何设计实验,需要哪些实验器材,需要测哪些物理量? 设计意图:学会用控制变量法探究问题。 ②电路设计。教师首先画出一个电阻R,启发学生思考:要组成一个简单电路,需哪些电路器件;要知道电阻R两端的电压和通过电阻R的电流,需用什么仪器测量,怎么连接?如何改变加在电阻R两端的电压呢?引导学生逐步完善电路,并让学生画出完整的电路图(如图所示)。教师用实物投影展示学生设计的实验电路图。 设计意图:通过对学生设计的肯定,激发学生学习欲望,且为学生给出了一个正确的示范。 让学生讨论:对于第一步,调节U(用电压表测)观察I(用电流表测),并且电压的调节可通过改变电池的节数来实现(电阻R直接接在电源两端),或者通过电阻R与滑动变阻器串联(上图),移动滑片来实现。 师生共同讨论:方法一可行,但电压不一定是整数倍增加,显然给测量带来麻烦,并且实验电路必须多次改接:方法二因为变阻器的作用可改变电路中的电流,由此可以肯定移动滑片,电阻两端的电压一定要变化,这种方法只需要连接一次电路,通过连续改变滑片的位置,就可以改变电阻两端的电压,比方法一好。 继续让学生讨论:对于第二步,要研究I与R的关系,首先要改变上图中R的值(提供5欧、10欧、20欧的定值电阻),要保持R两端的电压不变,同样可调节滑片的位置,这样就保证了当改变电阻R的大小时,通过调节R′的滑片位置,使电压表示数不变,观察电流表示数的变化。 教师强调:要得到一个规律,至少需要几组数据? 学生:3组。 教师:好,我们在实验中必须收集3组数据才能进行总结分析。 ③表格设计。启发学生:要完成以上实验,还必须测量相关数据,并把数据填入表格。那么如何设计表格呢?思考后让学生画出有关表格(如图)。教师用实物投影展示学生的表格。
R=___Ω U=___ V
表一 表二 设计意图:通过对学生设计的肯定,激发学生学习欲望,且为学生给出了一个正确的示范。 ⑵团结协作,进行实验,收集数据 ①实验操作。依照电路图,指导学生选择器材,连接电路,拟定实验步骤,动手实验,记录实验数据。 教师:实验中,注意以下问题(展示幻灯片:1、连接电路时,开关要 ;2、闭合开关前,滑动变阻器的滑片滑到 位置)。1、2、3、4小组研究保持电阻不变,电流与电压的关系,即保持R不变,调节R′,使R两端的电压成整数倍增加,测出通过R的电流,记录每次的电压值和电流值。5、6、7、8小组研究保持电压不变,电流与电阻的关系,即改变R的阻值,先后用5欧、10欧、20欧的电阻接入,调节R′,保持R两端的电压不变,记录每次的电阻值和相应的电流值。开始实验,数据记在设计的表格中。 在学生实验过程中,教师边巡视边指导。鼓励速度快的学生完成另外一实验,达到因材施教。 设计意图:对实验的总结,为学生的成功探究奠定基础,并让学生体验团结合作学习。 ⑶小组汇报,分析归纳,系统总结,得出结论 分析比较以上实验数据,组织讨论,系统总结,归纳实验结论。 让学生分析表一,并得出:电流随电压的增大而增大,且电压增大几倍,电流也增大几倍。结论1:当电阻一定时,电流与电压成正比。 教师强调:电阻不变是前提,电压变化是“因”,电流变化是“果”。 让学生分析表二,并得出:电流随电阻增大而减小,且电阻增大到几倍,电流就减小到几分之一。结论2:当电压一定时,电流与电阻成反比。 教师强调:电压不变是前提,电阻不变是“因”,电流变化是“果”。 教师:同样探究这个问题的小组,是否也发现了这样的规律?如果有的小组有不同结论,与其他同学交流一下,找找原因。(学生间短暂交流) 教师:当然,实验误差也会造成实验数据有差异,不一定能得到严格相等的比例关系。在实验中,我们要尊重事实、实事求是地记录和分析数据。 设计意图:让学生学会交流,激发学生交流的欲望让学生思维发生碰撞,取长补短,培养学生