第一节电流和电压电阻的关系.doc

电流与电压和电阻的关系教学设计一、教学目标1、知识与技能通过实验探究，认识影响电流大小的因素；知道导体中的电流与电压、电阻的关系。培养学生依据实验事实，探索、分析推理、归纳得出物理规律的能力，以及利用物理规律解释同类物理现象的能力，使学生接受科学思维方法的训练；培养学生的动手能力和创新精神。2、过程与方法通过探究过程进一步体会猜想与假设、设计实验、分析论证、评估等探究要素；通过制定研究方案进一步体会“控制变量”这一重要的研究方法。初步掌握利用探究性实验研究物理问题，并归纳得出规律的一般研究方法；3、情感、态度与价值观在数据收集的过程中形成实事求是的科学态度；通过探究，揭示隐藏的物理规律，感受探索的乐趣；在与小组成员合作完成实验的过程中，加强与他人的协同、合作能力。二、教学重点和难点教学重点：引导学生发现电流与电压和电阻的关系；电流和电压、电阻间的定量关系的实验设计。教学难点：电流和电压、电阻间的定量关系的实验设计及学生对实验数据的分析、归纳并得出结论;实验器材多，实验注意点多，动手能力要求较高;出现故障的可能性较大，学生很难同步;各组实验数据存在差异，与教师期待的数据略有出入。三、教学过程1、提出问题，启动思维，知识铺垫，导入新课教师问：电压的作用是什么？学生答：电压是形成电流的必要条件。教师问：电阻表示什么？学生答：电阻表示导体对电流有阻碍作用。教师问：那么电流与电压、电阻有什么关系？、（学生积极思考）设计意图：利用学生已经有的一些关于电流与电压、电阻的关系定性认识电流与电压、电阻的关系。2、大胆猜想，活化思维，主动探究，形成假设在学生积极思考的过程中，引导他们大胆假设：电压是形成电流的必要条件，学生猜想：电压越高，电流可能越大。电阻表示导体对电流有阻碍作用，学生猜想：电阻越大，电流可能越小。学生通过对有关概念的理解，说出了猜想的理由，教师给予肯定。教师：牛顿曾说过“没有大胆的猜想，就不会有伟大的发现。”你们有这样的表现很好，但猜想是否正确，必须经过实验的检验。设计意图：引导学生合理猜想，引出探究课题，培养发散思维和主动参与教学的意识，并鼓励学生增强学生的探索热情。3、实验演示，巧设情景，定量分析，发展猜想演示一：不同电压使同一灯泡发光。将额定电压为3.8伏的小灯泡与滑动变阻器串联在6伏的电路中，电压表与小灯泡并联，移动滑片，观察电压表示数变化及小灯泡亮度变化。现象：电压升高，灯泡变亮，即通过灯丝的电流变大。通过实验，进一步猜想：电流与电压成正比吗？演示二：相同电压使不同电阻的灯泡发光。把25瓦和100瓦两只照明灯（可说明25瓦灯泡的电阻比100瓦的灯泡的电阻大）并联在照明电路中，观察发光情况。现象：一明一暗，100瓦的灯亮，即电阻小的电流大。通过实验，进一步猜想：电流与电阻成反比吗？设计意图：引导学生合理猜想，引出探究课题，视频展示台投视演示，突出效果。4、学生主体，实验研究，定量探究以上猜想是否能成立，需经过探索性的定量实验的验证。科学发展史表明，大部分物理规律的发现是先有科学猜想，后设计实验验证的。小组讨论，设计实验研究方法。引导学生回忆研究“电阻大小与导体材料、长度和横截面积有关”的实验方法，启发学生思考：要研究电流与电压、电阻两个因素的关系时，应该怎么办？学生讨论后回答：本实验必须分两步来完成。第一步，保持电阻不变，研究电流与电压的关系；第二步，保持电压不变，研究电流与电阻的关系。最后将两次实验结论综合起来，就能得出电流与电压、电阻的关系。教师强调指出：这种研究方法叫“控制变量法”，是科学研究中被广泛采用的一种方法。教师启发：针对以上两个方案，如何设计实验，需要哪些实验器材，需要测哪些物理量？设计意图：学会用控制变量法探究问题。电路设计。教师首先画出一个电阻R，启发学生思考：要组成一个简单电路，需哪些电路器件；要知道电阻R两端的电压和通过电阻R的电流，需用什么仪器测量，怎么连接？如何改变加在电阻R两端的电压呢？引导学生逐步完善电路，并让学生画出完整的电路图（如图所示）。教师用实物投影展示学生设计的实验电路图。设计意图：通过对学生设计的肯定，激发学生学习欲望，且为学生给出了一个正确的示范。让学生讨论：对于第一步，调节U(用电压表测)观察I（用电流表测），并且电压的调节可通过改变电池的节数来实现（电阻R直接接在电源两端），或者通过电阻R与滑动变阻器串联（上图），移动滑片来实现。师生共同讨论：方法一可行，但电压不一定是整数倍增加，显然给测量带来麻烦，并且实验电路必须多次改接：方法二因为变阻器的作用可改变电路中的电流，由此可以肯定移动滑片，电阻两端的电压一定要变化，这种方法只需要连接一次电路，通过连续改变滑片的位置，就可以改变电阻两端的电压，比方法一好。继续让学生讨论：对于第二步，要研究I与R的关系，首先要改变上图中R的值（提供5欧、10欧、20欧的定值电阻），要保持R两端的电压不变，同样可调节滑片的位置，这样就保证了当改变电阻R的大小时，通过调节R的滑片位置，使电压表示数不变，观察电流表示数的变化。教师强调：要得到一个规律，至少需要几组数据？学生：3组。教师：好，我们在实验中必须收集3组数据才能进行总结分析。表格设计。启发学生：要完成以上实验，还必须测量相关数据，并把数据填入表格。那么如何设计表格呢？思考后让学生画出有关表格（如图）。教师用实物投影展示学生的表格。R=_ U=_ V实验次序电阻R/电流I/实验次序电压U/V电流I/ 表一 表二设计意图：通过对学生设计的肯定，激发学生学习欲望，且为学生给出了一个正确的示范。团结协作，进行实验，收集数据实验操作。依照电路图，指导学生选择器材，连接电路，拟定实验步骤，动手实验，记录实验数据。教师：实验中，注意以下问题（展示幻灯片：1、连接电路时，开关要 ；2、闭合开关前，滑动变阻器的滑片滑到 位置）。1、2、3、4小组研究保持电阻不变，电流与电压的关系，即保持R不变，调节R，使R两端的电压成整数倍增加，测出通过R的电流，记录每次的电压值和电流值。5、6、7、8小组研究保持电压不变，电流与电阻的关系，即改变R的阻值，先后用5欧、10欧、20欧的电阻接入，调节R，保持R两端的电压不变，记录每次的电阻值和相应的电流值。开始实验，数据记在设计的表格中。在学生实验过程中，教师边巡视边指导。鼓励速度快的学生完成另外一实验，达到因材施教。设计意图：对实验的总结，为学生的成功探究奠定基础，并让学生体验团结合作学习。小组汇报，分析归纳，系统总结，得出结论分析比较以上实验数据，组织讨论，系统总结，归纳实验结论。让学生分析表一，并得出：电流随电压的增大而增大，且电压增大几倍，电流也增大几倍。结论1：当电阻一定时，电流与电压成正比。教师强调：电阻不变是前提，电压变化是“因”，电流变化是“果”。让学生分析表二，并得出：电流随电阻增大而减小，且电阻增大到几倍，电流就减小到几分之一。结论2：当电压一定时，电流与电阻成反比。教师强调：电压不变是前提，电阻不变是“因”，电流变化是“果”。教师：同样探究这个问题的小组，是否也发现了这样的规律？如果有的小组有不同结论，与其他同学交流一下，找找原因。（学生间短暂交流）教师：当然，实验误差也会造成实验数据有差异，不一定能得到严格相等的比例关系。在实验中，我们要尊重事实、实事求是地记录和分析数据。设计意图：让学生学会交流，激发学生交流的欲望让学生思维发生碰撞，取长补短，培养学生实事求是的科学态度。5、巩固练习，加深理解，提高能力，评估收获、在研究欧姆定律的实验中，我们先保持 不变，得出导体中的电流强度跟这段导体两端的电压关系；然后保持 不变，得出导体中的电流强度跟这段导体电阻的关系。、某同学在探究电压和电流的关系时，记录了如下表的实验数据，但有两处忘记填写，请你替他补上，电压U/V4610电流I/A0.511.25、在研究电流与电压、电阻关系时，通过移动滑动变阻器的滑片来 导体两端电压。当研究电流与电阻关系时，用不同阻值接入电路，每次都通过移动滑动变阻器上的滑片来 导体两端电压值（选填“改变”、“维持”）。、如图是小明同学在探究电流跟电压关系后，根据数据画出的UI图象，由图象可知，R1和R2的大小关系是（ ）A、R1R2 B、R1R2 C、R1R2 D、无法判断某一导体两端电压为UV时，电流为IA，那么，当它两端的电压增至4UV时，通过它的电流为 。6、小结并布置作业教师强调：“猜想实验再猜想再实验归纳总结”的探究问题的方法的重要性。作业：P.76 2;写一篇“电流”自传。写出本节的实验报告。四、 教学评价设计回顾在本节课中，学生小组反馈的实验数据，是否严格符合我们总结的规律？不符合的原因是什么？采用什么方法处理此问题能使此影响降为最小？学生交流后教师引导点拨，使之明确：实验用学生电压表和学生电流表测量存在误差；而且导线的电阻不可忽视；另外在探究过程中，保持不变的物理量是否在操作中真正做到保持不变呢？但是从实验数据整体上来说可以得出实验结果。评估是对探究反思的过程，有利于发展学生的批判思维，有利于培养学生严谨的科学态度。在教师必要的点拨下，形成对评估的正确认识，并使学生从这些具体的评估活动中获得体验，合作的精神得到加强，极大地提高了学生的综合素质与能力。要求学生在注意探究活动中出现的一些问题，如：（1）实验设计方案是不是最优的，还可能会存在着不合理的地方。（2）操作中有没有什么失误，读数时会不会有失误。（3）测量结果是不是可靠的。（4）探究中是不是还有哪些问题还不清楚，哪些问题弄明白了。交流与合作 1.学