【教案二】171電流與電壓和電阻的關(guān)系

1、17.1電流與電壓、電阻的關(guān)系【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、電壓和電阻的關(guān)系。2使學(xué)生會(huì)同時(shí)使用電壓表和電流表測(cè)量一段導(dǎo)體兩端的電壓和流過(guò)它的電流。3使學(xué)生會(huì)使用滑動(dòng)變阻器來(lái)改變一段導(dǎo)體兩端的電壓。二、過(guò)程與方法1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，體會(huì)科學(xué)探究的一般方法，提高學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納物理規(guī)律的能力。2、使學(xué)生領(lǐng)悟用“控制變量”來(lái)研究物理問(wèn)題的科學(xué)方法。3、體會(huì)使用圖象研究物理問(wèn)題的優(yōu)越性三、情感態(tài)度與價(jià)值觀1在實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程中，有克服困難的信心和決心，能體驗(yàn)戰(zhàn)勝困難、解決物理問(wèn)題時(shí)的喜悅；2養(yǎng)成實(shí)事求是、尊重自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度，注意學(xué)生科學(xué)世界觀的形成?！窘虒W(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】1重點(diǎn)

2、：學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究電流、電壓和電阻的關(guān)系的過(guò)程2難點(diǎn)：科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的進(jìn)行，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、信息的處理和綜合【教學(xué)用具】教師演示實(shí)驗(yàn)：干電池組、2.5V和6.5V小燈泡各一只，導(dǎo)線若干、開(kāi)關(guān)一只，實(shí)物投影儀。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：電流表、電壓表、干電池組、滑動(dòng)變阻器、定值電阻（R15和R210）、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。以上器材為一組，每四人準(zhǔn)備一組器材。（若學(xué)校條件允許，可將干電池組換成學(xué)生電源，實(shí)驗(yàn)效果會(huì)更好。）【 教材分析和教學(xué)建議】歐姆定律的實(shí)驗(yàn)是探索性實(shí)驗(yàn)，其設(shè)計(jì)是本節(jié)的難點(diǎn)。因?yàn)槌踔形锢聿粡睦碚撋辖忉寶W姆定律，所以對(duì)學(xué)生而言歐姆定律的建立完全領(lǐng)依賴實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果。同時(shí)，歐姆定律的實(shí)驗(yàn)研究在本章中是作為物理

3、學(xué)常用研究方法的典型范例出現(xiàn)的。它是電學(xué)中的基本定律，也是進(jìn)一步學(xué)習(xí)電學(xué)知識(shí)和分析、解決電路問(wèn)題的基礎(chǔ)，因此是初中電學(xué)的重點(diǎn)知識(shí)。通過(guò)本節(jié)教學(xué)，可使學(xué)生對(duì)即將要學(xué)習(xí)的歐姆定律更好的理解。電流跟電壓、電阻的關(guān)系，是分析和研究各種電路的關(guān)鍵。著重介紹了研究三個(gè)物理量之間變化關(guān)系的方法。先引導(dǎo)學(xué)生得出電流與電壓和電阻有關(guān)，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究。本節(jié)從開(kāi)頭引入課題后，就提出物理學(xué)中常用的研究方法。教學(xué)時(shí)應(yīng)重視研究方法的指導(dǎo)。教師要引導(dǎo)學(xué)生懂得歐姆定律的研究是在如下科學(xué)方法的指導(dǎo)下進(jìn)行的。在三個(gè)或三個(gè)以上的物理量中，先要確定研究對(duì)象的物理量（如I），然后逐一研究這個(gè)物理量和另一物理量的關(guān)系。研究時(shí)，要假定除

4、這兩個(gè)物理量外的其他物理量不變，然后將這些單一的關(guān)系綜合起來(lái)。應(yīng)該在常用方法的傳授過(guò)程中，先將研究的思路和方案確定，然后再進(jìn)行電路圖的設(shè)計(jì)、電學(xué)器材的選擇等內(nèi)容的教學(xué)。研究方法和步驟確定以后，實(shí)驗(yàn)電路不宜直接給出，而應(yīng)啟發(fā)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮脱芯糠椒ㄗ约涸O(shè)計(jì)電路圖，選擇實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格，并指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)物接線。接線時(shí)，要強(qiáng)調(diào)電路圖和實(shí)物圖一一對(duì)應(yīng)。進(jìn)行具體操作時(shí)，最好選用0 50的滑動(dòng)變阻器。開(kāi)始時(shí)應(yīng)將滑動(dòng)變阻器調(diào)到最大值，然后減小變阻器的阻值，使電阻兩端的電壓增加，電壓值最好取整數(shù)，并成整數(shù)倍增加。在保持電壓不變時(shí)，電阻值變化應(yīng)成倍數(shù)地增加，但由于存在變阻器自身電阻和電源內(nèi)電阻，需將阻值

5、調(diào)大一些。進(jìn)行定量實(shí)驗(yàn)前，也可先作些定性研究。取得數(shù)據(jù)后，要教會(huì)學(xué)生如何分析數(shù)據(jù)。分析時(shí)，也可由學(xué)生自行研究。對(duì)于探究電流、電壓、電阻的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，探究過(guò)程應(yīng)給學(xué)生足夠的時(shí)間去思考、討論。通過(guò)多媒體及時(shí)展示學(xué)生討論、設(shè)計(jì)的方案，使學(xué)生間相互交流，共同提高，擴(kuò)大每個(gè)學(xué)生的知識(shí)面。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)有一定難度，教師應(yīng)及時(shí)充當(dāng)優(yōu)秀學(xué)生的角色參與設(shè)計(jì)和討論，以便激勵(lì)學(xué)生積極參與。本實(shí)驗(yàn)要改變電阻兩端電壓的方法至少有兩種，一是改變電池的個(gè)數(shù)，二是利用滑動(dòng)變阻器，應(yīng)盡可能讓學(xué)生通過(guò)討論自己得出。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，可讓學(xué)生按自己設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并非一定要統(tǒng)一要求。在分析表格數(shù)據(jù)得結(jié)論時(shí)，應(yīng)讓學(xué)生多發(fā)表自己的見(jiàn)解，不完整

6、，不規(guī)范沒(méi)關(guān)系，可在充分肯定其合理性的同時(shí)繼續(xù)找學(xué)生補(bǔ)充，最后總結(jié)出規(guī)范的結(jié)論， 得出歐姆定律的具體內(nèi)容。本節(jié)教材的探究過(guò)程，是從兩個(gè)量相乘或相除是否等于第三個(gè)量出發(fā)設(shè)計(jì)的，從所測(cè)數(shù)據(jù)間的關(guān)系能夠比較得出結(jié)論，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出：電阻一定，導(dǎo)體中的電流，跟導(dǎo)體的兩端電壓成正比的結(jié)論。第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)，換的電阻讓其成倍數(shù)增加，電阻兩端的電壓調(diào)至與第一次相同，然后分析表一、二就可得出：電壓一定，導(dǎo)體的電流，跟導(dǎo)體的電阻成反比的結(jié)論，為歐姆定律的得出做好鋪墊。同時(shí)今年教材增加了U-I關(guān)系圖象，讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用圖象進(jìn)行分析，但由于是學(xué)生第一次接觸，故對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)是一個(gè)難點(diǎn)，因此，教師應(yīng)從坐標(biāo)軸的建立與劃分入手，

7、使學(xué)生理解U-I關(guān)系圖象?！窘虒W(xué)過(guò)程】一、創(chuàng)設(shè)情境，引入新課師：在前面兩章中我們學(xué)習(xí)了電流、電壓和電阻三個(gè)量的知識(shí)。這三個(gè)量之間的關(guān)系并不是孤立存在的，而是互相聯(lián)系、互相影響的。下面先請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真觀察演示實(shí)驗(yàn)：（教師演示、學(xué)生觀察，并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論）演示加在同一個(gè)燈泡兩端的電壓越大，燈泡越亮。（即：加在一段導(dǎo)體兩端的電壓越大，通過(guò)它的電流就會(huì)越大）；演示在相同電壓下，不同的燈泡，其亮度不同。（即：在相同電壓下，導(dǎo)體的電阻越大，流過(guò)它的電流就會(huì)越?。＿@些例子同時(shí)還揭示了電流與電壓、電阻之間的定性關(guān)系。如果知道一個(gè)導(dǎo)體的電阻值，還知道導(dǎo)體兩端的電壓值，你能不能計(jì)算出通過(guò)它的電流值呢？（或用數(shù)學(xué)表達(dá)

8、式表示出來(lái)）板書：第七章 歐姆定律第一節(jié) 探究電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系二、進(jìn)行科學(xué)探究1提出問(wèn)題師：探究電流與電壓、電阻之間有什么定量關(guān)系？2猜想或假設(shè)根據(jù)教師的演示實(shí)驗(yàn)和下面兩個(gè)事實(shí)來(lái)引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生的想像力，進(jìn)行猜想或假設(shè)加在導(dǎo)體兩端的電壓越大，通過(guò)它的電流就會(huì)越大；導(dǎo)體的電阻越大，流過(guò)它的電流就會(huì)越小。生答：·三者的關(guān)系可能是IU/R；·可能是導(dǎo)體兩端的電壓增大幾倍，那導(dǎo)體中的電流也增大幾倍；·可能是UIR；·或者是 3設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（采用啟發(fā)提問(wèn)式，幫助學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)）師：我們所學(xué)電流、電壓和電阻三個(gè)量，哪些量可以測(cè)量出，分別用什么儀器來(lái)測(cè)量？生：能測(cè)

9、量的量有：電流和電壓，儀器分別為電流表和電壓表。師：電阻不能測(cè)量，我們?cè)鯓又缹?dǎo)體的阻值呢？生：可以預(yù)先給出導(dǎo)體的電阻值（使用定值電阻）。師：也就是說(shuō)在研究電流和電壓、電阻之間關(guān)系時(shí)，我們是先固定電阻不變，讓電壓發(fā)生改變，觀察電流的變化，這種研究物理問(wèn)題的方法叫什么？生：控制變量法（引導(dǎo)歸納得出）。師：實(shí)驗(yàn)時(shí)，針對(duì)于某一導(dǎo)體僅僅測(cè)量一組電壓和電流值，行嗎？生：不行。師：為什么呢？師生共同回答：多次測(cè)量可以減少誤差，同時(shí)考慮到實(shí)驗(yàn)探究的科學(xué)性，應(yīng)該多測(cè)量幾次。教師提示：不僅針對(duì)同一導(dǎo)體要測(cè)量幾組電壓和電流值，同時(shí)還要更換定值電阻反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這種研究物理問(wèn)題的方法是不可忽視的。本次實(shí)驗(yàn)時(shí)，給出了

10、二個(gè)不同的定值電阻（R15和R210）師：我們?cè)趯?shí)驗(yàn)要多次測(cè)量電壓和電流值，那么怎樣去改變導(dǎo)體兩端的電壓和通過(guò)它的電流呢？生1答：可以改變電源的電壓，如：增減串聯(lián)的干電池的節(jié)數(shù)。生2答：可以用滑動(dòng)變阻器來(lái)改變。教師總結(jié)指出：同學(xué)們知道了改變定值電阻兩端電壓的方法，請(qǐng)大家根據(jù)你認(rèn)為最適合你的方法和剛才我們?cè)O(shè)計(jì)的思路，對(duì)照自己桌前的器材選擇你所需的實(shí)驗(yàn)儀器，并畫出能夠同時(shí)測(cè)量電壓和電流的電路圖以及記錄數(shù)據(jù)的表格（學(xué)生開(kāi)始小組討論實(shí)驗(yàn)方案，教師巡視答疑，投影出個(gè)別學(xué)生的設(shè)計(jì)方案，全班分析、完善實(shí)驗(yàn)方案）。4進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)際操作中，教師還要提醒學(xué)生注意以下幾個(gè)問(wèn)題：連接電路時(shí)要注意什么問(wèn)題？生1：連接電路

11、時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)處于斷開(kāi)狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)放到最大阻值的位置上。師：測(cè)量多少次數(shù)據(jù)較合適？生2：測(cè)量次數(shù)不要過(guò)多，根據(jù)時(shí)間而定，一般測(cè)量三次或四次左右。師：如果在實(shí)驗(yàn)中使用了滑動(dòng)變阻器，那接法上要注意什么問(wèn)題？閉合電路之前應(yīng)考慮什么問(wèn)題？生3：接線柱不能同上或同下，應(yīng)該一上一下；且閉合電路之前應(yīng)該將滑片移到最大電阻處。教師提示：在實(shí)驗(yàn)中若用滑動(dòng)變阻器來(lái)改變導(dǎo)體兩端的電壓的情況下，應(yīng)盡量使定值電阻兩端的電壓成整數(shù)倍地變化（如：1V，2V，3V）。同樣若用干電池（或?qū)W生電源）改變電源電壓時(shí)，也應(yīng)該使電源電壓成整數(shù)倍地變化。教師巡回指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，解答實(shí)驗(yàn)中的疑問(wèn)，并指出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中錯(cuò)誤，要求學(xué)生

12、實(shí)事求是地填寫和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)信息。5分析和論證數(shù)據(jù)處理時(shí)，可引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)思考測(cè)量數(shù)據(jù)：分析電壓是怎樣發(fā)生變化，從而影響到電流的怎樣變化；同時(shí)還應(yīng)考慮到實(shí)驗(yàn)會(huì)有誤差，可能數(shù)據(jù)不很一致。得出電流、電壓的關(guān)系的結(jié)論。（投影機(jī)展示）學(xué)生處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，各小組進(jìn)行討論，最后得出結(jié)論：當(dāng)電阻相同時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體兩端的電壓成正比。然后指導(dǎo)學(xué)生用測(cè)量的數(shù)據(jù)對(duì)照課本，畫出U-I圖。啟發(fā)學(xué)生將圖線結(jié)果與數(shù)學(xué)中的一次函數(shù)的知識(shí)作對(duì)比，推導(dǎo)出U-I關(guān)系式：UIR。6實(shí)驗(yàn)評(píng)估要求學(xué)生在探究報(bào)告中反思自己的探究活動(dòng)一些問(wèn)題，如：（1）自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案是不是最優(yōu)的，還可能會(huì)存在著哪些不合理的地方。（2）自己在

13、實(shí)驗(yàn)操作中有沒(méi)有什么失誤，讀數(shù)時(shí)有些什么失誤。（3）本小組測(cè)量結(jié)果是不是可靠的。（4）探究中是不是還有哪些問(wèn)題還不清楚，哪些問(wèn)題弄明白了。7交流 教師提示：要求學(xué)生課后進(jìn)行交流，交流時(shí)，可以相互交換各自的探究報(bào)告，也可以口頭表述自己在探究時(shí)與他人不同的意見(jiàn)，同時(shí)還應(yīng)聽(tīng)取他人正確的意見(jiàn)。交流時(shí)，不應(yīng)只是交流探究結(jié)論，交流的重點(diǎn)應(yīng)放在探究的過(guò)程中。如：為什么我的猜想和別人不一樣？為什么我的方法與你不一樣？為什么你能得出這樣的結(jié)論，我的結(jié)論不和你一樣？三、作業(yè)：完成本次實(shí)驗(yàn)的探究報(bào)告，并在報(bào)告寫出對(duì)自己所選的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程進(jìn)行評(píng)估，為下一節(jié)作的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備。 【本課點(diǎn)評(píng)】：·本節(jié)課基本是學(xué)生的分組探究實(shí)驗(yàn)，將學(xué)生四人分成一組，大致分工：實(shí)驗(yàn)時(shí)，一人移動(dòng)滑動(dòng)變阻器（或改變電源電壓），一人觀察電壓表，一人觀察電流表，一人記錄。·在探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)時(shí)，要讓學(xué)生知道“增減電池?cái)?shù)目”和“使用滑動(dòng)變阻器”這兩種方法進(jìn)行科學(xué)探究，目的是使學(xué)生明白科學(xué)探究過(guò)程的多樣性，同時(shí)在交流和評(píng)估時(shí)，懂得不同的科學(xué)探究方法對(duì)于研究問(wèn)題的優(yōu)劣情況。·在實(shí)際操作中，應(yīng)該多給予鼓勵(lì)，增強(qiáng)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的信心。有些要求盡可能讓學(xué)生通過(guò)動(dòng)手的過(guò)程自己去感悟，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究素質(zhì)。 ·采用圖象進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，教師可以使用電子表格工具（多媒體），實(shí)現(xiàn)即時(shí)處理?？梢园央妷篣看成