探究电阻上的电流跟两端的电压的关系

《探究电阻上的电流跟两端的电压的关系》教学设计(鲁科版初中物理九年级上册第十四章第一节)威海十三中刘增斌《探究电阻上的电流跟两端的电压的关系》教学设计一、教学设计理念由教师创设实验情境，提供相关的实验器材，让学生参与拟定实验方案、实验步骤，在课堂上通过学生自己的实验、观察、分析、讨论、总结等一系列活动，观察物理现象、探索物理规律。问题是整堂课教学的主线，学生是探究活动的主体，教师起着组织者、参与者和指导者的作用。通过“问题→猜想→设计实验方案→动手实验探究→总结规律”的科学探究思路，能够极大地激发学生学习的积极性、主动性，培养学生的科学探究能力。二、教材及学情分析

电流跟电压、电阻的关系即欧姆定律，它是电学中的基本定律，是进一步学习电学知识和分析电路的基础，是本章的重点。要求学生通过探究活动得出，从而更进一步体验科学探究的方法。这一节综合性较强，从知识上讲，要用到电路中的电流、电压和电阻的概念；从技能上讲，要用到电流表、电压表和滑动变阻器等。学生要通过自己的实验得出欧姆定律，但最关键的又是实验方法，学生对实验方法的掌握既是重点也是难点，这个实验难度比较大，主要在实验的设计、数据的记录以及数据的分析方面，学生出现错误的可能性也比较大，所以实验的评估和交流也比较重要。本节课“探究电阻上的电流跟两端的电压的关系”是一个完整的科学探究过程，让学生经历科学的探究，学习科学猜想、设计实验、设计实验表格、分析论证、感悟科学方法。因此这节课无论在知识学习上还是在培养学生运用知识解决实际问题的能力上都具有十分重要的作用。所以教学中，在注重学生的理论联系实际能力的同时，更要关注学生的科学探究能力的提高。三、教学目标1.知识与技能·通过实验探究知道电流、电压和电阻的关系。·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其中的电流。·会用滑动变阻器改变电路两端的电压。2.过程与方法·使学生感悟用“控制变量”来研究物理问题的科学方法，用图象的方法处理实验数据并能得出相应结论。3.情感、态度与价值观·重视学生对物理规律的客观性、普遍性和科学性的认识，注意学生科学世界观的形成。四、教学重点和难点

重点：实验探究电流、电压和电阻的关系的过程。

难点：1、利用控制变量法设计实验方案。2、对数据、图像的分析处理得出结论。

五、教具准备：教师方面：演示用具：示教板一套，实验表格、图像坐标纸、结合课堂多媒体课件一个。

学生方面：电流表和电压表各一个、三节干电池、滑动变阻器一个、定值电阻（R1＝5Ω和R2＝10Ω）、开关、导线若干。以上器材为一组，每两人准备一组器材。六、教学方法：实验探究、启发引导。七、教学设计：模块一：简易探究实验，引入实验课题。环节一提出问题：用两节干电池给一个小灯泡供电，使小灯泡正常发光，提出问题：如何改变小灯泡的亮度？（提示：方法越多越好）环节二分析讨论：学生分组讨论，展示交流改变小灯泡亮度的方案，确定两种方案进行交流分析（教师启发引导：小灯泡亮暗的变化，说明小灯泡中的电流发生了变化），方案一：可以改变电池的节数。此实验说明：通过导体的电流大小与加在它两端的电压有关，电压越大，电流越大。方案二：在电路中串联一个滑动变阻器。此实验说明：通过电路的电流与电路的电阻大小有关，导体的电阻越大，流过它的电流就会越大。环节三得出结论：归纳上面两个方案的结论可得出：通过导体的电流与导体两端的电压和导体的电阻有关。（意图：设计问题承上启下，对电压、电流、滑动变阻器等知识进行了很好的回顾，易于学生理解和接受，同时也激发了学生的探究兴趣。）模块二：控制变量为主线，表格图像确定电流跟电压和电阻的关系环节一提出问题：电流、电压和电阻三者之间又有怎样的定量关系呢？环节二猜想与假设：电流跟电压和电阻三者之间的关系。（意图：鼓励学生大胆猜想，板书学生猜想，给学生一定的成就感，也便于实验结束进行结论验证。）环节三设计实验：电流的大小同时受电压和电阻两个因素影响，我们在研究多个变量之间关系的时候要采用什么方法？（引导学生分析要采用控制变量法进行实验，并且可以探究电流与电压的关系，也可以探究电流与电阻的关系。）我们先来探究电流与电压的关系。利用控制变量法来探究电流与电压之间的关系：如何控制电阻不变？如何改变电阻两端的电压？实验中需要测量那些物理量，如何测量？学生小组讨论，设计出电路图，并组内讨论交流。（意图：大胆放手给学生，用问题的形式引导学生去思考去讨论，并进行实验的设计，发挥学生的主动性，提高学生设计电路图的能力，加深学生运用控制变量法分析和研究问题的能力。）展示学生的设计方案，让学生提出异议，对两种较多的设计方案进行辨析讨论（最终引导学生确定方案一）：方案一：方案二：方案二的设计弊端：1、对电压表和电流表无法起到保护作用。2、电压的改变总是倍数的变化，电压改变不连续，不具有普遍性。（意图：在实验设计中,改变电源电压和改变滑动变阻器都可以使定值电阻两端的电压变化,让学生知道科学探究过程的多样性,同时,通过对改变电源电压来改变定值电阻的电压的局限性和不足之处的讲解,让同学们更深入体验科学探究的严谨性。）环节四进行实验：1、让学生表述连接电路过程中的注意事项。2、教师补充说明：①考虑灯丝电阻受温度影响明显，实验时为保持电阻不变，我们选用定值电阻进行实验。②电压的改变按递增或递减规律进行。③为使结论具有普遍性，我们应更换不同阻值的定值电阻再测一组数据。3、学生按确定的实验方案进行实验，教师巡视指导，及时发现学生实验时存在的问题进行纠正，并提醒学生及时记录实验数据。（意图：学生动手实验前，相关注意事项的交代很有必要，确保了实验的顺利进行，防止实验时学生手忙脚乱。动手实验的过程，提高了学生动手能力、观察能力，培养了事实求是的科学态度和合作交流，勇于创新的精神。）环节五分析论证：1、让学生根据实验数据，在导学提纲中画出I-U关系图像，对几个小组的数据和图像进行展示，分析得出实验结论。实验结论：在电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。（意图：培养学生对实验数据和实验图象的分析能力和语言文字的表述能力。）2、提出问题：如果研究电流与电阻的关系，应该怎样设计实验？从上面两组表格的数据中我们能不能找出研究电流与电阻关系的有用数据？分析数据得出结论。实验结论：在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。（意图：培养学生灵活分析数据的能力，提高学生灵活高效解决问题的能力。）3、综上所进行的实验，电流、电压、电阻的关系可以表述为：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。环节六评估与交流：对探究活动进行回顾、分析、思考，通过评估，自己发现不足，及时总结，及时调整。并与同学交流，改正与弥补不足。八、自我检测导体中的电流跟导体两端的电压成正比的条件是____________。2．过某导体的电流是2A，此时它两端的电压是4V，当电压增大到12V时，导体中的电流是______。3．某同学在研究导体中的电流跟电压关系时，实验的数据如下表，请你按实验得到的结论，把没有填上的数据填在表内空格处。电压U/V48电流I/A0.50.751.254.一定值电阻两端的电压为4V时，通过它的电流是0.5A，如果电压为6V，能否用量程是0.6A的电流表来测这个电阻的电流？（）5．与一段导体串联的电流表的示数为0.6A，与该导体并联的电压表的示数为3.6V，若电压表的示数减小到2.4V，则该电流表的示数为九、小结：本节你有哪些收获？让学生畅所欲言。同学们，我们今天只用一节课的时间就完成了一个伟大科学家十几年的探究历程，这得益于今天科技的进步，同时也是无数科学家无私奉献的结果。老师相信，大家在这样一个更高的起点上，凭借自己的智慧一定能创造更大的辉煌！至于这位科学家我们下节课，为大家做详细介绍。（意图：对学生进行科学观，人生观教育，让他们树立更高的理想。）十、作业：1、完成导学提纲课后练习。（全体同学）2、有能力的同学可以预习第二节欧姆定律及其应用。（意图：分层作业，便于不同层次的学生得到更好的发展。）十一、板书设计：第一节探究电阻上的电流跟两端的电压的关系方法：控制变量法结论：在电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。十二、教学流程图：十三、课后反思：1、教师备课时要亲自操作做实验，主要是提供的电源电压与滑动变阻器配套上的问题，有些电压达不到3V，甚至有些2．5V都达不到。2、在实验设计中,改变电源电压和改变滑动变阻器都可以使定值电阻两端的电压变化,让学生知道科学探究过程的多样性,同时,通过对改变电源电压来改变定值电阻的电压的局限性和不足之处的讲解,让同学们更深入体验科学探究的严谨性。3、本堂课学生分析正比和反比很困难，是学生的一个难点，一定要注意突破，教师应从多角度分析。①小学的正比和反比知识，如：当x/y=常量，x与y成正比；当xy=常量时，x与y成反比。②从图像角度分析。

4、对表格数据的分析要做到纵向分析和横向分析都要会，这是学生分析表格能力的一项重要内容。

《探究电阻上的电流跟两端的电压的关系》导学提纲一、导入小实验：用两节干电池给一个小灯泡供电，使小灯泡正常发光，提出问题：如何改变小灯泡的亮度？（方法越多越好）结论：通过导体的电流与_______和_________有关。二、实验过程：1、我们在研究多个变量之间关系的时候要采用什么方法？2、猜想与假设：3、实验设计：（电路图）4、进行实验：探究电流与电压的关系：1）、实验记录表格R=R1=Ω次数123电压U/V电流I/A换接另一个电阻R=R2=Ω次数123电压U/V电流I/A2）、在坐标纸上画出U—I图象U/vU/vI/A实验结论：在电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成______。3）、通过上面的实验数据分析出电流与电阻的关系：实验结论：在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成______。三、自我检测导体中的电流跟导体两端的电压成正比的条件是____________。2．过某导体的电流是2A，此时它两端的电压是4V，当电压增大到12V时，导体中的电流是______。3．某同学在研究导体中的电流跟电压关系时，实验的数据如下表，请你按实验得到的结论，把没有填上的数据填在表内空格处。电压U/V48电流I/A0.50.751.254.一定值电阻两端的电压为4V时，通过它的电流是0.5A，如果电压为6V，能否用量程是0.6A的电流表来测这个电阻的电流？（）5．与一段导体串联的电流表的示数为0.6A，与该导体并联的电压表的示数为3.6V，若电压表的示数减小到2.4V，则该电流表的示数为四、课后练习：1、如图中的1、2、3是用电压表和电流表分别测定三个不同阻值的定值电阻R1、R2、R3，所得出的电流与电压的关系图线。请判断三个电阻中哪个阻值最大，哪个阻值最小?并简要说明理由。