《探究--電流與電壓電阻的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計(jì)

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1、《探究--電流與電壓，電阻的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計(jì)（第1課時(shí)） ●教學(xué)目標(biāo) 一、知識(shí)與技能 1．通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究電流、電壓和電阻之間的關(guān)系； 2．使學(xué)生懂得同時(shí)使用電流表和電壓表測(cè)量一段導(dǎo)體兩端的電壓和電流； 3．會(huì)用滑動(dòng)變阻器改變部分電路兩端的電壓。 二、過(guò)程與方法 1．通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究電流、電壓、電阻的關(guān)系.學(xué)會(huì)用“控制變量”來(lái)研究物理問(wèn)題的科學(xué)方法； 2．通過(guò)在科學(xué)探究中經(jīng)歷與科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)探究的相似過(guò)程，學(xué)會(huì)科學(xué)探究的方法，培養(yǎng)初步的科學(xué)探究的能力。 三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1．通過(guò)學(xué)生的科學(xué)探究活動(dòng)，形成尊重事實(shí)、探究真理的科學(xué)態(tài)度； 2．在學(xué)習(xí)知識(shí)與技能的同時(shí)，體驗(yàn)科學(xué)探究的

2、樂(lè)趣和方法，領(lǐng)悟科學(xué)的思想和精神； 3．在同學(xué)們共同的探究活動(dòng)中培養(yǎng)同學(xué)之間的協(xié)作意識(shí)。 ●教學(xué)重點(diǎn) 通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究電流、電壓、電阻之間的關(guān)系 ●教學(xué)難點(diǎn) 組織、引導(dǎo)學(xué)生在探究過(guò)程中認(rèn)真觀察、仔細(xì)分析，并得出真實(shí)、科學(xué)的結(jié)論 ●教學(xué)方法 探究法、實(shí)驗(yàn)法、觀察法 ●教具準(zhǔn)備 干電池組、2.5 V和6.3 V小燈泡（帶座）各一只、開(kāi)關(guān)一只、導(dǎo)線若干、投影儀 學(xué)生3人一組：電源（電池組或?qū)W生電源）5 Ω，10 Ω，15 Ω定值電阻各一個(gè)，滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表各一只，導(dǎo)線若干 ●課時(shí)安排 1課時(shí) ●教學(xué)過(guò)程 一、引入新課 ［師］通過(guò)前面的學(xué)習(xí)，同學(xué)們基本了解了電流、電

3、壓、電阻的概念，并學(xué)會(huì)了電流表和電壓表的使用。今天請(qǐng)同學(xué)們先看老師的這組實(shí)驗(yàn)。 ［演示］小燈泡和電池、開(kāi)關(guān)組成串聯(lián)電路。 演示一：一節(jié)干電池和2.5 V小燈泡串聯(lián)發(fā)光； 演示二：兩節(jié)干電池和2.5 V小燈泡串聯(lián)發(fā)光； 演示三：兩節(jié)干電池和6.3 V的小燈泡串聯(lián)發(fā)光。 同學(xué)們仔細(xì)觀察三次演示小燈泡的發(fā)光情況。 ［師］通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)，根據(jù)上節(jié)課的學(xué)習(xí)，你能告訴大家什么？你還想知道些什么呢？ ［生］一個(gè)燈泡，兩節(jié)電池比一節(jié)電池時(shí)亮，說(shuō)明燈（電阻）不變，電壓大時(shí)，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(shí)，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(shù)量上的關(guān)系呢？ 二、進(jìn)行新課 ［師］根據(jù)同學(xué)們對(duì)電阻、電壓、電流的學(xué)習(xí)，你可以大膽地猜測(cè)一下它們之間可能的數(shù)量關(guān)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(gè)相除或相乘會(huì)等于第三個(gè)。 ［生］電壓不變時(shí)，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(gè)電燈泡，電壓大時(shí)，電流就大，也可能電壓除以電流等于電阻。 ［生］…… ［師］同學(xué)們能有根據(jù)地推測(cè)、猜想非常好，你已經(jīng)在科學(xué)研究的道路上邁出了正確的一步。接下來(lái)，同學(xué)們可以選擇面前的儀器設(shè)備，想辦法檢驗(yàn)?zāi)愕牟孪胧欠裾_。 ［探究］電

5、阻上的電流跟電壓的關(guān)系。 ［師］我們要探究電阻上電流跟電壓的關(guān)系，必須要經(jīng)歷哪些過(guò)程呢？ ［生］首先要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和收集證據(jù)，再對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和論證，得出一般的結(jié)論，最后進(jìn)行評(píng)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(lián)在電路中，電壓表并聯(lián)在電路中，并且都讓電流從“正”接線柱流入，從“負(fù)”接線柱流出。 ［師］電路中同時(shí)使用電流表和電壓表，會(huì)使用嗎？ ［生］（同學(xué)討論后）仍然是電流表串聯(lián)在電路中，測(cè)誰(shuí)的電壓，就將電壓表并聯(lián)在誰(shuí)的兩端。 ［師］同學(xué)們沒(méi)有問(wèn)題的話，可以開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。 要求探究過(guò)程中首先設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中記錄實(shí)驗(yàn)步驟；如實(shí)填

6、寫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行認(rèn)真的分析、論證，客觀評(píng)估自己的實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果；寫出完整的探究報(bào)告，并和其他組的同學(xué)交流。 （同學(xué)們操作，教師巡視指導(dǎo)） 選擇2~3組同學(xué)利用投影展示自己的探究報(bào)告，并逐一講解自己的設(shè)計(jì)思想、實(shí)驗(yàn)步驟，分析論證的結(jié)果，進(jìn)行自我評(píng)估，和大家進(jìn)行交流。 ［投影］ 第一組 探究報(bào)告 ［題目］探究電阻、電壓、電流三者的關(guān)系 ［猜想和假設(shè)］ 1．電流和電阻成反比 2．電流和電壓成正比 ［設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)］ （一）設(shè)計(jì)思想 根據(jù)我們的猜測(cè)，現(xiàn)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(cè)出電路中

7、的電流值，用電壓表測(cè)出定值電阻兩端的電壓，就可以知道電阻、電壓、電流的數(shù)量關(guān)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(shù)進(jìn)行多次測(cè)量，就能得出電阻、電壓、電流關(guān)系的一般規(guī)律。 （二）實(shí)驗(yàn)電路 根據(jù)實(shí)驗(yàn)思想，畫出如下電路圖： （三）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 電阻R（Ω） 電壓U（V） 電流I（A） 1 2 3 4 5 6 （四）實(shí)驗(yàn)器材 根據(jù)實(shí)驗(yàn)思想及所畫電路圖，選擇如下器材： 電池組、定值電阻（三個(gè)不同阻值）、電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)各一個(gè)，導(dǎo)線若干 ［進(jìn)行實(shí)驗(yàn)］ 步驟一：按設(shè)計(jì)好的

8、電路圖正確連接實(shí)驗(yàn)電路； 步驟二：先保持電池組的電池節(jié)數(shù)不變，分別將5 Ω、10 Ω、15 Ω的定值電阻接入電路，合上開(kāi)關(guān)，讀出電壓表和電流表的讀數(shù)，將數(shù)據(jù)依次填入第一、二、三次數(shù)據(jù)表中； 步驟三：保持定值電阻不變，改變電池組電池節(jié)數(shù)（分別為1節(jié)、2節(jié)、3節(jié)），合上開(kāi)關(guān)，分別讀取三次電流表、電壓表的數(shù)值，依次填入第四、五、六次測(cè)量數(shù)據(jù)表中。 ［分析和論證］ 分析由實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù) 1．第一、二、三次測(cè)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(cè)量中，電阻的阻值不變，隨著電池組節(jié)數(shù)的改變，電壓表

9、指示數(shù)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(shù)也幾乎成倍地增大，并且和電壓增大的倍數(shù)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(jié)果，可以得到結(jié)論，我們的猜測(cè)是正確的。電流I，電阻R，電壓U的關(guān)系是：電阻越大，電流越??；電壓越大，電流越大。 ［評(píng)估］ 從實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和結(jié)果看，盡管數(shù)據(jù)之間不是完全吻合，但基本能反映規(guī)律，所以測(cè)得的數(shù)據(jù)和結(jié)論是可靠的。 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不太完美的是：操作過(guò)程中讀完數(shù)做記錄時(shí)沒(méi)有及時(shí)打開(kāi)開(kāi)關(guān)，可能會(huì)浪費(fèi)電；在更換變阻器和電池組電池時(shí)，也沒(méi)有打開(kāi)開(kāi)關(guān)，這也是不允許的。 ［疑問(wèn)］ 測(cè)量過(guò)程中，電壓表每次測(cè)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(cè)量，直接由電源電壓讀出來(lái)？ ［師］對(duì)同學(xué)的表現(xiàn)給予充分肯定，引導(dǎo)同學(xué)們對(duì)探究過(guò)程及問(wèn)題進(jìn)行積極交流。 ［生］我們?cè)O(shè)計(jì)的電路是這樣的（用投影展示），也能得出和他們相同的結(jié)果。 ［生］我認(rèn)為我們組設(shè)計(jì)的電路比他們的更好一些。（投影展示） 引起學(xué)生爭(zhēng)論。 ［生］我認(rèn)為前面的那兩種設(shè)計(jì)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(rèn)為自己設(shè)計(jì)的更好的這組同學(xué)能不能說(shuō)說(shuō)你們的設(shè)計(jì)為什么好，好在哪里？老師怎么看見(jiàn)前兩組同學(xué)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(lái)麻煩。每測(cè)一組數(shù)據(jù)，就得改變一次電源，就要

11、重新連接一次電路，很容易出錯(cuò)。我們這樣的連接雖然增加了一個(gè)滑動(dòng)變阻器，多用了器材，但不用改變電源，利用滑動(dòng)變阻器就可以方便地改變電阻兩端的電壓，還能提高測(cè)量效率。 ［師］同學(xué)們認(rèn)為他分析的有道理嗎？誰(shuí)還有補(bǔ)充？ ［生］連接滑動(dòng)變阻器時(shí)要用“一上、一下”兩個(gè)接線柱，還要注意電流不能超過(guò)滑動(dòng)變阻器允許的最大電流值。 ［生］在實(shí)驗(yàn)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(lái)的數(shù)才準(zhǔn)確，我們是用“試觸”的方法來(lái)選擇量程的。 ［生］電流、電壓表的正負(fù)接線柱不能接反了，否則會(huì)損壞電表。 ［生］我認(rèn)為也可以測(cè)出滑動(dòng)變阻器的電壓。 ［師］同學(xué)們認(rèn)為可以嗎？ ［生］可以測(cè)滑動(dòng)變阻器

12、電壓。不過(guò)實(shí)驗(yàn)探究的是定值電阻的電流和電壓的關(guān)系，測(cè)出滑動(dòng)變阻器的電壓后，還得根據(jù)串聯(lián)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(gè)問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓表是必須并聯(lián)在電阻兩端，電流表一定要串聯(lián)在電路中。但是有的是先用電流表和電阻串聯(lián)，電壓表接在電阻和電流表兩端，有的是電壓表先并聯(lián)在電阻兩端，電流表再串聯(lián)。（教師可讓學(xué)生畫圖說(shuō)明）這樣測(cè)出的結(jié)果沒(méi)有差別嗎？ ［師］這位同學(xué)觀察得非常仔細(xì)。對(duì)于這樣的問(wèn)題同學(xué)們可以先大膽猜測(cè)，在下節(jié)內(nèi)容的探究實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證你的猜測(cè)。 ［師］大家還有什么問(wèn)題嗎？有沒(méi)有同學(xué)注意過(guò)自己的測(cè)量方法和其他組同學(xué)的完全一樣嗎？ ［生］（同學(xué)們

13、經(jīng)過(guò)相互交流）有的組先固定電壓測(cè)電流，比較電流和電阻關(guān)系；有的組先固定電阻，測(cè)電壓和電流，比較電流和電壓關(guān)系…… ［師］在電流、電壓、電阻三個(gè)量中，我們先限制其中一個(gè)量不變，來(lái)討論余下兩個(gè)量的關(guān)系；然后再限制另一個(gè)量不變，研究剩下兩個(gè)量的關(guān)系，這就叫“控制變量”法。在以后的探究活動(dòng)中即使遇到更多的物理量，同學(xué)們也可以嘗試用控制變量法來(lái)研究.這樣處理可以把一個(gè)多因素的問(wèn)題轉(zhuǎn)變成一個(gè)單因素的問(wèn)題來(lái)研究，可以為我們研究問(wèn)題帶來(lái)許多的方便。 課后，同學(xué)們可以進(jìn)行更充分的探討、交流，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，完善自己的探究報(bào)告。 三、小結(jié) 同學(xué)們一起來(lái)小結(jié)本節(jié)內(nèi)容。 這節(jié)課我們學(xué)會(huì)了用電流表和電壓表測(cè)量一段導(dǎo)體兩端的電壓和流過(guò)導(dǎo)體的電流.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究了定值電阻的電流和電壓的關(guān)系。 四、板書設(shè)計(jì) 電流跟電壓、電阻的關(guān)系： 在電阻一定的情況下，導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比。 在電壓不變的情況下，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。