初中物理沪科版九年级全册第十五章探究电路第二节科学探究欧姆定律

第2节科学探究：欧姆定律┃教学整体设计┃【教学目标】一、知识与技能1.通过实验探究使学生会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和通过它的电流。2.会用滑动变阻器改变部分电路的电压。3.通过实验探究电流、电压和电阻的关系，理解欧姆定律，并能进行简单的计算。二、过程与方法1.通过实验探究电流与电压、电阻的关系，让学生经历科学探究的全过程。2.通过实验探究，使学生进一步熟悉用“控制变量法”来研究物理问题的科学方法。3.尝试用图像法对实验数据进行分析处理。三、情感、态度与价值观引导学生正确对待实验中的失误，实事求是，切忌弄虚作假，帮助学生分析实验失败的原因，研究实验改进的措施，研究减小实验误差的方法，培养学生严谨的科学态度。【教学重点】理解欧姆定律的内容及其表达式、变换式的物理意义。【教学难点】在实验探究中，用图像法分析实验数据和对实验结果进行评估。【课前准备】收音机、三节干电池、小灯泡、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω)、滑动变阻器(20Ω2A)、电压表、电流表、开关、导线若干。┃教学过程设计┃教师活动批注一、前置测评1.电流是怎样形成的？2.导体的电阻对电流有什么作用？(学生思考后，找一位学生回答。)这样通过简单回顾、分析，使学生很快回忆起三个量的有关概念，同时为本节知识做好铺垫。二、导入新课教师设疑：(1)既然电压是形成电流的原因，那么，导线中的电流与两端的电压有何关系呢？(2)既然电阻对电流起阻碍作用，那么，导体中的电流与它本身的电阻有何关系呢？这三个量究竟有着怎样的数量关系呢？由此导入新课。(学生对电流与电压、电阻的关系提出了各种各样的猜想。)三、合作探究(一)实验探究：电流的大小与哪些因素有关？1.猜想与假设电流可能与电压有关，增大电压，电流要增大；电流还可能与电阻有关，增大电阻，电流要减小。(引导学生进行合理地猜想：猜想1：“电流的大小可能与电压有关，可能是电压越大，电流越大。”猜想2：“电流的大小可能与电阻有关，可能是电阻越小，电流越大。”猜想3：“电流的大小可能与电压和电阻都有关，可能是与电压成正比，与电阻成反比。”)2.设计实验与制订计划教师引导：(1)请同学们回忆探究电阻大小的影响因素采用的研究方法是什么，然后讨论本实验用了什么研究方法。(2)在研究电流与电压的关系时，如何改变定值电阻两端的电压？用什么方法较方便？请同学们设计出一种简单方法的电路图。(3)连接实验电路的过程中，我们应该注意哪些问题？(学生讨论交流：(1)我们要用“变量控制法”分别研究电流与电压和电阻的关系。(2)可以通过改变电池组改变定值电阻两端的电压，也可以用串联滑动变阻器，改变滑动变阻器的阻值改变电路中的电流来改变定值电阻两端的电压。(3)应该注意：①连接时，开关要断开；②电流表和电压表接法要正确；③滑动变阻器只能一上一下各接一个接线柱，开始时滑动变阻器的滑片要置于电阻值最大的位置；④检查是否出现短路和接反接线柱的现象。学生交流：交流各自设计的探究方案，请几个同学把设计的电路图画在黑板上。)师生总结实验方法设计：本实验中分别探究电流跟电压的关系、电流跟电阻的关系。探究电流跟电压的关系时，要保持导体的电阻不变；探究电流跟电阻的关系时，要保持导体两端的电压不变。设计电路图如图所示。3.进行实验与收集证据(1)电阻一定时，探究电流与电压的关系，实验时从阻值为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻中任选一个，然后调节滑动变阻器，观察两个电表的示数变化，实验记录表格如表一所示。表一：次数电阻电压U/V电流I/A1R＝______Ω23(学生以小组为单位，根据设计的探究方案，进行分组实验。)(2)电压一定时，探究电流与电阻的关系，实验时改变电阻，先后将阻值为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻连入电路，实验时要保持电阻两端的电压一定，而当电阻改变时，电压表的示数是否变化？若变化，如何才能使它的示数保持不变？实验记录表格如表二所示。表二：次数电压电阻R/Ω电流I/A1U＝______V23教师巡视指导，是否有下列现象发生，并且及时做好矫正：(1)电流表和电压表的位置接错了；(2)电表量程选择不适当；(3)发现电流表或电压表指针反向偏转。4.分析与论证教师引导学生观察表中数据，找出数据变化规律，归纳实验结论。再用图像法分析实验数据，引导学生由图像确认电流与电压的正比关系，与电阻的反比关系。(利用图像分析实验数据。先组内集思广益，再推荐代表发言，互相交流，听取别人的意见。学生交流：请四个同学把探究结果填写在黑板上，引导同学分析各组的实验数据。)师生共同归纳得出结论：(1)保持电阻不变时，电流跟电压成正比关系。(2)保持电压不变时，电流跟电阻成反比关系。5.评估(学生以小组为单位进行评估。)教师引导：在探究电流与电压、电阻的定量关系的全过程中，既有成功的喜悦，也有失败的经历，实验还可以如何改进？有什么其他方案？(二)欧姆定律教师启发学生将实验结论用一句话概括出来，指出这就是欧姆定律。1.欧姆定律的内容：一段导体中的电流，跟加在这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。欧姆定律的公式：I＝eq\f(U,R)欧姆定律的意义：反映了一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系。公式中各个物理量的单位要求：电流的单位是安培(A)，电压的单位是伏特(V)，电阻的单位是欧姆(Ω)。(学生熟练掌握定律的内容，并阅读“信息窗”的内容，学习欧姆执着的探究精神。)教师强调：(1)公式中的I、U、R必须针对同一段电路。(2)单位要统一：I—A，U—V，R—Ω。(3)对变形公式U＝IR、R＝eq\f(U,I)的理解。(学生识记，并且推导出欧姆定律的变形公式：求电压U＝IR，求电阻R＝eq\f(U,I)。)2.例题讲解投影：一盏白炽电灯，其电阻为807Ω，接在220V的电源上，求通过这盏灯的电流。教师启发指导，找三名学生板演，师生讨论补充完成。(三名学生进行板演，其他的学生做在练习本上。)通过猜想使学生对这三个量之间关系的研究产生兴趣，激发求知欲望，并使学生的注意力很快指向本节课。学生的猜想比较多，教师要将学生的猜想引导到电压和电阻上，为下面的探究做好铺垫。引导学生思考，科学探究一个物理量与几个物理量的关系时，通常采用的方法是控制变量法。启发学生如何有效地改变导体两端的电压，引发使用滑动变阻器来实现效果。强调实验注意事项，为以后的物理实验操作继续打好基础。让学生大胆动手进行实验，整理收集更多的实验数据。引导学生观察表中数据，找出数据变化规律，归纳实验结论，进行交流。加强学生对欧姆定律的认识，培养学生严谨的科学态度和吃苦耐劳的精神。加强学生对欧姆定律公式的应用。让三名学生进行板演，目的是通过对照来找出不足，以便查缺补漏。四、对照学习目标，进行小结通过这节课的学习，你有哪些收获？(学生在教师的点拨下进行本节知识的总结。)带着问题进课堂也要带问题走出课堂。五、布置作业本节课后作业题。(独立完成。)学以致用。┃教学小结┃【板书设计】第2节科学探究：欧姆定律一、探究：电流的大小与哪些因素有关1.方法：控制变量法2.步骤：猜想与假设设计实验与制订计划进行实验与收集证据分析与论证评估3.实验结论：保持电压不变时，电流跟电阻成反比关系；保持电阻不变