探究電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系

1、探究電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系教學(xué)設(shè)計(jì)一、教材及學(xué)情分析電流跟電壓、電阻的關(guān)系實(shí)際上就是歐姆定律，它是電學(xué)中的基本定律，是進(jìn)一步學(xué)習(xí)電學(xué)知識和分析電路的基礎(chǔ)，是本章的重點(diǎn)。要求學(xué)生通過探究活動得出，從而更進(jìn)一步體驗(yàn)科學(xué)探究的方法。這一節(jié)綜合性較強(qiáng)，從知識上講，要用到電路、電流、電壓和電阻的概念；從技能上講，要用到電流表、電壓表和滑動變阻器等。學(xué)生要通過自己的實(shí)驗(yàn)得出歐姆定律，最關(guān)鍵的是實(shí)驗(yàn)方法。學(xué)生對實(shí)驗(yàn)方法的掌握既是重點(diǎn)也是難點(diǎn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)難度比較大，主要在實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)的記錄以及數(shù)據(jù)的分析方面，學(xué)生出現(xiàn)錯(cuò)誤的可能性也比較大，所以實(shí)驗(yàn)的評估和交流也比較重要。課本是在前面“電流”、“電路”、

2、“電壓”、“電阻”等知識學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，推斷出電流與電壓、電阻的定性關(guān)系。這樣處理：一是給接下來的實(shí)驗(yàn)結(jié)果做了鋪墊，不致使學(xué)生感到突然；二是目的明確，使學(xué)生對將要探究的問題產(chǎn)生強(qiáng)烈的愿望，想要證實(shí)一下這個(gè)推斷。有了定性的關(guān)系，又知道電流是可以用電流表測量的物理量，電壓是可以用電壓表測量的物理量，電阻也是可測量的物理量。在此基礎(chǔ)上就可以引出“探究電流與電壓、電阻會不會有定量關(guān)系”的問題本節(jié)課“探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系”是一個(gè)完整的科學(xué)探究過程，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)的探究，學(xué)習(xí)科學(xué)猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格、分析論證、感悟科學(xué)方法。因此這節(jié)課無論在知識學(xué)習(xí)上還是在培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力上都

3、具有十分重要的作用。所以教學(xué)中，在注重學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際能力的同時(shí)，更要關(guān)注學(xué)生的科學(xué)探究能力的提高。二、教學(xué)目標(biāo)1知識與技能使學(xué)生會同時(shí)使用電壓表和電流表測量一段導(dǎo)體兩端的電壓和其中的電流。通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識電流、電壓和電阻的關(guān)系。會觀察、收集實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。2過程與方法根據(jù)已有的知識猜測未知的知識。經(jīng)歷觀察、實(shí)驗(yàn)以及探究等學(xué)習(xí)活動的過程并掌握實(shí)驗(yàn)的思路、方法；培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、分析、歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力；培養(yǎng)學(xué)生能夠掌握把一個(gè)多因素的問題轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄠€(gè)單因素問題的研究方法。能對自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評估，找到成功和失敗的原因。3情感、態(tài)度與價(jià)值觀讓學(xué)生用聯(lián)系的觀點(diǎn)看待周圍的事物并能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

4、方案證實(shí)自己的猜測。培養(yǎng)學(xué)生大膽猜想，小心求證，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神。三、教學(xué)資源演示用具：調(diào)光臺燈、實(shí)驗(yàn)電路、實(shí)驗(yàn)表格、圖像坐標(biāo)紙、課堂鞏固聯(lián)系等多媒體課件。學(xué)生用具：干電池（2節(jié)）學(xué)生電源25V和63V的小燈泡開關(guān)導(dǎo)線定值電阻（5、10、20）滑動變阻器電壓表和電流表。四、教學(xué)設(shè)計(jì)思路本節(jié)課的內(nèi)容有兩個(gè)方面：一是探究電流跟電壓的關(guān)系，二是探究電流跟電阻的關(guān)系。其基本思路是：首先以生活中的現(xiàn)象為基礎(chǔ)，提出問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)欲望。再讓學(xué)生自己通過實(shí)驗(yàn)，分析觀察，大膽猜想，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)猜想的學(xué)習(xí)方法，然后學(xué)生根據(jù)自己的猜想分析實(shí)驗(yàn)方法和所需的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)電路并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)

5、數(shù)據(jù)和圖像的分析得出電流跟電壓和電阻的關(guān)系。本節(jié)課在設(shè)計(jì)上體現(xiàn)了以下幾個(gè)特點(diǎn)：1體現(xiàn)了物理教學(xué)主線：生活物理社會。2突出觀察、實(shí)驗(yàn)。將電流跟電壓、電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為學(xué)生分組探究實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)了新課標(biāo)的理念要求和物理學(xué)科的素質(zhì)教育。培養(yǎng)了學(xué)生的觀察、設(shè)計(jì)、動手操作、分析、歸納和探究的能力。3通過“科學(xué)猜想法”和“控制變量法”等科學(xué)方法的教學(xué)，使學(xué)生潛移默化地接受物理學(xué)中的研究問題的方法。4利用多媒體輔助教學(xué)手段，加大課堂教學(xué)密度，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂效率。五、教學(xué)過程教學(xué)程序教師活動學(xué)生活動教學(xué)反思復(fù)習(xí)提問1電流是怎樣形成的？形成電流的原因是什么？什么是電阻？學(xué)生以舉手的形式回答問題。這部

6、分問題是學(xué)生已經(jīng)有了感性的認(rèn)識，大部分學(xué)生回答得很正確，即使有少數(shù)同學(xué)回答錯(cuò)誤也沒有關(guān)系，學(xué)生之間會進(jìn)行糾正。創(chuàng)設(shè)情境引入課題1開燈時(shí)，我們常常看到這樣的現(xiàn)象：傍晚燈的亮度較暗，深夜燈的亮度較亮，這是為什么？2演示：出示調(diào)光臺燈開開關(guān)，并轉(zhuǎn)動旋鈕，讓學(xué)生觀察臺的亮點(diǎn)變化。3提出問題：燈泡逐漸變亮（或變暗），說明了通過燈泡的電流是怎樣變化？4請同學(xué)們完成下列實(shí)驗(yàn)：（1）把25V小燈泡和演示用電流表串聯(lián)分別跟一節(jié)干電池和兩節(jié)干電池組成電路。閉合開關(guān)，觀察先后兩次電流表示數(shù)及小燈泡的亮度。分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，大膽猜想電流的變化可能跟什么有關(guān)？（2）分別把25V和63V小燈泡跟兩節(jié)干電池和演示電組成電路。閉

7、合開關(guān)，觀察先后兩次電流表的示數(shù)和小燈泡的亮度。分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，大膽猜想電流的變化可能跟什么有關(guān)？實(shí)驗(yàn)告訴我們：通過導(dǎo)體的電流的大小跟導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻這兩個(gè)因素有關(guān)。電流與電壓、電阻之間的有什么樣的定量關(guān)系呢？這就是我們這節(jié)課要探究的課題。（板書：探究電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系）學(xué)生觀察并思考學(xué)生回答：電流逐漸變大（或變小）學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，猜想：串聯(lián)干電池時(shí)，燈泡較亮，電流較大。由此可猜想：所加電壓越高，電流會越大。學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，猜想：63V小燈泡較暗，電流較小。燈泡不同，其電阻值一般不同。由此可猜想：導(dǎo)體電阻越大，電流就越小。這是生活中常見的現(xiàn)象，使學(xué)生感

8、覺到物理來源于生活。在這段教學(xué)中，通過讓學(xué)生觀察生活中臺燈的亮度變化，并讓學(xué)生自己通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行大膽猜想，充分調(diào)動學(xué)生參與課堂活動的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散思維能力。對于同學(xué)們的猜想不論對錯(cuò)，教師都應(yīng)認(rèn)真對待，但應(yīng)該注意：猜想不是瞎猜、亂猜，應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生在原有知識的基礎(chǔ)上有根據(jù)，符合邏輯進(jìn)行猜想。所以在這里設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)猜想。實(shí)驗(yàn)探究解決問題1確定實(shí)驗(yàn)方法控制變量法（1）電流可能受電壓和電流兩個(gè)因素的影響，如果兩個(gè)因素同時(shí)變化（如在改變電壓的同時(shí)，也改變電阻），能否判斷流變化是誰引起的嗎？（2）這個(gè)實(shí)驗(yàn)應(yīng)如何設(shè)計(jì)呢？（3）在物理學(xué)中，一個(gè)物理量往往受兩個(gè)或多個(gè)因素影響，為了研究這個(gè)量與

9、其中的一個(gè)因素的關(guān)系，可以固定其他的一些因素，只改變一個(gè)，以此進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，這種研究物理問題的方法叫“控制變量法”下面我們就利用控制變量法先來探究電流與電壓之間的關(guān)系。2探究電阻一定時(shí)，電流跟電壓之間的關(guān)系（1）請同學(xué)們討論，這個(gè)實(shí)驗(yàn)需要哪些器材？它們的作用各是什么？怎樣才能改變電阻兩端的電壓？畫出電路圖。（2）教師分析歸納總結(jié)學(xué)生的改變電阻兩端電壓的方法和實(shí)驗(yàn)電路，提出的異議，引導(dǎo)學(xué)生確定最佳實(shí)驗(yàn)方案，板書合理的器材選擇、電路圖、數(shù)據(jù)記錄方法、操作過程。學(xué)生思考后回答學(xué)生思考討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，確定實(shí)驗(yàn)方法：先讓電阻保持不變，改變電壓，觀察電流隨電壓變化的情況：在保持電壓不變，改變電阻，觀察

10、電流隨電阻變化的情況。學(xué)生思考、討論，匯報(bào)所需的實(shí)驗(yàn)器材及它們的作用，畫出電路圖。并且簡單陳述自己的實(shí)驗(yàn)操作過程。學(xué)生根據(jù)老師提出的異議，討論實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)方案，并修正器材、電路圖、數(shù)據(jù)記錄方法、操作方法。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)部分是一個(gè)難點(diǎn)，教師要進(jìn)行引導(dǎo)，不要輕易否定學(xué)生的想法，在設(shè)計(jì)過程中教師可以提出啟發(fā)性的問題，讓學(xué)生自我發(fā)現(xiàn)問題。（3）電腦出示實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問題：連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于 狀態(tài)?；瑒幼冏杵鞯幕幱谧柚?位置。注意認(rèn)清電壓表、電流表的 接線柱。電壓表量程選 V，電流表量程選 A。閉合開關(guān)前，應(yīng) 電路，確認(rèn)無誤后方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，閉合開關(guān)后，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使R兩端的電壓成整數(shù)倍

11、地變化（如1V、2V、3V），讀出每次加在R上的電壓值和電流值，并填入下列表格中，并在圖中畫出電阻的UI關(guān)系圖象R =電壓U（V）電流I（A）（4）學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)，幫助困難學(xué)生。（5）請學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)表格中的數(shù)據(jù)，當(dāng)電壓成倍數(shù)地增大時(shí)，電流是怎樣變化的？由此可以歸納出什么結(jié)論？（6）教師歸納總結(jié)：在電阻一定的情況下，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比。3探究電壓一定時(shí)，電流與電阻之間的關(guān)系（1）利用剛才的電路如何用實(shí)驗(yàn)研究電流跟電阻的關(guān)系？（2）怎樣改變電阻的大小？（3）在改變電阻時(shí)，加在電阻兩端的電壓也要改變，怎樣才能保持每次電阻兩端的電壓不變呢？（4）學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)中，換用不

12、同的電阻，閉合開關(guān)后，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使R兩端的電壓（如U=2V）保持不變，讀出每次R的電阻值和電流值，并填入表格中 U =電阻R（）102030電流I（A）（5）學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)，幫助困難學(xué)生。（6）請學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)表格中的數(shù)據(jù)，當(dāng)電阻成倍數(shù)地增大時(shí)，電流是怎樣變化的？由此可以歸納出什么結(jié)論？（7）教師歸納總結(jié)：在電壓一定的情況下，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。4以上兩個(gè)結(jié)論是同學(xué)們通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納得出的。在這之前，科學(xué)家們已經(jīng)進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，并證明了上述結(jié)論是正確的。5回扣：（1）打開調(diào)光臺燈后，轉(zhuǎn)動旋鈕，燈的亮度發(fā)生變化，說明通過燈泡的電流發(fā)生變化，引起電流變化的原

13、因是什么？（2）開關(guān)時(shí)，傍晚燈的亮度較暗，深夜燈的亮度較亮，說明了什么？（3）臺燈的調(diào)節(jié)旋鈕其實(shí)是一個(gè)變阻器，轉(zhuǎn)動旋鈕，實(shí)際上是調(diào)節(jié)變阻器，使加在燈泡兩端的電壓發(fā)生變化，而燈的電阻不變，所以電流隨電壓成正比的改變。（電腦顯示調(diào)光臺燈的實(shí)物圖和電路圖，動畫模擬調(diào)節(jié)過程）學(xué)生思考并回答上述問題學(xué)生以小組為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)中測得的數(shù)據(jù)填到設(shè)計(jì)的表格中。并在圖中畫出電阻的UI關(guān)系圖象分析實(shí)驗(yàn)表格中的數(shù)據(jù)和電阻的UI關(guān)系圖象，歸納得出結(jié)論學(xué)生思考討論，初步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案換用不同阻值的電阻（如5、10、20）學(xué)生思考回答：可以移動滑動變阻器的滑片，是每次加在電阻兩端的電壓不變。學(xué)生以小組為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)中測得的數(shù)據(jù)填到設(shè)計(jì)的表格中。分析實(shí)驗(yàn)表格中的數(shù)據(jù)，歸納得出結(jié)論學(xué)生討論回答在這段教學(xué)中教師合理地啟發(fā)學(xué)生選擇實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖，親自動手實(shí)驗(yàn)，分析數(shù)據(jù)，歸納得出結(jié)論，充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體作用。這樣不僅培養(yǎng)了學(xué)生的動手操作能力、觀察思維能力，而且使學(xué)生在獲取知識的同時(shí)，感受歐姆定律發(fā)現(xiàn)的邏輯過程，感受實(shí)驗(yàn)成功的喜悅?；乜矍懊娴膯栴}，使學(xué)生感覺到物理來源于生活，又服務(wù)于生活，生活中處處有物理，體會到學(xué)有所用。評估交流讓學(xué)生討論在實(shí)驗(yàn)中遇到的問題以及自己對問題的看法和解決辦法，教師引領(lǐng)回答幾