初二某位学生在学习了欧姆定律之后,对欧姆定律的表达式I=U/R等进行了推导,得出

题库2022-08-02  57

问题 初二某位学生在学习了欧姆定律之后,对欧姆定律的表达式I=U/R等进行了推导,得出R=U/I,他认为这两种表达式具有相似之处,并根据欧姆定律的表述方式对R=U/I进行了描述:导体的电阻与导体两端的电压成正比.与导体中的电流成反比。 问题: (1)请指出该生的描述错误,并分析错误原因。(10分) (2)设计一个教学片段,帮助学生正确理解电阻的定义式。(10分)

选项

答案

解析 (1)该生的描述是错误的,作为一些物理公式在数学意义上成立,但在物理意义上是不一定成立的。公式R=U/I是电阻的定义式,其电阻R的大小是由导体的长度、横截面积以及材料决定的,与导体两端的电压和通过的电流是无关的,电压U与电流,的比值是一恒量。
(2)设计思想:该生对于电阻与电压和电流到底有无关系心存疑惑,所以需要通过实验加以验证,使学生对电阻的定义式有一正确的认识和理解。
教学片段:
老师:同学们,上一节课我们通过什么样的实验方法验证了欧姆定律 对欧姆定律如何进行描述呢  
学生1:是通过控制变量法进行验证的。
学生2:欧姆定律的内容是,导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比,可表示为I=U/R。
老师:两位同学回答得非常好。对于欧姆定律的表达式我们进行变形推出R=U/I,对于这个公式,大家思考
一下,是否可以说导体的电阻与导体两端的电压成正比,与导体的电流成反比呢 为什么  
学生3:我认为可以,推导式与欧姆定律的表达式有相同之处。从数学的角度来说两个公式的性质是一样的。
学生4:我认为不可以,因为导体的电阻是导体的一种性质,电阻的大小是由导体的长度、横截面积以及材料决定的。。
学生5:电阻与电压和电流是否有关,我感到不好确定。
老师:同学们对于这个问题都发表了自己的见解,到底哪个观点正确,我们应该通过什么样的方法加以论证呢  
学生6:我们可以通过实验来进行验证。
老师:对,实践才是检验真理的唯一标准,请同学们进行一下实验设计。
(学生设计实验电路图,确定实验仪器并设计实验表格,然后学生分组实验探究。同学之间、小组之间对实验数据进行归纳总结)
小组一:我们小组用一个5 Ω电阻做实验,当两端电压增大多少倍时,电流也随着增大多少倍,电压和电流的比值是不变的。
小组二:我们小组分别用5 n和10 Q电阻做实验,无论电阻两端的电压和电流增大还是减小,根据测得的数据用公式R=U/I计算,电阻R的阻值是保持不变的。所以证明导体的电阻与电压和电流是无关的。
小组三:我们小组跟其他小组的结论是一样的。我们认为物理公式有它的特殊性,有些物理公式在物理意义和数学意义上都是成立的,例如欧姆定律,I=U/R;而有些物理公式在物理意义上是不成立的,例如R=U/I。
老师:同学们总结得很好,对于电阻的定义式R=U/I,我们发现这个比值是一恒量,对于类似的问题我们在以后学习的时候还会遇到,同学们对物理公式要很好的理解,方能正确进行应用。
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