以下教学过程是师生一问一答
问:我们所学电流、电压和电阻三个量,哪些量可以测量出,分别用什么仪器来测量?
答:能测量的量有:电流和电压,仪器分别为电流表和电压表。
问:电阻不能测量,我们怎样知道导体的阻值呢?
答:可以给出导体的电阻值。
问:也就是说在研究电流和电压、电阻之间关系时,我们是固定电阻不变,让电压发生改变,观察电流的变化,这种研究物理问题的方法叫什么?
答:控制变量法。
问:实验时,针对于某一导体测量一组电压和电流值,行吗?
答:不行。
问:为什么?
师生共同回答:多次测量可以减少误差,同时考虑到物理规律的客观性、普遍性和科学性,应该多测量几次。
教师还应进一步指出:不仅针对同一导体测量几组电压和电流值,同时还要更换定值电阻反复进行实验,这种研究物理问题的方法是不可忽视的。实验时,给出了二个不同的定值电阻(R1=5Ω和R2=10Ω)
问:我们在实验要多次测量电压和电流值,那么怎样去改变导体两端的电压和通过它的电流呢?
学生1答:改变电源的电压,如:增减串联的干电池的节数。
学生2答:用滑动变阻器来改变。
教师总结指出:同学们知道了改变定值电阻两端电压的方法,请大家根据你认为最适合你的方法和刚才我们设计的思路,对照自己桌前的器材选择你所需的实验仪器,并画出能够同时测量电压和电流的电路图。
4.进行实验
实际操作中,要提醒学生注意以下几个问题:
①连接电路和更换元件时,开关应处于断开状态,滑动变阻器的滑片应放到最大阻值的位置上。
②正确连接电流表、电压表、滑动变阻器。
③闭合开关前,明确研究对象;控制什么量不变,改变什么量;观察记录哪些数据?
④测量过程中电路闭合时间不能过长,读取数据后要断开电路,以防止通电时间过长电阻发热给实验带来误差。
⑤测量次数不要过多,根据时间而定,一般测量三次或四次左右。
⑥若用滑动变阻器来改变导体两端的电压的情况下,尽量使定值电阻两端的电压成整数倍地变化(如:0.5V,1V,1.5V......)。同样若用干电池(或学生电源)改变电源电压时,也尽量使电源电压成整数倍地变化。
教师巡回指导学生进行实验,指出学生在实验中错误,并要求学生实事求是地填写实验数据。
5.分析和论证
数据处理时,可引导学生仔细思考测量数据从不同的角度进行分析:分析电压是怎样发生变化,从而影响到电流的怎样变化;同时还应考虑到实验会有误差,可能数据不很一致。得出电流、电压的关系的结论。
结论:电阻相同时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
然后指导学生用测量的数据对照课本画出U-I图。(高中物理中叫伏安特性曲线),启发学生对比数学中的一次函数的知识,推导出U-I表达式:U=IR。