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

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

2、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(xiàn)若干、投影儀學(xué)生3人一組：電源（電池組或?qū)W生電源）5 ，10 ，15 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(xiàn)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

3、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

4、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“

5、正”接線(xiàn)柱流入，從“負(fù)”接線(xiàn)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(huà)，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)填寫(xiě)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(xiě)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23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

6、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(huà)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（）電壓U（V）電流I（A）123456（四）實(shí)驗(yàn)器材根據(jù)實(shí)驗(yàn)思想及所畫(huà)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(xiàn)

7、若干進(jìn)行實(shí)驗(yàn)步驟一：按設(shè)計(jì)好的電路圖正確連接實(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 、10 、15 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，電壓表指示數(shù)值

8、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，電流越小；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同，是否可以不用電壓表測(cè)量，直接由電源電

9、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

10、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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(huà)，電源電壓必須先知道。生我還

11、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(huà)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)