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《电流与电压电阻的关系》教案青河县中学 刘尊毅

发布时间:2014-05-14 13:47:12  

§17.1探究—电流与电压、电阻的关系

青河县中学物理组 刘尊毅

一、教材分析

《探究电流与电压、电阻的关系》是人教版义务教育教科书九年级物理第十七章第一节内容,是得出电路中最重要的电学规律之一的欧姆定律的前提。这三个物理量的关系是在学习了电流、电压、电阻等概念以及电压表、电流表、滑动变阻器使用方法之后的进一步深入,从而使学生的知识结构更具有系统性。这节课要体现出探究性学习与科学方法的渗透,重视科学探究过程,让学生在探究过程中体验方法,得出欧姆定律的大概过程。

通过本节课学习,主要是为了让学生掌握同一电路中电学的三个基本物理量之间的关系,进一步了解运用“控制变量法”研究多个变量间的关系的实验方法,为进一步学习电学知识打下基础。

二、教学目标分析

1、知识与技能

①通过实验探究,认识影响电流大小的因素;

②知道导体中的电流与电压、电阻的关系;

③培养学生依据实验事实,探索、分析推理、归纳得出物理规律的能力;

④培养学生的动手能力和创新精神。

2、过程与方法

①通过探究过程进一步体会猜想与假设、设计实验、分析论证、评估等探究要素;

②通过制定研究方案进一步体会“控制变量”这一重要的研究方法。

3、情感、态度与价值观

①在数据收集的过程中形成实事求是的科学态度;

②通过探究,揭示隐藏的物理规律,感受探索的乐趣;

③在与小组成员合作完成实验的过程中,加强与他人的交流、合作能力。

三、学情分析

学生在前几章中已经分别学习了电路中的三个基本物理量电流、电压、电阻,而本节是建立电流、电压、电阻三者关系的课,采用控制变量法通过实验得出当电阻不变时电流与电压的关系,当电压不变时电流与电阻的关系,使学生初步建立了电流、电压、电阻的联系。从内容上看,意在通过实验探究,让学生经历科学探究的全过程,认识影响电流大小的因素,同时,进一步学习科学探究方法,发展初步的探究能力,增强与他人交流、合作的能力。

根据以往的教学经验,学生对电流、电压、电阻的概念能正确理解,也知道电流与电压和电阻有关,但对于它们的定量关系却知之甚少;对电流表、电压表和滑动变阻器的正确使用能较好 1

地掌握,也能想到用控制变量法研究这三个物理量之间的关系,但对于如何具体实施探究过程却普遍缺乏思考。

四、教学策略选择与设计

依据本节课的知识结构特点、教学目标和学生实际,确定本节课为“探究式”课型。即用演示实验、学生实验、学生观察、师生讨论、探究发现、分析推理为主的多边教学。通过引导和启发学生理解和掌握物理探究方法,激发学生探究和发现物理规律的动机和兴趣,为学生学习物理而创造理想的情境。通过学生实验,激发学生学习的兴趣,培养学生的实验能力和创新精神。结合教材、教育和教学的特点,主要采用“小组合作探究学习”的方法。即让学生通过自己发现物理问题、探究实验过程,以获取知识并发展探究能力的一种学习方式。在探究学习中,学生的主要任务不是接受和记忆现成的知识,而是参与知识的发现过程;教师的主要任务也不是向学生传授现成的知识,而是为学生探究并发现知识营造情境、创造条件、提供指导和进行评价。

五、教学资源与工具设计

1、演示用:电源(2节干电池),额定电压为3.8伏的小灯泡一只,40瓦、100瓦照明灯各一只,滑动变阻器、电流表、电压表各一只,阻值分别为5欧、10欧、15欧的定值电阻各一只,开关一只,导线若干等。

2、学生用:干电池2节、电流表、电压表、滑动变阻器(0-50Ω)、开关各1个,阻值不同(5欧、10欧、15欧)的定值电阻3只、导线若干。(4-6人小组准备,直尺、铅笔作图工具)

六、重点及难点

重点:

①引导学生发现电流与电压和电阻的关系;

②电流和电压、电阻间的定量关系的实验设计。

难点:

①电流和电压、电阻间的定量关系的实验设计及学生对实验数据的分析、归纳并得出结论; ②实验器材多,实验注意点多,动手能力要求较高;

③出现故障的可能性较大,学生很难同步;

④各组实验数据存在差异,与教师期待的数据略有出入。

七、教学过程

1、实验演示,巧设情景,定性分析,启发猜想

①演示一:不同电压使同一灯泡发光。将额定电压为2.5伏的小灯泡分别与1节、2节干电池连接,观察小灯泡亮度变化。现象:电压升高,灯泡变亮,即通过灯丝的电流变大。

通过实验,启发猜想:电流与电压成正比吗?

②演示二:相同电压下不同电阻的灯泡发光。把15瓦和100瓦两只照明灯(观察到15瓦灯 2

泡的电阻比100瓦的灯泡的电阻大)并联在照明电路中,观察发光情况。现象:一明一暗,100瓦的灯亮,即电阻小的电流大。

通过实验,启发猜想:相同电压下,电流与电阻成反比吗?

2、学生合作,实验探究,定量分析

以上猜想是否能成立,需经过探索性的定量实验的验证。

⑴小组讨论,设计实验

①研究方法。引导学生回忆研究“电阻大小与导体材料、长度和横截面积有关”的实验方法,启发学生思考:要研究电流与电压、电阻两个因素的关系时,应该怎么办?

学生讨论后回答:本实验必须分两步来完成。第一步,保持电阻不变,研究电流与电压的关系;第二步,保持电压不变,研究电流与电阻的关系。最后将两次实验结论综合起来,就能得出电流与电压、电阻的关系。

教师启发:针对以上两个步骤,如何设计实验,需要哪些实验器材,需要测哪些物理量? ②电路设计。启发学生思考:要组成一个简单电路,需哪些电路器件;要知道电阻R两端的电压和通过电阻R的电流,需用什么仪器测量,怎么连接?如何改变加在电阻R两端的电压呢?引导学生逐步完善电路,并让学生画出完整的电路图(如图所示)。

设计意图:通过对学生设计的肯定,激发学生学习欲望,且为学

生给出了一个正确的示范。

让学生讨论:对于第一步,调节U(用电压表测)观察I(用电流表

测),通过电阻R与滑动变阻器串联,移动滑片来实现。

学生讨论:对于第二步,要研究I与R的关系,首先要改变上图

中R的值(提供5欧、10欧、15欧的定值电阻),要保持R两端的电

压不变,同样可调节滑片的位置,这样就保证了当改变电阻R的大小时,通过调节R′的滑片位置,使电压表示数不变,观察电流表示数的变化。

教师强调:要得到一个规律,至少需要几组数据?

学生:3组。

教师:好,我们在实验中必须收集3组数据才能进行总结分析。

③表格设计。启发学生:要完成以上实验,还必须测量相关数据,并把数据填入表格。那么如何设计表格呢?思考后让学生画出有关表格(如图)。教师展示学生的表格。

R= 5 Ω U= 2.1 V

⑵团结协作,进行实验,收集数据

①实验操作。依照电路图,指导学生选择器材,连接电路,拟定实验步骤,动手实验,记录

3

实验数据。

教师:实验中,注意以下问题(1、连接电路时,开关要 ;2、闭合开关前,滑动变阻器的

滑片滑到 位置)。第一步研究保持电阻不变,电流与电压的关系,即保持R不变,调节R′,

测出通过R的电流,记录每次的电压值和电流值。第二步研究保持电压不变,电流与电阻的关系,

即改变R的阻值,先后用5欧、10欧、15欧的电阻接入,调节R′,保持R两端的电压不变,记

录每次的电阻值和相应的电流值。开始实验,数据记在设计的表格中。

在学生实验过程中,教师巡视指导。鼓励速度快的学生讨论另外一组实验,达到因材施教。

⑶小组汇报,分析归纳,得出结论

分析比较以上实验数据,组织讨论,系统总结,归纳实验结论。

让学生分析表一,并得出:电流随电压的增大而增大,且电压增大几倍,电流也增大几倍。

结论1:当电阻一定时,电流与电压成正比。

教师强调:电阻不变是前提,电压变化是“因”,电流变化是“果”。

让学生分析表二,并得出:电流随电阻增大而减小,且电阻增大到几倍,电流就减小到几分之一。

结论2:当电压一定时,电流与电阻成反比。

教师强调:电压不变是前提,电阻不变是“因”,电流变化是“果”。

教师:如果有的小组有不同结论,与其他同学交流一下,找找原因。(学生间短暂交流)

教师:当然,实验误差也会造成实验数据有差异,不一定能得到严格相等的比例关系。在实

验中,我们要尊重事实、实事求是地记录和分析数据。

3、巩固练习,加深理解,提高能力,评估收获

(学案) 在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中,已知电源电压为4.5V,定值电阻

的阻值为10Ω,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样。

1、实验中,小明同学连接好电路后,闭合开关,移动滑片,电压表示数为

4.5V,电流表示数为0,则故障的原因可能是 。

2、实验中,小明同学连接好电路后,闭合开关,电流表有示数,电压表示数

为0 ,则故障的原因可能是 。

3、小明闭合开关,发现电流表有示数,任意移动滑动变阻器的滑片,电流表

示数不变,电压表示数也不变(示数不为零)且小于4.5V,原因是: 。

4、小结并布置作业

1.学生小结,本节课学习到了哪些知识?

2.你学完这节课后,能否具体的说出来,除了知识以外你还获得了什么?

作业:P.76 1、2 完成本课学案

八、教学评价设计

要求学生注意在探究活动中出现的一些问题,如:

(1)实验设计方案是不是最优的,还可能会存在着不合理的地方。

(2)操作中有没有什么失误,读数时会不会有失误。

4

(3)探究中是不是还有哪些问题还不清楚,哪些问题弄明白了。 5

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