第四節(jié) 歐姆定律
[師]同學(xué)們沒有問題的話,可以開始實驗.要求探究過程中首先設(shè)計好實驗.實驗過程中記錄實驗步驟;如實填寫實驗數(shù)據(jù);對自己的實驗進(jìn)行認(rèn)真的分析、論證,客觀評估自己的實驗過程及結(jié)果;寫出完整的探究報告,并和其他組的同學(xué)交流.(同學(xué)們操作,教師巡視指導(dǎo))選擇2~3組同學(xué)利用投影展示自己的探究報告,并逐一講解自己的設(shè)計思想、實驗步驟,分析論證的結(jié)果,進(jìn)行自我評估,和大家進(jìn)行交流.[投影]第一組 探究報告[題目]探究電阻、電壓、電流三者的關(guān)系[猜想和假設(shè)]1.電流和電阻成反比.2.電流和電壓成正比.[設(shè)計實驗](一)設(shè)計思想根據(jù)我們的猜測,現(xiàn)在已知道定值電阻的阻值是已知的且不改變,干電池的電壓值也是已知的,每節(jié)1.5 v.把定值電阻連入電路,用電流表測出電路中的電流值,用電壓表測出定值電阻兩端的電壓,就可以知道電阻、電壓、電流的數(shù)量關(guān)系,換用不同阻值的定值電阻及改變干電池組電池的節(jié)數(shù)進(jìn)行多次測量,就能得出電阻、電壓、電流關(guān)系的一般規(guī)律.(二)實驗電路根據(jù)實驗思想,畫出如下電路圖:(三)實驗數(shù)據(jù)表格
實驗次數(shù)
電阻r(ω)
電壓u(v)
電流i(a)
1
2
3
4
5
6(四)實驗器材根據(jù)實驗思想及所畫電路圖,選擇如下器材:電池組、定值電阻(三個不同阻值)、電流表、電壓表、開關(guān)各一個,導(dǎo)線若干.[進(jìn)行實驗]步驟一:按設(shè)計好的電路圖正確連接實驗電路.步驟二:先保持電池組的電池節(jié)數(shù)不變,分別將5 ω、10 ω、15 ω的定值電阻接入電路,合上開關(guān),讀出電壓表和電流表的讀數(shù),將數(shù)據(jù)依次填入第一、二、三次數(shù)據(jù)表中.步驟三:保持定值電阻不變,改變電池組電池節(jié)數(shù)(分別為1節(jié)、2節(jié)、3節(jié)),合上開關(guān),分別讀取三次電流表、電壓表的數(shù)值,依次填入第四、五、六次測量數(shù)據(jù)表中.[分析和論證]分析由實驗得到的數(shù)據(jù)1.第一、二、三次測量中電壓基本不變,電流隨著接入電阻值的增大而減小,但每次電流值和電阻值的乘積都近似等于電壓值,甚至有一次完全相同.2.第四、五、六次測量中,電阻的阻值不變,隨著電池組節(jié)數(shù)的改變,電壓表指示數(shù)值幾乎成倍地增加,但每次都很接近電池組的電壓.電流表的指示數(shù)也幾乎成倍地增大,并且和電壓增大的倍數(shù)相同.每次電壓除以電流的值都近似等于電阻的值.綜合以上分析結(jié)果,可以得到結(jié)論,我們的猜測是正確的.電流i,電阻r,電壓u的關(guān)系是:電阻越大,電流越小;電壓越大,電流越大.[評估]從實驗的過程和結(jié)果看,盡管數(shù)據(jù)之間不是完全吻合,但基本能反映規(guī)律,所以測得的數(shù)據(jù)和結(jié)論是可靠的.實驗過程中不太完美的是:操作過程中讀完數(shù)做記錄時沒有及時打開開關(guān),可能會浪費電;在更換變阻器和電池組電池時,也沒有打開開關(guān),這也是不允許的.[疑問]測量過程中,電壓表每次測量的值和電池組電壓值幾乎相同,是否可以不用電壓表測量,直接由電源電壓讀出來?[師]對同學(xué)的表現(xiàn)給予充分肯定,引導(dǎo)同學(xué)們對探究過程及問題進(jìn)行積極交流.
[生]我們設(shè)計的電路是這樣的(用投影展示),也能得出和他們相同的結(jié)果.[生]我認(rèn)為我們組設(shè)計的電路比他們的更好一些.(投影展示)
引起學(xué)生爭論.[生]我認(rèn)為前面的那兩種設(shè)計合理,可以不用電壓表,直接由電池電壓就能知道電阻兩端的電壓,省事.