一、實(shí)驗(yàn)導(dǎo)出
上課,朋友們好,請坐。昨天開課,老師帶來一個實(shí)驗(yàn)。你們瞧瞧我的操作實(shí)驗(yàn),之后思索問題:電壓大小與電流和內(nèi)阻有沒有關(guān)系?請朋友說出幾個實(shí)驗(yàn)操作與對應(yīng)的現(xiàn)象,第一個是?一節(jié)干電板和一個小燈泡串聯(lián)發(fā)光;第二個呢?是二節(jié)干電板和同一個小燈泡串聯(lián)發(fā)光。第三個?這是二節(jié)干電板和不同的小燈泡串聯(lián)發(fā)光。你們看了這三個實(shí)驗(yàn)過后,認(rèn)為電壓大小與電流和阻值有沒有關(guān)系?明天我們就來學(xué)習(xí)它們背后的數(shù)學(xué)原理——?dú)W姆定理。
二、新授
1、研究電壓與電流、電阻三個量的關(guān)系
你們也早已看完了實(shí)驗(yàn)操作演示,有沒有朋友樂意說一下自己的猜測呢?(電壓與阻值有關(guān)系,電流與內(nèi)阻也有關(guān)系。)說得有道理,這么,我們?nèi)绾稳ヲ?yàn)證自己的推論呢?要研究電壓與電流、電阻三個量的關(guān)系,該怎么研究?還記得我們之前學(xué)習(xí)的控制變量法嗎?你們在老師的提示下,嘗試再想一想方案吧。你有方案了,你來說。同桌的看法呢?挺好,請坐。我們須要改變不同的量,能夠使我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具有勸說力。固定內(nèi)阻時,改變電流,研究電壓與電流的關(guān)系。固定電流時,改變阻值,研究電壓與內(nèi)阻的關(guān)系。
我們先來研究固定內(nèi)阻時,改變電流,研究電壓與電流的關(guān)系。這么,在研究時,怎樣固定內(nèi)阻?又怎樣改變電流呢?有人提及了定值內(nèi)阻和滑動內(nèi)阻器,特別好!用定值內(nèi)阻,使內(nèi)阻值不變;用滑動變阻器改變電流。這個策略近乎完美,這么我們再這個實(shí)驗(yàn)中須要檢測什么數(shù)學(xué)量呢?(電壓、電壓和內(nèi)阻)這么,我們之前早已學(xué)習(xí)過了如何使電阻兩端電壓不變,這種量都須要用哪些檢測呢?電壓表測電壓,電流表測電流,內(nèi)阻值由定值內(nèi)阻給出。
我們須要的檢測的器材和化學(xué)量都早已明晰,這么如何去檢測呢?哪位朋友設(shè)計(jì)一下方案?你們都自己嘗試一下,設(shè)計(jì)一下自己的方案,待會請朋友展示自己的方案。時間到,哪位朋友展示一下自己的方案。請第三排穿黑色上衣的男人。
(生展示電路圖)
這個方案挺好,我們你們來操作一下,在這個過程中注意規(guī)范性。改變阻值研究電壓隨內(nèi)阻怎樣變化,那該怎么改變阻值呢?更換了定值內(nèi)阻后,內(nèi)阻兩端的電流都會急劇改變,但我們的實(shí)驗(yàn)又要求電流不變,怎么保持定值內(nèi)阻兩端電流值不變?你來告訴你們方式。(更換定值內(nèi)阻來改變阻值;調(diào)節(jié)滑動變阻器能使定值內(nèi)阻兩端電流保持不變。)特別好,上面的理論知識學(xué)得十分扎實(shí)。這么你們自己設(shè)計(jì)表格并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
(生實(shí)驗(yàn))時間到。如今請朋友上臺展示自己的數(shù)據(jù),及剖析數(shù)據(jù)得到的推論。這組通過對三組數(shù)據(jù)的剖析,得到推論:內(nèi)阻一定時,電壓與電流成反比。大家同意她們的推論嗎?你來評價(jià)。看樣子,盡管兩組得到的數(shù)據(jù)不同,但數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的數(shù)目關(guān)系是一樣如何使電阻兩端電壓不變,可見,內(nèi)阻一定時,電壓與電壓成反比,是一個通常性的規(guī)律。固定電流,改變阻值值有哪些發(fā)覺?大家組是做了四組對照試驗(yàn),發(fā)覺,電流一定時,內(nèi)阻越大,電壓越小。而且從數(shù)據(jù)上發(fā)覺電壓與內(nèi)阻成正比。這是十分難得的,你們除了操作規(guī)范,并且得到了兩個確切的規(guī)律。這兩個推論合在一起就是我們數(shù)學(xué)上重要的歐姆定理:導(dǎo)體中的電壓,跟導(dǎo)體兩端的電流成反比,跟導(dǎo)體的內(nèi)阻成正比。用字母表示I=U/R。
三、鞏固
運(yùn)用歐姆定理,我們可以剖析好多電路問題。某同事借助屏幕所示電路研究電壓與內(nèi)阻的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)中他保持滑動變阻器滑片位置不變,換用不同的定值內(nèi)阻R(5Ω、10Ω、15Ω),使內(nèi)阻成整倍地變化,相應(yīng)的電壓記錄于下表中。剖析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后,得出推論:R兩端電流不變時,R中的電壓與R電阻不成正比。他得出錯誤推論的緣由是哪些?
剖析的很對,我們所說的阻值是考慮到電路中所有內(nèi)阻,該電路中定值內(nèi)阻和滑動內(nèi)阻器是串聯(lián)的,估算的時侯,要考慮滑動內(nèi)阻器中電電阻,進(jìn)行估算。
四、小結(jié)
這節(jié)課接近尾聲,你學(xué)到了哪些知識?印象最深的探究內(nèi)容是哪些?在本節(jié)課的學(xué)習(xí)活動中,最得意的表現(xiàn)是哪些?還想進(jìn)一步學(xué)習(xí)和探究的內(nèi)容是哪些?
五、作業(yè)
明天的作業(yè)是:完成探究報(bào)告冊,并嘗試找尋新的驗(yàn)證歐姆定理的方案。好,下課,朋友們再會。
六、板書
歐姆定理
1.內(nèi)容
一段導(dǎo)體中的電壓,跟導(dǎo)體兩端的電流成反比,跟導(dǎo)體的內(nèi)阻成正比。
2.公式I=U/R
3.變式R=U/IU=IR