優(yōu)選教案：電流與電壓和電阻的關(guān)系

17.1電流與電壓和電阻的關(guān)系教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)目標(biāo)】1．通過實(shí)驗(yàn)探究，得出并認(rèn)識電流與電壓、電阻的關(guān)系。2．使學(xué)生學(xué)會同時使用電壓表和電流表測量導(dǎo)體兩端的電壓和通過的電流。3．體會控制變量的研究方法和用圖象研究物理問題的優(yōu)越性?！窘虒W(xué)重難點(diǎn)】1．重點(diǎn)：認(rèn)識電流與電壓、電阻的關(guān)系；同時使用電壓表和電流表測量導(dǎo)體兩端的電壓和通過的電流。2．難點(diǎn)：認(rèn)識電流與電壓、電阻的關(guān)系?！菊n前準(zhǔn)備】教師：電池組、滑動變阻器、開關(guān)、定值電阻、電壓表、電流表、導(dǎo)線、電路示教板。學(xué)生：學(xué)生電源、滑動變阻器、開關(guān)、定值電阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、電壓表、電流表、導(dǎo)線?！窘虒W(xué)過程】【情境引入】教師演示：請同學(xué)們觀察一個最基本的電路，即電源、小燈泡、開關(guān)各一個，導(dǎo)線若干，組成的一個簡單電路。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)一個電阻。教師按學(xué)生的方法演示，并引導(dǎo)分析：前面我們學(xué)習(xí)了電流、電壓和電阻三個物理量的知識，這三個物理量并不是孤立存在的，而是互相聯(lián)系的，即電壓的變化要引起電流變化，電阻的變化也要引起電流變化。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。我們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。電流與電壓、電阻有怎樣的定量關(guān)系呢?這就是本節(jié)課我們要研究的課題?！净有率凇?．提出問題：流過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻及加在它兩端的電壓存在怎樣的定量關(guān)系呢?2．猜想與假設(shè)：大家可以大膽地猜想。學(xué)生放飛思想，大膽猜想：(1)電流與電壓成正比。(2)電流與電阻成反比。(3)電流等于電壓和電阻的乘積。(4)電流大小等于電壓和電阻的和或差。(5)……教師引導(dǎo)學(xué)生自覺地有根據(jù)猜想，使學(xué)生知道“猜想”不是“胡思亂想”。比如上面的和或差。讓學(xué)生正確認(rèn)識條件和結(jié)果之間的因果關(guān)系，使猜想盡可能正確、科學(xué)。3．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：教師引導(dǎo)：我們猜想電流大小同時受到電壓、電阻兩個因素的影響，像這樣一個物理量同時受到多個因素影響的問題，怎么設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?要研究電流與電壓的關(guān)系時，應(yīng)如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?小組討論，自己設(shè)計(jì)電路，然后由小組代表發(fā)言。學(xué)生A組：控制變量法，用定值電阻可使電阻不變，更換電池組的節(jié)數(shù)改變電壓。學(xué)生B組：利用滑動變阻器和定值電阻串聯(lián)，通過滑動變阻器可改變定值電阻兩端的電壓變化。通過各自的實(shí)驗(yàn)，師生共同討論，對各組同學(xué)的設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行評估，教師點(diǎn)撥、整合，以確定出實(shí)驗(yàn)的最佳方案。學(xué)生討論優(yōu)化方案，認(rèn)識到A組操作不方便，B組滑動變阻器可以連續(xù)地改變，較好。確定B組實(shí)驗(yàn)方案。教師設(shè)問：如果要檢驗(yàn)電流與電阻的關(guān)系時，又如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?怎樣改變導(dǎo)體的電阻R的大小?怎樣保持導(dǎo)體兩端的電壓U不變呢?以小組為單位討論交流，請同學(xué)們設(shè)計(jì)電路。學(xué)生A組：用同一個電池作為電源，就可認(rèn)為電壓是一定的。學(xué)生B組：讓滑動變阻器和定值電阻串聯(lián)，利用滑動變阻器來調(diào)節(jié)電壓，使得電壓保持不變。師生共同討論，讓學(xué)生認(rèn)識到：當(dāng)定值電阻的大小發(fā)生變化時，也可以通過滑動變阻器控制其兩端的電壓U保持不變。B組方案為最佳。教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)想每一次要測量的物理量。各小組設(shè)計(jì)一個記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格。完成之后組長上臺展示。探究電流跟電壓的關(guān)系用表。R=5Ω1234電壓U/V電流I/A探究電流跟電阻的關(guān)系用表。U=2V1234電阻R/Ω電流I/A4．進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：各小組同學(xué)根據(jù)已經(jīng)設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)，分步進(jìn)行操作驗(yàn)證。各同學(xué)要協(xié)同合作，共同探究。實(shí)驗(yàn)過程中教師巡視每個小組的實(shí)驗(yàn)情況，給予指導(dǎo)。(1)連接電路，更換元件時，開關(guān)應(yīng)斷開。(2)閉合電路時，滑動變阻器的滑片調(diào)到最大值。(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片時，盡量使定值電阻兩端的電壓成倍數(shù)變化，便于分析比較，得出結(jié)論。(4)時間充足時，要多測量幾次，至少三次以上。(5)讀數(shù)時要實(shí)事求是，養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度。5．分析論證：實(shí)驗(yàn)完畢后，教師引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。測量結(jié)果說明了什么?最終可得出什么結(jié)論?學(xué)生討論后回答：當(dāng)保持電阻不變時，通過滑動變阻器改變定值電阻兩端的電壓，然后觀察電流表示數(shù)，發(fā)現(xiàn)電流隨電壓成比例地增加。教師引導(dǎo)學(xué)生可以用圖象的方法處理數(shù)據(jù)。出示圖象，描點(diǎn)、連線，分析發(fā)現(xiàn)圖象所能提供的信息。通過同學(xué)們把所得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用圖象的方法體現(xiàn)后，學(xué)生容易得出結(jié)論。學(xué)生總結(jié)：電流與電壓成正比，電流與電阻成反比。教師肯定學(xué)生的探究能力，并總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：當(dāng)電阻一定時，通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比;當(dāng)電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。6．交流與評估：教師引導(dǎo)小組的同學(xué)進(jìn)行回顧、分析，思考在探究過程中哪些還不清楚，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有沒有不合理的地方，有沒有失誤，結(jié)果是不是可靠。學(xué)生回顧討論實(shí)驗(yàn)中的問題：A組：在探究電流和電阻的關(guān)系時，改變了電阻并多次實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)條件改變后得到的結(jié)論是相同的，說明結(jié)論規(guī)律具有普遍性。B組：在探究電流和電阻的關(guān)系時，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電阻兩端的電壓不變，滑動變阻器調(diào)節(jié)的方向常出差錯。C組：在測量過程中，電路閉合時間太長，讀取數(shù)據(jù)后沒斷開開關(guān)，測量的誤差較大，給我們的總結(jié)帶來了麻煩。教師對同學(xué)們在實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)事求是、一絲不茍的精神態(tài)度給予表揚(yáng)和鼓勵。強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果同等重要。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)價值觀?！菊n堂小結(jié)】老師：今天你學(xué)到了什么，有什么成功的經(jīng)驗(yàn)和收獲?學(xué)生：1.當(dāng)電阻一定時，通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比。2．當(dāng)電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。3．實(shí)