2024年秋初中物理九年級上冊教學(xué)設(shè)計(jì)（教案）第1節(jié) 電流與電壓和電阻的關(guān)系（教案）

第十七章歐姆定律本章內(nèi)容概述歐姆定律是電學(xué)中的基本定律，它是學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)電學(xué)知識和分析電路的基礎(chǔ)，是電學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容.歐姆定律是實(shí)驗(yàn)定律，按照課標(biāo)的要求教材將此內(nèi)容的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)為學(xué)生的探究活動，目的是讓學(xué)生進(jìn)一步體驗(yàn)科學(xué)探究，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法.本章教學(xué)內(nèi)容以歐姆定律為線索，從歐姆定律的學(xué)習(xí)開始，到歐姆定律在理論和實(shí)際中的應(yīng)用結(jié)束，教材自始至終站在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)的角度安排教學(xué)內(nèi)容.本章共分4節(jié)：1.第1節(jié)為“電流與電壓和電阻的關(guān)系”，本節(jié)的綜合性較強(qiáng)，知識方面要用到電路、電壓和電阻的知識；技能方面要求學(xué)生掌握電流表、電壓表和滑動變阻器等的使用.本節(jié)主要要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究電流、電壓和電阻的關(guān)系，并進(jìn)一步掌握使用電壓表和電流表測量一段導(dǎo)體兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流的方法.2.第2節(jié)為“歐姆定律”，本節(jié)是在掌握“電阻、電壓、電流”三者之間關(guān)系的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出歐姆定律公式I＝UR，要求學(xué)生能應(yīng)用歐姆定律解釋一些簡單現(xiàn)象，并能進(jìn)行簡單的計(jì)算.3.第3節(jié)為“電阻的測量”，本節(jié)是歐姆定律內(nèi)容的延續(xù)，學(xué)生在應(yīng)用歐姆定律解決問題的同時(shí)，又可以加深對歐姆定律的理解.本節(jié)主要考查了利用“伏安法”測電阻的方法，要求學(xué)生能正確使用滑動變阻器、電壓表、電流表來測出小燈泡（或未知電阻）的電阻值.4.第4節(jié)為“歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用”，本節(jié)主要是關(guān)于歐姆定律和串、并聯(lián)電路的綜合，要求學(xué)生在掌握串、并聯(lián)電路電壓、電流特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，靈活利用歐姆定律來解決實(shí)際問題，并推導(dǎo)出串聯(lián)電路的總電阻R總＝R1+R2，并聯(lián)電路的總電阻1/R總＝1/R1+1/R2.教學(xué)目標(biāo)【教學(xué)目標(biāo)】1.在知識目標(biāo)方面：①通過實(shí)驗(yàn)探究，認(rèn)識影響電流大小的因素有電壓和電阻.②知道導(dǎo)體中的電流與電壓、電阻的關(guān)系；③掌握并運(yùn)用歐姆定律公式I＝UR；④掌握串、并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系，并能利用歐姆定律進(jìn)行簡單的計(jì)算；⑤知道用電流表和電壓表測電阻的實(shí)驗(yàn)原理，會同時(shí)使用電壓表和電流表測量導(dǎo)體的電阻.2.在能力目標(biāo)方面：①通過探究過程進(jìn)一步體會猜想與假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析與論證、評估與交流等探究環(huán)節(jié).②通過制定研究方案進(jìn)一步體會“控制變量”這一重要的研究方法.③通過分析與論證過程提高學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納物理規(guī)律的能力.3.在素養(yǎng)目標(biāo)方面：①在數(shù)據(jù)收集過程中形成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度；②通過探究，揭示隱藏的物理規(guī)律，激發(fā)學(xué)生探索的樂趣.③在與小組成員合作完成實(shí)驗(yàn)的過程中，加強(qiáng)與他人的協(xié)同、合作能力.本章課時(shí)安排【課時(shí)建議】本章共有4節(jié)，建議8課時(shí).第1節(jié)電流與電壓和電阻的關(guān)系………2課時(shí)第2節(jié)歐姆定律………1.5課時(shí)第3節(jié)電阻的測量……………………1.5課時(shí)第4節(jié)歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用…………1.5課時(shí)本章復(fù)習(xí)訓(xùn)練………1.5課時(shí)第1節(jié)電流與電壓和電阻的關(guān)系【教學(xué)目標(biāo)】一、知識目標(biāo)1.通過實(shí)驗(yàn)探究電流、電壓和電阻的關(guān)系；2.會同時(shí)使用電壓表和電流表測量一段導(dǎo)體兩端的電壓和通過的電流；3.會使用滑動變阻器來改變一段導(dǎo)體兩端的電壓.二、能力目標(biāo)1.通過實(shí)驗(yàn)探究過程，進(jìn)一步體會科學(xué)探究方法；2.領(lǐng)悟用“控制變量法”來研究物理問題的科學(xué)方法；3.通過實(shí)驗(yàn)、分析和探索過程，提高根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納物理規(guī)律的能力，學(xué)會用圖象研究物理問題.三、素養(yǎng)目標(biāo)1.在解決問題的過程中，有克服困難的信心和決心，讓學(xué)生體驗(yàn)戰(zhàn)勝困難、解決物理問題時(shí)的喜悅；2.引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成實(shí)事求是、尊重自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度；3.重視學(xué)生對物理規(guī)律的客觀性、普遍性和科學(xué)性的認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)世界觀的形成.【教學(xué)重點(diǎn)】實(shí)驗(yàn)探究電流、電壓和電阻的關(guān)系的過程.【教學(xué)難點(diǎn)】運(yùn)用數(shù)學(xué)一次函數(shù)圖象分析出電流、電壓和電阻的關(guān)系式.【教具準(zhǔn)備】教師準(zhǔn)備：演示用具、示教板一套，實(shí)驗(yàn)表格、圖象坐標(biāo)紙、多媒體課件等.學(xué)生準(zhǔn)備：電流表和電壓表各一個(gè)、三節(jié)干電池、滑動變阻器一個(gè)、定值電阻（R1＝5Ω、R2＝10Ω、R3=15Ω）、開關(guān)、導(dǎo)線若干.（以上器材為一組，每三人準(zhǔn)備一組器材）【教學(xué)課時(shí)】2課時(shí)【鞏固復(fù)習(xí)】教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容，并講解學(xué)生所做的課后作業(yè)（教師可針對性地挑選部分難題講解），加強(qiáng)學(xué)生對知識的鞏固.【新課引入】教師演示實(shí)驗(yàn)：請同學(xué)們看一個(gè)最基本的電路連接，即由電源、小燈泡、開關(guān)各一個(gè)，導(dǎo)線若干組成的一個(gè)簡單電路.（開關(guān)閉合后燈亮）請同學(xué)們思考：你有哪些辦法使小燈泡的亮度變暗？學(xué)生討論后回答：①可以減小電源電壓.②可以在電路中串聯(lián)一個(gè)電阻.教師按學(xué)生的方法演示.師前面我們學(xué)習(xí)了電流、電壓和電阻三個(gè)量的知識，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，即電壓變化要引起電流變化，電阻變化要引起電流變化.板書：提示：加在導(dǎo)體兩端的電壓越大，通過它的電流就會越大；導(dǎo)體的電阻越大，流過它的電流就會越小.這只是從定性的層面研究了電流與電壓、電阻之間的關(guān)系，在物理學(xué)中更有意義的研究，應(yīng)該是從定量的角度去研究電流與電壓、電阻之間的關(guān)系.【進(jìn)行新課】知識點(diǎn)1探究電流與電壓的關(guān)系（1）提出問題：師請同學(xué)們思考電阻不變時(shí)，電阻上的電流跟電阻兩端的電壓有什么關(guān)系？（2）猜想或假設(shè)：教師提示：同一個(gè)小燈泡接在一節(jié)電池的電路中時(shí)發(fā)光較暗，而接在兩節(jié)電池的電路中時(shí)發(fā)光較亮.教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)提示，發(fā)揮想象力，進(jìn)行猜想或假設(shè).學(xué)生猜想：電阻一定時(shí)，電壓越高，電路中的電流越大.（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：①實(shí)驗(yàn)儀器的選擇：師我們所學(xué)的電流、電壓和電阻三個(gè)物理量中，哪些物理量可以直接測量出來，分別用什么儀器來測量？生：能直接測量的物理量有：電流和電壓，儀器分別為電流表和電壓表.師電阻不能測量，我們怎樣知道導(dǎo)體的阻值呢？生：可以從銘牌上讀出導(dǎo)體的電阻值.②實(shí)驗(yàn)方法的選擇：師也就是說在研究電流和電壓、電阻之間關(guān)系時(shí)，我們是固定電阻不變，讓電壓發(fā)生改變，觀察電流的變化，這種研究物理問題的方法叫什么？生：控制變量法.教師播放多媒體課件“控制變量法”，并講解.控制變量法（多媒體課件）（1）什么是控制變量法：影響結(jié)果的因素稱為變量，在研究某個(gè)因素對結(jié)果的影響時(shí)，只改變這個(gè)因素的大小，而保持其他因素不變，從而確定這個(gè)因素對結(jié)果的影響，以此類推，分析各個(gè)因素對結(jié)果的影響，這種方法叫做控制變量法.（2）使用控制變量法的一般步驟：①明確研究的問題中有多少個(gè)物理量，搞清研究的對象是哪個(gè)物理量；②逐一研究物理量（研究對象）跟某一物理量的單一關(guān)系；③把這些單一關(guān)系綜合起來.（3）用控制變量法探究電流跟電壓、電阻關(guān)系的具體方法是：①保持電阻不變，通過改變電壓，觀察電流的變化；②保持電壓不變，通過改變電阻，觀察電流的變化.從而得出它們之間的關(guān)系.③實(shí)驗(yàn)時(shí)如何減小誤差：師實(shí)驗(yàn)時(shí)，針對于某一導(dǎo)體只測量一組電壓和電流值，行嗎？生：不行.師為什么？師生共同回答：多次測量可以減少誤差，同時(shí)考慮到物理規(guī)律的客觀性、普遍性和科學(xué)性，應(yīng)該多測量幾次.注意：我們在實(shí)驗(yàn)時(shí)不僅要針對同一導(dǎo)體測量幾組電壓值和電流值，同時(shí)還要更換定值電阻反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這種研究物理問題的方法是不可忽視的.（實(shí)驗(yàn)時(shí)，給出了兩個(gè)不同的定值電阻R1＝5Ω和R2＝10Ω）④實(shí)驗(yàn)時(shí)如何改變電壓和電流：師我們在實(shí)驗(yàn)中要多次測量電壓值和電流值，那么怎樣去改變導(dǎo)體兩端的電壓和通過它的電流呢？生1：改變電源的電壓，如：增減串聯(lián)的干電池的節(jié)數(shù).生2：用滑動變阻器來改變定值電阻兩端的電壓.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，請大家根據(jù)你認(rèn)為最適合的方法和剛才我們設(shè)計(jì)的思路，對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)測量電壓和電流的電路圖.⑤實(shí)驗(yàn)探究報(bào)告：（教師用多媒體展示給學(xué)生）第*組實(shí)驗(yàn)探究報(bào)告［實(shí)驗(yàn)題目］探究電阻上的電流跟電阻兩端電壓的關(guān)系［猜想或假設(shè)］電流和電壓成正比.［設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)］（一）實(shí)驗(yàn)電路圖：（二）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格：（三）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（兩個(gè)不同阻值）、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關(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)好的電路圖正確連接實(shí)驗(yàn)電路.步驟二：先將5Ω的定值電阻接入電路，合上開關(guān)，適當(dāng)移動滑動變阻器的滑片，分別讀取三次電流表、電壓表的數(shù)值，依次填入第1、2、3次數(shù)據(jù)表中.步驟三：再將10Ω的定值電阻接入電路，合上開關(guān)，適當(dāng)移動滑動變阻器的滑片，分別讀取三次電流表、電壓表的數(shù)值，依次填入第4、5、6次數(shù)據(jù)表中.（4）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：實(shí)際操作中，教師要提醒學(xué)生注意以下幾個(gè)問題：（用多媒體播放）①連接電路和更換元件時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，滑動變阻器按“一上一下”的接法，滑動變阻器的滑片應(yīng)放到最大阻值的位置上.②正確連接電流表、電壓表、滑動變阻器.③閉合開關(guān)前，明確研究對象；明確控制什么物理量不變，什么物理量改變；明確觀察記錄哪些數(shù)據(jù).④測量過程中電路閉合時(shí)間不能過長，讀取數(shù)據(jù)后要斷開電路，以防止通電時(shí)間過長電阻發(fā)熱給實(shí)驗(yàn)帶來誤差.⑤測量次數(shù)不要過多，根據(jù)時(shí)間而定，一般測量三次或四次左右.⑥若用滑動變阻器來改變導(dǎo)體兩端電壓的情況時(shí)，盡量使定值電阻兩端的電壓成整數(shù)倍地變化（如：0.5V，1V，1.5V……）.同樣若用干電池（或?qū)W生電源）改變電源電壓時(shí)，也盡量使電源電壓成整數(shù)倍地變化.教師巡回指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，指出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中容易出現(xiàn)的錯誤，并分析錯誤原因，要求學(xué)生實(shí)事求是地填寫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).（5）分析和論證：數(shù)據(jù)處理時(shí)，教師可引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)思考測量數(shù)據(jù)，從不同的角度進(jìn)行分析：如分析電壓是怎樣發(fā)生變化，從而影響到電流怎樣變化；同時(shí)還應(yīng)考慮到實(shí)驗(yàn)會有誤差，可能數(shù)據(jù)不會完全一致.（6）得出結(jié)論：教師總結(jié)得出電流、電壓關(guān)系的結(jié)論：板書：電阻不變時(shí)，通過導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體兩端的電壓成正比.教師指導(dǎo)學(xué)生用測量的數(shù)據(jù)對照課本畫出U-I圖象（高中物理中叫伏安特性曲線），引導(dǎo)學(xué)生理解并運(yùn)用圖象法解決問題.教師播放多媒體課件“圖象法”，并講解.圖象法（多媒體課件）在物理學(xué)中，經(jīng)常利用圖象表示一個(gè)物理量隨另一個(gè)物理量的變化情況，它可以直觀、形象地表示出物理量的變化規(guī)律.在本節(jié)中探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理時(shí)，就應(yīng)用了圖象法；利用實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn)，分別畫出電阻不變時(shí)電流隨電壓的變化圖象和電壓不變時(shí)電流隨電阻（或電阻的倒數(shù)）的變化圖象，從而分析圖象，得出電流跟電壓、電阻的關(guān)系.（7）評估:要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究報(bào)告中反思自己的探究活動，如：①實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案是不是最優(yōu)的，還可能會存在著哪些不合理的地方，可怎樣進(jìn)行改進(jìn).②操作過程中讀完數(shù)據(jù)做記錄時(shí)沒有及時(shí)斷開開關(guān)，可能會浪費(fèi)電；在更換電阻時(shí)，也沒有斷開開關(guān)，這也是不允許的.③從實(shí)驗(yàn)的過程和結(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，所以測得的數(shù)據(jù)和結(jié)論是可靠的.（8）交流：要求學(xué)生進(jìn)行交流時(shí)，可以相互交換各自的實(shí)驗(yàn)探究報(bào)告，也可以口頭表述自己在實(shí)驗(yàn)探究中與他人不同的意見，同時(shí)還應(yīng)聽取他人正確的意見.交流時(shí)，不應(yīng)只是交流實(shí)驗(yàn)探究結(jié)論，交流的重點(diǎn)應(yīng)放在實(shí)驗(yàn)探究的過程中.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，而我的結(jié)論和你不一樣？例題1（多媒體展示）為了探究電流跟電壓的關(guān)系，小亮設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖.甲乙（1）請根據(jù)電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙中的元件連成電路.（2）在探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持不變，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置，改變，記下對應(yīng)的電流值.解析：（1）根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，首先應(yīng)看明白電路圖中各元件的位置及連接方式，然后對照電路圖連接電路元件.連接時(shí)注意電表的正、負(fù)接線柱位置及其量程.看不出該使用哪個(gè)量程時(shí)，應(yīng)使用較大量程.（2）在探究電流跟電壓的關(guān)系時(shí)，根據(jù)控制變量法，應(yīng)保持R不變，調(diào)節(jié)滑動變阻器，獲取不同的電壓值.答案：（1）如右圖所示（2）電阻R的阻值電壓表示數(shù)（或定值電阻兩端電壓）課堂演練完成本課時(shí)對應(yīng)課堂練習(xí).知識點(diǎn)2探究電流與電阻的關(guān)系（1）提出問題:師前面的實(shí)驗(yàn)中，我們知道，電阻不變時(shí)，電流與電壓成正比，那么，在電壓不變時(shí)，電流與電阻之間有什么樣的關(guān)系呢？（2）猜想或假設(shè):生：根據(jù)“導(dǎo)體的電阻越大，流過它的電流就會越小”，因此我們猜想：電流與電阻成反比.（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):教師提示：我們在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，仍需使用控制變量法，即保持電阻兩端的電壓不變，研究電壓不變的條件下，電流與電阻的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)電路圖與前面相同.（4）進(jìn)行實(shí)驗(yàn):步驟一：按電路圖連接好電路.步驟二：分別將5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻連入電路中，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)保持不變（如U=3V），分別讀出電流表的示數(shù)，記錄在下面的表格中.U=V（5）分析論證，評估，交流.根據(jù)測量的數(shù)據(jù)對照課本畫出I-R圖象，并得出結(jié)論.板書：在電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比.例題2（多媒體展示）在探究電壓不變，電流跟電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，已經(jīng)得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，下表中有兩個(gè)數(shù)據(jù)漏寫，請根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，填寫表中的兩個(gè)空格.解析：當(dāng)電壓不變時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比.若電流從0.6A減小為0.3A，電流減小了一半，那么電阻應(yīng)增大一倍，為10Ω.若電阻從5Ω增大為20Ω，電阻增大為原來的4倍，那么電流應(yīng)減小為原來的1/4，為0.15A.答案：100.15例題3（多媒體展示）在“探究電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，老師提供的實(shí)驗(yàn)器材如圖所示（各個(gè)電源兩端的電壓保持不變，各個(gè)定值電阻受溫度的影響可以忽略）.請選用合適的器材，完成實(shí)驗(yàn)探究.（1）你認(rèn)為電流的大小與哪些因素有關(guān)？答：（2）本實(shí)驗(yàn)中，需要保持不變.（3）在虛線框內(nèi)畫出你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖.（4）小楊設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案中，使用了滑動變阻器，在實(shí)驗(yàn)中，滑動變阻器不能起到的作用是（）A.控制電路中的電流大小，保護(hù)電路B.保持定值電阻兩端的電壓不變C.改變電源電壓解析：由電壓、電阻的概念可知，電流的大小與電壓、電阻有關(guān)；要研究電流與電阻的關(guān)系，應(yīng)保持電壓不變；實(shí)驗(yàn)中要測電壓和電流，故應(yīng)用到電壓表和電流表，為了保證電壓不變，還需用到滑動變阻器，因此電路設(shè)計(jì)如圖所示；滑動變阻器的作用：既可以保護(hù)電路，又可以保持定值電阻兩端的電壓不變，但它不能改變電源電壓.答案：（1）電壓、電阻（2）電壓（3）如右圖所示（4）C課堂演練完成本課時(shí)對應(yīng)課堂練習(xí).教師總結(jié)：理解電流與電壓、電阻的關(guān)系時(shí)，要注意以下兩個(gè)問題：（1）這里的導(dǎo)體中的電流和導(dǎo)體兩端的電壓、導(dǎo)體的電阻都是針對同一導(dǎo)體而言的.不能說一個(gè)導(dǎo)體的電流和另一個(gè)導(dǎo)體兩端的電壓成正比；也不能說一個(gè)導(dǎo)體的電流與另一個(gè)導(dǎo)體的電阻成反比.所以，電流與電壓、電阻的關(guān)系一定要標(biāo)明是哪一段電路或哪一個(gè)導(dǎo)體.（2）注意電流與電壓、電阻關(guān)系的邏輯性.在敘述三者關(guān)系時(shí)，電流與電壓、電阻的順序不能改變，即不可以說：電阻一定時(shí)，導(dǎo)體兩端的電壓隨電流的增大而增大；電壓一定時(shí)，電流越小，導(dǎo)體電阻越大.這是因?yàn)殡妷菏切纬呻娏鞯脑颍?/p>