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八年级科学下册 3.5电流与电压和电阻的关系教案 华师大版

发布时间:2014-01-30 09:49:31  

4.5 电流与电压和电阻的关系

教材分析

在初中科学中,欧姆定律是电学的一个基本定律,是进一步学习电学知识和分析电路的基础,是本章的重点。本节课重点在于学生要通过自己设计实验、得出结论,最关键的是两个方面:一是实验方法,二是欧姆定律。欧姆定律的含义主要是学生在实验的过程中逐渐理解,而且定律的形式很简单,所以是重点而不是难点。但学生对实验方法的掌握既是重点也是难点。这个实验难度比较大,主要在实验的设计、数据的记录以及数据的分析方面。由于实验的难度比较大,学生出现错误的可能性也比较大,所以实验的评估和交流也比较重要。这些方面都需要教师的引导和协助,所以这次课采用启发式综合教学法。

课型:启发式综合教学法。

三维目标

知识与技能

通过实验认识电流、电压和电阻的关系。

学会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和通过导体的电流。

学会用滑动变阻器改变部分电路两端的电压。

会观察、收集实验中的数据并对数据进行分析。

过程和方法

感悟使用“控制变量法”来研究物理问题的科学方法。

能对自己的实验结果进行评估,找到成功和失败的原因。

情感态度与价值观

让学生用联系的观点看待周围的事物并能设计实验方案证实自己的猜测。 培养学生大胆猜想,小心求证,形成严谨的科学精神。

重点与难点

重点:掌握实验方法;理解欧姆定律。

难点:设计实验;实验数据分析;实验结果的归纳。

学具:多媒体

教具:

演示:干电池、2.5v和6.3v小灯泡{带座}各一只、开关一只、导线若干。

学生四人一组:学生电源,5欧、10欧的定值电阻各一只,滑动变阻器、

电流表、电压表各一只,导线若干。

教学过程

一.引入新课、认定目标

师:到目前已经学了电学方面的哪几个物理量?

生:电流I、电压U、电阻R(板书1)

师:(引导学生回忆这几个物理量的概念,并从中体会它们之间的联系)它们之间并不是孤立的,而是有着重要的联系。请同学们先看老师的这组实验。

演示:小灯泡和电池、开关组成串联电路(板书2)

演示1:一节干电池和2.5v小灯泡串联,观察灯发光情况

演示2:两节干电池和2.5v小灯泡串联,观察灯发光情况

演示3:两节干电池和6.3v小灯泡串联,观察灯发光情况

师:通过观察实验,根据上节课的学习你能告诉大家什么?你还想知道什么?

生:电压越大,对电流的推动作用也越大;电阻越大,对电路中的电流的阻碍也越大。(对于这个简单的问题,大家的回答都很积极和准确。)(板书2)

用心 爱心 专心 - 1 -

师:这只是一种粗略的推测,是一种定性的关系。如果一支5Ω的电阻当它两端的电压从5V变为10V时通过它的电流会变得怎样?电流变化了多少?

生:(这个问题有难度,可激起学生的求知欲望)

二.进行新课

师:电流和电压、电阻之间究竟有什么定量关系?请大胆地猜想,说出你的猜想并告诉大家猜想的依据。

生:(学生的各种猜想??)

(板书3.这里的猜想最好是一个具体的公式,因此学生可能会没有把握表达自己的观点,所以需要鼓励。但注意:应该引导学生在原有知识的基础上有根据,符合逻辑进行猜想。)

师:到底哪一种想法是对的,我们只能通过实验来验证。这个实验要怎么设计呢?

生:用电源和一段已知阻值的导体组成一个电路,用电压表测出导体两端的电压,用电流表测出通过导体的电流,看三个值满足哪一个关系式。(设计实验)

师:说出你所需的器材有哪些? 生:电源、开关、导线、电阻、电流表、电压表。(板书4)

生:改变电阻两端的电压,测出在不同的电压下通过电阻的电流。(板书5)

师:如果你得出了结论,我会怀疑是不是因为你用的这个电阻比较特殊,这个结论只是一个巧合,可能换了其他的电阻就没有这个规律了。

生:可以换几个电阻,测出不同电阻情况下的电压和电流。(板书5)

师:换电阻很简单,这里老师可以给你们5Ω和10Ω两个不同的电阻;如何改变电压呢? [教师引导学生从电源的角度(用的电源是干电池或学生电源怎么操作?)和从电路的组成结构角度(电路中增加一个什么元件?)进行思考]

①增减干电池的个数。

②调节学生电源的输出电压。

③与定值电阻串联一个滑动变阻器。(板书5)

师:由于滑动变阻器能连续调节电压,使用起来比较方便,这里我们使用串联滑动变阻器的方法改变电压。[补充板书4(增加“滑动变阻器”)]

师:现在我们知道了所用的器材,大家现在画出用这些器材组成的一个能同时测量电压和电流的电路图。(引导:我们研究的对象是定值电阻,因此电流表和电压表测量的是通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压,电流表和电压表应与定值电阻怎样连接?要用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压,滑动变阻器应与定值电阻怎样连接?)

生:(学生将自己画的电路图展示在黑板上,教师引导学生进行修改)

师:同学们画的电路图可能不同,但只要把握住关键的要点就可以。

要点:①电源、开关、滑动变阻器、定值电阻、电流表串联;

②电压表并联在定值电阻的两端。(见图)(板书6)

用心 爱心 专心 - 2 -

师:记录数据是必不可少的一个环节,我们改变的是电压和电阻,测量的是电流,记录数据的表格应如何设计?

生:(联想以前看到的表格设计)

师:为了在实验完毕后能与其他小组的数据进行比较,大家的实验条件应该相同,这里我们都使用5Ω和10Ω的两个定值电阻,调节定值电阻两端电压依次为1V、2V、3V(教师板书7,下表中实践部分)

师:实验设计完成。但这并不代表我们的实验成功了,如果你在实际操作中出现错误,实验可能因此功亏一篑,现在大家想想应该怎么做?为什么?

(①连接电路的过程中开关应该断开还是闭合?②开关闭合前,滑动变阻器的滑片应调节到什么地方?③如果已经知道实验中遇到的最大电流是0.6A,电流表和电压表的量程应如何选择?) 生:(第一个问题比较简单,大部分学生能够回答,第二个问题比较难,教师要进行提示,第三个问题要让学生学会从实验设计中寻找数据,教师要提示。最后教师投影答案)

师:请同学按照上面的实物图和实验方案开始实验。(学生以四人为小组进行操作,教师巡视指导)

师:[将学生的实验数据展示在黑板上(补充板书7),每个小组都很积极地告诉老师自己的实验数据]因为任何实验都存在误差,所以大家的数据有差别是正常的,但数据差别不大,不影响我们总结规律,同学们观察这些数据之间有什么关系?

用心 爱心 专心 - 3 -

(投影:①观察表格的纵行。当电阻是5Ω时,电阻两端的电压增大到原来的2倍,通过它的电流增大到原来的___2___倍,电压增大到原来的3倍,通过它的电流增大到原来的___3____倍。对于10Ω的电阻,电流和电压有这种关系吗?

结论:导体中的电流跟导体两端的电压成正比。(板书8)

②观察表格的横行。当电压是1V时,电阻增大到原来的2倍,通过它的电流变为原来的__1/2__倍。对于2V和3V的情况,电流和电阻有这种关系吗?

U 结论:导体中的电流跟导体的电阻成反比。(板书8) I?R ③将电流I、电压U、电阻R的关系用公式表示为 __________。

生:(数据的规律性很明显,学生基本能自己独立得出结论)

师:这个规律最早是由德国的物理学家欧姆发现的,因此称为欧姆定律。

乔治·西蒙·欧姆生于德国埃尔兰根城,欧姆是一个很有

天才和科学抱负的人,他长期担任中学教师始终坚持不懈

地进行科学研究,自己动手制作仪器。

欧姆对导线中的电流进行了研究。他于1826年发表了

实验结果。1827年欧姆又在《电路的数学研究》一书中,

把他的实验规律总结成如下公式: S=γE。式中S表示

电流;E表示电压,γ为导线对电流的传导率,其倒数即为

电阻。

欧姆定律发现初期,许多物理学家不能正确理解和评价这一发现,他遭到怀疑和尖

锐的批评。直到1841年英国皇家学会授予他最高荣誉的科普利金牌,才引起德国科学界

的重视。

欧姆在自己的许多著作里还证明了:电阻与导体的长度成正比,与导体的横截面积

和传导性成反比;在稳定电流的情况下,电荷不仅在导体的表面上,而且在导体的整个

截面上运动。

人们为纪念他,将测量电阻的物理量单位以欧姆的姓氏命名。

师:实验完成了,大家讨论下面的几个问题,然后做出回答。

①实验的结论具不具有普遍性?

我们的实验采用改变电压和电阻多次测量的方法,在条件改变后得到的规律是相同的,说明规律应该具有普遍性。

②为什么少数小组的数据偏差比较大?

多种情况的错误都可能引起这种结果。如:电路连接是否正确;电压表是不是并联在定值电阻的两端;电表选择的是另外的量程自己却还没有意识到;读数时误将电流表当电压表,电压表当电流表;数据是不是填入表格中正确的位置等等。

③为什么多数小组的数据总有一些小小的偏差?

用心 爱心 专心 - 4 -

这属于正常误差。如:在读数时,每个人的习惯不同,当遇到电表指示在刻度的半格处时,有的同学忽略半格,有的同学多读了半格;还有你们用的定值电阻的阻值以及电表的准确性也不可能完全一样。

三.结论

1. 欧姆定律内容:导体中的电流,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电 阻成反比。这个规律叫欧姆定律。(板书9)

2.公式:

U

I =

R

U=IR

3.变换公式:

R =

I U

I(A) U单位: (V) R(Ω)

既然我们已经掌握了这个规律,不用测量,大家能不能把表格中的空白部分补充完整? (教师任意添加一个电阻和电压,学生补充电流)

除了应用规律求电流,我们能不能求电压或电阻?

(教师任意添加一个电流,学生补充电压或电阻)

②同学们家中使用的电冰箱阻值大约是500Ω,请你根据欧姆定律估算一下当它工作时通过的电流大约是多少?

实验过程小结

①应用滑动变阻器改变电路中部分元件两端的电压。

②同时使用电流表和电压表测量通过某导体的电流和它两端的电压。

③改变实验条件多次测量使结论具有普遍性。

④实验要按照要求规范操作。

⑤电流、电压、电阻之间的关系:欧姆定律。

板书设计:

1. 已学的电学物理量:电流I、电压U、电阻R。

2。演示实验:电压越大,对电流的推动作用也越大;电阻越大,对电路中的电流的阻

碍也越大。(定性关系)

3.猜测三者之间的关系:I=UR、I=U/R、I=U-R、??

4.实验器材:电源、开关、导线、电阻、电流表、电压表、滑动变阻器。

5.设计实验:1)电阻不变,改变电压,测电流值。

2)电压不变,改变电阻,测电流值。

3)(改变电压的方法)①增减干电池的个数。

②调节学生电源的输出电压。

③与定值电阻串联一个滑动变阻器。

6.实验电路图:见图

用心 爱心 专心 - 5 -

7.记录表格:

8.结论:(欧姆定律)

9.公式变换应用(板书课本77页的例题)

通过例题的分析,让学生体会欧姆定律在电学中的重要地位。同时继续强调电学的解题格

式,说明作电路图在解体过程中的重要作用。

作业:

作业本:A

用心 爱心 专心

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