《探究--電流與電壓電阻的關系》教學設計

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1、《探究--電流與電壓，電阻的關系》教學設計（第1課時） ●教學目標 一、知識與技能 1．通過實驗探究電流、電壓和電阻之間的關系； 2．使學生懂得同時使用電流表和電壓表測量一段導體兩端的電壓和電流； 3．會用滑動變阻器改變部分電路兩端的電壓。 二、過程與方法 1．通過實驗探究電流、電壓、電阻的關系.學會用“控制變量”來研究物理問題的科學方法； 2．通過在科學探究中經歷與科學家進行科學探究的相似過程，學會科學探究的方法，培養(yǎng)初步的科學探究的能力。 三、情感、態(tài)度與價值觀 1．通過學生的科學探究活動，形成尊重事實、探究真理的科學態(tài)度； 2．在學習知識與技能的同時，體驗科學探究的

2、樂趣和方法，領悟科學的思想和精神； 3．在同學們共同的探究活動中培養(yǎng)同學之間的協作意識。 ●教學重點 通過實驗探究電流、電壓、電阻之間的關系 ●教學難點 組織、引導學生在探究過程中認真觀察、仔細分析，并得出真實、科學的結論 ●教學方法 探究法、實驗法、觀察法 ●教具準備 干電池組、2.5 V和6.3 V小燈泡（帶座）各一只、開關一只、導線若干、投影儀 學生3人一組：電源（電池組或學生電源）5 Ω，10 Ω，15 Ω定值電阻各一個，滑動變阻器、電流表、電壓表各一只，導線若干 ●課時安排 1課時 ●教學過程 一、引入新課 ［師］通過前面的學習，同學們基本了解了電流、電

3、壓、電阻的概念，并學會了電流表和電壓表的使用。今天請同學們先看老師的這組實驗。 ［演示］小燈泡和電池、開關組成串聯電路。 演示一：一節(jié)干電池和2.5 V小燈泡串聯發(fā)光； 演示二：兩節(jié)干電池和2.5 V小燈泡串聯發(fā)光； 演示三：兩節(jié)干電池和6.3 V的小燈泡串聯發(fā)光。 同學們仔細觀察三次演示小燈泡的發(fā)光情況。 ［師］通過觀察實驗，根據上節(jié)課的學習，你能告訴大家什么？你還想知道些什么呢？ ［生］一個燈泡，兩節(jié)電池比一節(jié)電池時亮，說明燈（電阻）不變，電壓大時，電流也大。 ［生］同樣的兩節(jié)電池，2.5 V的燈比6.3 V的燈亮。電壓不變時，電阻大的電流小，電阻小的電流大。 ［生］能不

4、能知道電流、電阻、電壓之間數量上的關系呢？ 二、進行新課 ［師］根據同學們對電阻、電壓、電流的學習，你可以大膽地猜測一下它們之間可能的數量關系是什么？ ［生］電壓越大，電流越大。 ［生］電阻越大，電流越小。 ［生］也許其中的兩個相除或相乘會等于第三個。 ［生］電壓不變時，電阻大，電流就小。電阻小，電流就大，可能電流乘以電阻能等于電壓。 ［生］同一個電燈泡，電壓大時，電流就大，也可能電壓除以電流等于電阻。 ［生］…… ［師］同學們能有根據地推測、猜想非常好，你已經在科學研究的道路上邁出了正確的一步。接下來，同學們可以選擇面前的儀器設備，想辦法檢驗你的猜想是否正確。 ［探究］電

5、阻上的電流跟電壓的關系。 ［師］我們要探究電阻上電流跟電壓的關系，必須要經歷哪些過程呢？ ［生］首先要設計實驗，然后進行實驗和收集證據，再對實驗數據進行分析和論證，得出一般的結論，最后進行評估和交流。 ［師］大家還記得電流表和電壓表的使用規(guī)則嗎？ ［生］電流表串聯在電路中，電壓表并聯在電路中，并且都讓電流從“正”接線柱流入，從“負”接線柱流出。 ［師］電路中同時使用電流表和電壓表，會使用嗎？ ［生］（同學討論后）仍然是電流表串聯在電路中，測誰的電壓，就將電壓表并聯在誰的兩端。 ［師］同學們沒有問題的話，可以開始實驗。 要求探究過程中首先設計好實驗；實驗過程中記錄實驗步驟；如實填

6、寫實驗數據；對自己的實驗進行認真的分析、論證，客觀評估自己的實驗過程及結果；寫出完整的探究報告，并和其他組的同學交流。 （同學們操作，教師巡視指導） 選擇2~3組同學利用投影展示自己的探究報告，并逐一講解自己的設計思想、實驗步驟，分析論證的結果，進行自我評估，和大家進行交流。 ［投影］ 第一組 探究報告 ［題目］探究電阻、電壓、電流三者的關系 ［猜想和假設］ 1．電流和電阻成反比 2．電流和電壓成正比 ［設計實驗］ （一）設計思想 根據我們的猜測，現在已知道定值電阻的阻值是已知的且不改變，干電池的電壓值也是已知的，每節(jié)1.5 V。把定值電阻連入電路，用電流表測出電路中

7、的電流值，用電壓表測出定值電阻兩端的電壓，就可以知道電阻、電壓、電流的數量關系，換用不同阻值的定值電阻及改變干電池組電池的節(jié)數進行多次測量，就能得出電阻、電壓、電流關系的一般規(guī)律。 （二）實驗電路 根據實驗思想，畫出如下電路圖： （三）實驗數據表格 實驗次數 電阻R（Ω） 電壓U（V） 電流I（A） 1 2 3 4 5 6 （四）實驗器材 根據實驗思想及所畫電路圖，選擇如下器材： 電池組、定值電阻（三個不同阻值）、電流表、電壓表、開關各一個，導線若干 ［進行實驗］ 步驟一：按設計好的

8、電路圖正確連接實驗電路； 步驟二：先保持電池組的電池節(jié)數不變，分別將5 Ω、10 Ω、15 Ω的定值電阻接入電路，合上開關，讀出電壓表和電流表的讀數，將數據依次填入第一、二、三次數據表中； 步驟三：保持定值電阻不變，改變電池組電池節(jié)數（分別為1節(jié)、2節(jié)、3節(jié)），合上開關，分別讀取三次電流表、電壓表的數值，依次填入第四、五、六次測量數據表中。 ［分析和論證］ 分析由實驗得到的數據 1．第一、二、三次測量中電壓基本不變，電流隨著接入電阻值的增大而減小，但每次電流值和電阻值的乘積都近似等于電壓值，甚至有一次完全相同。 2．第四、五、六次測量中，電阻的阻值不變，隨著電池組節(jié)數的改變，電壓表

9、指示數值幾乎成倍地增加，但每次都很接近電池組的電壓。電流表的指示數也幾乎成倍地增大，并且和電壓增大的倍數相同。每次電壓除以電流的值都近似等于電阻的值。 綜合以上分析結果，可以得到結論，我們的猜測是正確的。電流I，電阻R，電壓U的關系是：電阻越大，電流越?。浑妷涸酱?，電流越大。 ［評估］ 從實驗的過程和結果看，盡管數據之間不是完全吻合，但基本能反映規(guī)律，所以測得的數據和結論是可靠的。 實驗過程中不太完美的是：操作過程中讀完數做記錄時沒有及時打開開關，可能會浪費電；在更換變阻器和電池組電池時，也沒有打開開關，這也是不允許的。 ［疑問］ 測量過程中，電壓表每次測量的值和電池組電壓值幾乎相

10、同，是否可以不用電壓表測量，直接由電源電壓讀出來？ ［師］對同學的表現給予充分肯定，引導同學們對探究過程及問題進行積極交流。 ［生］我們設計的電路是這樣的（用投影展示），也能得出和他們相同的結果。 ［生］我認為我們組設計的電路比他們的更好一些。（投影展示） 引起學生爭論。 ［生］我認為前面的那兩種設計合理，可以不用電壓表，直接由電池電壓就能知道電阻兩端的電壓，省事。 ［師］認為自己設計的更好的這組同學能不能說說你們的設計為什么好，好在哪里？老師怎么看見前兩組同學還比你們少用了器材，不好嗎？ ［生］前面兩組雖然少用了器材，但操作起來麻煩。每測一組數據，就得改變一次電源，就要

11、重新連接一次電路，很容易出錯。我們這樣的連接雖然增加了一個滑動變阻器，多用了器材，但不用改變電源，利用滑動變阻器就可以方便地改變電阻兩端的電壓，還能提高測量效率。 ［師］同學們認為他分析的有道理嗎？誰還有補充？ ［生］連接滑動變阻器時要用“一上、一下”兩個接線柱，還要注意電流不能超過滑動變阻器允許的最大電流值。 ［生］在實驗中還要注意電流表和電壓表的量程，選擇正確的接線柱，這樣讀出來的數才準確，我們是用“試觸”的方法來選擇量程的。 ［生］電流、電壓表的正負接線柱不能接反了，否則會損壞電表。 ［生］我認為也可以測出滑動變阻器的電壓。 ［師］同學們認為可以嗎？ ［生］可以測滑動變阻器

12、電壓。不過實驗探究的是定值電阻的電流和電壓的關系，測出滑動變阻器的電壓后，還得根據串聯電路電壓的規(guī)律求出定值電阻的電壓。這樣的話，電源電壓必須先知道。 ［生］我還有一個問題，實驗時電壓表是必須并聯在電阻兩端，電流表一定要串聯在電路中。但是有的是先用電流表和電阻串聯，電壓表接在電阻和電流表兩端，有的是電壓表先并聯在電阻兩端，電流表再串聯。（教師可讓學生畫圖說明）這樣測出的結果沒有差別嗎？ ［師］這位同學觀察得非常仔細。對于這樣的問題同學們可以先大膽猜測，在下節(jié)內容的探究實驗中驗證你的猜測。 ［師］大家還有什么問題嗎？有沒有同學注意過自己的測量方法和其他組同學的完全一樣嗎？ ［生］（同學們

13、經過相互交流）有的組先固定電壓測電流，比較電流和電阻關系；有的組先固定電阻，測電壓和電流，比較電流和電壓關系…… ［師］在電流、電壓、電阻三個量中，我們先限制其中一個量不變，來討論余下兩個量的關系；然后再限制另一個量不變，研究剩下兩個量的關系，這就叫“控制變量”法。在以后的探究活動中即使遇到更多的物理量，同學們也可以嘗試用控制變量法來研究.這樣處理可以把一個多因素的問題轉變成一個單因素的問題來研究，可以為我們研究問題帶來許多的方便。 課后，同學們可以進行更充分的探討、交流，互相取長補短，完善自己的探究報告。 三、小結 同學們一起來小結本節(jié)內容。 這節(jié)課我們學會了用電流表和電壓表測量一段導體兩端的電壓和流過導體的電流.通過實驗探究了定值電阻的電流和電壓的關系。 四、板書設計 電流跟電壓、電阻的關系： 在電阻一定的情況下，導體中的電流跟這段導體兩端的電壓成正比。 在電壓不變的情況下，導體中的電流跟導體的電阻成反比。