摘要：探究電流與電阻的關(guān)系這一實(shí)驗(yàn)，因?yàn)榫C合了電學(xué)中電路、電流、電壓、電阻及歐姆定律的相關(guān)知識(shí)，對(duì)同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)技能及思維能力提出了較高的要求，在每年的中考試卷中，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的考題屬于較難得滿分的試題.本文對(duì)于這一實(shí)驗(yàn)中所涉及的探究方法和思維方法進(jìn)行了歸納整理，以幫助同學(xué)們進(jìn)行中考復(fù)習(xí)時(shí)能有效突破學(xué)習(xí)上的難點(diǎn).

關(guān)鍵詞：電流；電阻；基本技能；思維拓展

作者簡(jiǎn)介：張玲（1975-），女，湖北人，教育碩士 ，物理特級(jí)教師，研究方向：初中物理教育教學(xué)理論與實(shí)踐.

探究電流與電壓、電阻的關(guān)系是理解歐姆定律的基礎(chǔ)，是《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（2011版）“能量”這個(gè)主題中的核心內(nèi)容，是中考中必考和重點(diǎn)考查的知識(shí).而其中探究電流與電阻的關(guān)系這一實(shí)驗(yàn)，因?yàn)榫C合了電學(xué)中電路、電流、電壓、電阻及歐姆定律的相關(guān)知識(shí)，對(duì)的實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)技能及思維能力提出了較高的要求，在每年的中考試卷中，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的考題屬于較難得滿分的試題.筆者在多年的教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，在學(xué)完歐姆定律之后， 大多數(shù)同學(xué)對(duì)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)很大程度上僅停留于“淺層”的熟悉，對(duì)于實(shí)驗(yàn)中所涉及的探究方法和思維方法并沒有理解透徹，屬于“知其然，不知其所以然”的狀態(tài)，因此在解決實(shí)際問題時(shí)就容易“茫茫然”.這就是造成學(xué)生面對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的考題時(shí)很難得滿分的主要原因.筆者將學(xué)生在學(xué)習(xí)這一探究實(shí)驗(yàn)的過程中遇到的難點(diǎn)進(jìn)行了歸納整理及相應(yīng)延伸，幫助學(xué)生捋清了這一實(shí)驗(yàn)中主要的實(shí)驗(yàn)方法和解題方法，拓展了學(xué)生對(duì)這一實(shí)驗(yàn)的多角度思維，在實(shí)踐中取得了較好的效果.

實(shí)驗(yàn)：探究電流與電阻的關(guān)系

器材：電源（恒壓45V）、電流表一只、電壓表一只、滑動(dòng)變阻器一只（30Ω 2A）、定值電阻5個(gè)（5Ω、 10Ω、 15Ω、20Ω、 25Ω）、開關(guān)一只、導(dǎo)線若干.

1基本技能

（1）實(shí)驗(yàn)方法

控制變量法、比較研究法

點(diǎn)撥：探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制電阻兩端的電壓不變；探究電流與電壓關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制電阻不變，即把一個(gè)多因素的問題變成多個(gè)單因素的問題分別加以研究，再來綜合解決，這就是控制變量法.通過大量的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析，尋找出其中的規(guī)律，從而得出一般性的結(jié)論，即比較研究法.

（2）電路圖和實(shí)物圖（如圖1，圖2）

（3）控制條件：定值電阻兩端的電壓一定

（4）實(shí)驗(yàn)操作：改變定值電阻的阻值，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器接入電路中電阻的大小，使定值電阻兩端的電壓不變，同時(shí)記錄下電流表的示數(shù)，分別將每次定值電阻的阻值和對(duì)應(yīng)的電流值填寫在表格中.

（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與電阻成反比.

（6）實(shí)驗(yàn)圖象：

點(diǎn)撥：根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論IR=定值，所以I—R圖象是一個(gè)反比例函數(shù)圖象，如圖3所示.

2思維拓展

（1）利用上述的實(shí)驗(yàn)器材，為完成5次實(shí)驗(yàn)，控制的電壓最大值是多少？

點(diǎn)撥：電源電壓恒為45V，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為0時(shí)，定值電阻兩端的電壓為45V，所以控制的最大電壓為45V.在實(shí)驗(yàn)過程中要注意：①此次實(shí)驗(yàn)電壓表應(yīng)選15V量程.②電流表應(yīng)該用3A量程.

（2）為完成5次實(shí)驗(yàn)，控制的電壓最小值是多少？

點(diǎn)撥：由于電源電壓恒定和控制的定值電阻兩端的電壓不變，那么滑動(dòng)變阻器兩端的電壓也不變.根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理可知，定值電阻的電壓與滑動(dòng)變阻器的電壓之比等于定值電阻與滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻之比，即當(dāng)定值電阻變大時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值也應(yīng)變大，這樣才能控制定值電阻兩端的電壓不變.當(dāng)25Ω的定值電阻和滑動(dòng)變阻器的最大阻值接入電路時(shí)，此時(shí)定值電阻兩端的電壓為完成5次實(shí)驗(yàn)所控制的最小電壓，Umin=25Ω25Ω+30Ω×45V≈2V.若控制的電壓低于2V，當(dāng)25Ω電阻接入電路時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)大于30Ω，這與題目中給出的器材條件不符.

（3）為完成5次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意哪些細(xì)節(jié)？

點(diǎn)撥：為了避免控制的電壓太低而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較少，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意：①定值電阻的阻值不能太大；②滑動(dòng)變阻器的最大阻值不能太?。虎垭娫措妷翰荒芴?；④控制的電壓不能太低.例如：當(dāng)控制的電壓為15V時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電壓為3V，根據(jù)串聯(lián)分壓原理，接入電路定值電阻最大阻值為滑動(dòng)變阻器最大阻值的一半，Rmax=15Ω，所以只能完成5Ω、10Ω、15Ω這3次實(shí)驗(yàn).

4若兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)控制的電壓分別為25V和3V，則這兩個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)在同一坐標(biāo)中圖象如何？

點(diǎn)撥：當(dāng)電阻相同時(shí)，控制的電壓越高，通過導(dǎo)體的電流越大，所以兩個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)在同一坐標(biāo)中如圖4.

實(shí)踐證明，通過上述層層遞進(jìn)式的思維啟發(fā)和教學(xué)互動(dòng)，既訓(xùn)練了同學(xué)們基本的實(shí)驗(yàn)技能，同時(shí)又引導(dǎo)了同學(xué)們對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的再認(rèn)識(shí)和再思考，尤其是同學(xué)們對(duì)實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)含的研究方法、思考問題的角度和深度等都有了較好的訓(xùn)練和深刻的體會(huì)，在課堂中有效做到了師生的“思維互動(dòng)”.在今后的教學(xué)中，怎樣挖掘重要實(shí)驗(yàn)中的教學(xué)資源，結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)的“最近發(fā)展區(qū)”設(shè)置出有效的問題，更好地促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和思維能力的提高，這些課題值得教師共同探討.

參考文獻(xiàn)：

[1]肖川.《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）解讀》[M].湖北教育出版社， 2012.