2014年下學(xué)期《電流與電壓和電阻的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計

《電流與電壓和電阻的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計【教材分析】一、該節(jié)在教材中的地位與作用本節(jié)課“探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系”是一個完整的科學(xué)探究過程，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)的探究，學(xué)習(xí)科學(xué)猜想、設(shè)計實驗、設(shè)計實驗表格、分析論證、感悟科學(xué)方法。因此這節(jié)課無論在知識學(xué)習(xí)上還是在培養(yǎng)學(xué)生運用知識解決實際問題的能力上都具有十分重要的作用。通過經(jīng)歷此次探究活動，使學(xué)生認(rèn)識電流、電壓和電阻的關(guān)系外，為下一節(jié)順理成章得得出歐姆定律，并繼續(xù)學(xué)習(xí)電學(xué)更深入的知識做好鋪墊。二、教學(xué)目標(biāo)：◆知識與技能①通過實驗探究電流、電壓和電阻的關(guān)系；②會同時使用電壓表和電流表測量一段導(dǎo)體兩端的電壓和其中的電流；③會使用滑動變阻器改變部分電路兩端的電壓?！暨^程和方法①通過探究過程，進(jìn)一步體會科學(xué)探究方法；

②體會用“控制變量法”的研究方法研究物理規(guī)律的思路，學(xué)習(xí)用圖像研究物理問題；

③通過實驗、分析和探索的過程，提高根據(jù)實驗數(shù)據(jù)歸納物理規(guī)律的能力。

◆情感態(tài)度與價值觀

①在收集、處理數(shù)據(jù)的過程中培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度；

②通過探究，揭示物理規(guī)律，使學(xué)生獲得探索未知世界的樂趣；

③重視學(xué)生對物流規(guī)律的客觀性、普遍性和科學(xué)性的認(rèn)識，注意學(xué)生科學(xué)世界觀的形成。

三、教學(xué)重點、難點

學(xué)情分析：學(xué)生之前已經(jīng)經(jīng)歷過完整的科學(xué)探究過程，因此本節(jié)課的教學(xué)思路和教學(xué)流程學(xué)生不會感到陌生。本實驗中要同時應(yīng)用到電流表、電壓表和滑動變阻器，并利用滑動變阻器來改變或穩(wěn)定部分電路兩端的電壓，對學(xué)生動手能力有一定的要求；同時還要應(yīng)用到控制變量法和圖像法等研究方法，綜合性強(qiáng)。

教學(xué)重點：通過經(jīng)歷完整的實驗探究，認(rèn)識電流、電壓和電阻的關(guān)系。

教學(xué)難點：運用控制變量法開展實驗和對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得到結(jié)論。

【教材教法】

根據(jù)新課程基本理念“注重科學(xué)探究，提倡學(xué)習(xí)方式多樣化”，在本節(jié)課教學(xué)中，我們提出“提出問題──實驗探究──交流評價”物理課堂教學(xué)模式，它是在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生根據(jù)已有的知識和對身邊物理現(xiàn)象的已有觀察、對生產(chǎn)技術(shù)的已有感性認(rèn)識發(fā)現(xiàn)問題，提出假設(shè)和猜想，進(jìn)而自行設(shè)計實驗、驗證假設(shè)、交流評價最后歸納出物理概念和規(guī)律的一系列教學(xué)活動，從而使學(xué)生把科學(xué)知識的獲得與思維能力的培養(yǎng)有機(jī)的結(jié)合起來，主動獲得對科學(xué)的理解，達(dá)到獲取物理知識、培養(yǎng)創(chuàng)造能力和實踐能力的一種探究性教學(xué)模式。

教材雖只要求學(xué)生探究“電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系”，但實際上卻包含兩個內(nèi)容：一是導(dǎo)體上的電流跟兩端電壓的關(guān)系；一是導(dǎo)體上的電流跟導(dǎo)體電阻的關(guān)系。對這兩方面可以只開展電力跟電壓關(guān)系的研究，但要使用不同的電阻多次測量，在對數(shù)據(jù)更深入地分析后，得出電流跟電阻的關(guān)系。這樣可以降低實驗探究的難度，培養(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題的能力。

本實驗是學(xué)生第一次同時使用電壓表和電流表，教師要給予充分的指導(dǎo)，可將使用電壓表和電流表，以及連接電路的注意事項通過課件展示出來，指導(dǎo)學(xué)生實驗。

【教學(xué)程序】一、復(fù)習(xí)提問：（約4分鐘）

電流是怎樣形成的？形成電流的原因是什么？什么是電阻？學(xué)生以舉手的形式回答問題。

（這部分問題是學(xué)生已經(jīng)有了感性的認(rèn)識，大部分學(xué)生回答得很正確，即使有少數(shù)同學(xué)回答錯誤也沒有關(guān)系，學(xué)生之間會進(jìn)行糾正。）

二、新課引入：（約4分鐘）

1．同學(xué)們都使用過臺燈，當(dāng)我們調(diào)節(jié)臺燈旋鈕的時候，臺燈的亮度會發(fā)生改變，這是為什么？學(xué)生觀察并思考

（這是生活中常見的現(xiàn)象，使學(xué)生感覺到物理來源于生活。）

2．演示：出示調(diào)光臺燈開開關(guān)，并轉(zhuǎn)動旋鈕，讓學(xué)生觀察臺燈亮度的變化。

3．提出問題：燈泡逐漸變亮（或變暗），說明了通過燈泡的電流是怎樣變化？

學(xué)生回答：電流逐漸變大（或變?。?/p>

4．請同學(xué)們完成下列實驗：

（1）把2．5V小燈泡和演示用電流表串聯(lián)，分別跟一節(jié)干電池和兩節(jié)干電池組成電路。閉合開關(guān)，觀察先后兩次電流表示數(shù)及小燈泡的亮度。分析實驗現(xiàn)象，大膽猜想電流的變化可能跟什么有關(guān)？

學(xué)生動手實驗，根據(jù)實驗現(xiàn)象，猜想：串聯(lián)干電池時，燈泡較亮，電流較大。由此可猜想：所加電壓越高，電流會越大。

（2）分別把2．5V和6．3V小燈泡跟兩節(jié)干電池和演示電流表組成電路。閉合開關(guān)，觀察先后兩次電流表的示數(shù)和小燈泡的亮度。分析實驗現(xiàn)象，大膽猜想電流的變化可能跟什么有關(guān)？

學(xué)生動手實驗，根據(jù)實驗現(xiàn)象，猜想：6．3V小燈泡較暗，電流較小。燈泡不同，其電阻值一般不同。由此可猜想：導(dǎo)體電阻越大，電流就越小。

對于同學(xué)們的猜想不論對錯，教師都應(yīng)認(rèn)真對待，但應(yīng)該注意：猜想不是瞎猜、亂猜。

（應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生在原有知識的基礎(chǔ)上有根據(jù)，符合邏輯進(jìn)行猜想。所以在這里設(shè)計實驗，讓學(xué)生通過實驗猜想。）實驗告訴我們：通過導(dǎo)體的電流的大小跟導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻這兩個因素有關(guān)。電流與電壓、電阻之間的有什么樣的定量關(guān)系呢？這就是我們這節(jié)課要探究的課題。（板書：探究電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系）三、實驗探究（約25分鐘）

1．提出問題：電流與電壓、電阻有什么定量關(guān)系？

2．猜想與假設(shè)：

分析導(dǎo)體兩端的電壓越大，通過的電流就越大，猜測電流可能與電壓成正比；導(dǎo)體的電阻越小，通過的電流就越大，猜測電流可能與電阻成反比。

3．設(shè)計實驗：

猜想的正確與否需要通過實驗來驗證。

（1）電流可能受電壓和電流兩個因素的影響，如果兩個因素同時變化（如在改變電壓的同時，也改變電阻），能否判斷流變化是誰引起的嗎？我們應(yīng)該用什么方法進(jìn)行探究？

（學(xué)生思考后回答：不能；控制變量法。）（2）這個實驗應(yīng)如何設(shè)計呢？與我們之前學(xué)習(xí)的哪個實驗和相似？

學(xué)生思考討論，設(shè)計實驗方案，確定實驗方法：先讓電阻保持不變，改變電壓，觀察電流隨電壓變化的情況：保持電壓不變，改變電阻，觀察電流隨電阻變化的情況。與《探究決定電阻大小的因素》實驗很相似。

（設(shè)計實驗部分是一個難點，教師要進(jìn)行引導(dǎo)，不要輕易否定學(xué)生的想法，在設(shè)計過程中教師可以提出啟發(fā)性的問題，讓學(xué)生自我發(fā)現(xiàn)問題。）

（3）探究電阻一定時，電流跟電壓之間的關(guān)系。

A．請同學(xué)們討論，這個實驗需要哪些器材？它們的作用各是什么？怎樣才能改變電阻兩端的電壓？畫出電路圖。

學(xué)生思考、討論，匯報所需的實驗器材及它們的作用，畫出電路圖。并且簡單陳述自己的實驗操作過程。

B．教師分析歸納總結(jié)學(xué)生的改變電阻兩端電壓的方法和實驗電路，提出的異議，引導(dǎo)學(xué)生確定最佳實驗方案，板書合理的器材選擇、電路圖、數(shù)據(jù)記錄方法、操作過程。

（學(xué)生根據(jù)老師提出的異議，討論實驗的改進(jìn)方案，并修正器材、電路圖、數(shù)據(jù)記錄方法、操作方法。）

4．進(jìn)行實驗

教師活動：提醒學(xué)生注意以下幾個問題（課件展示）①連接電路時，開關(guān)應(yīng)處于

狀態(tài)。

②滑動變阻器的滑片處于阻值

位置。

③注意認(rèn)清電壓表、電流表的

接線柱。

④電壓表量程選

V，電流表量程選

A。

⑤閉合開關(guān)前，應(yīng)

電路，確認(rèn)無誤后方可進(jìn)行實驗。

⑥實驗中，閉合開關(guān)后，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使R兩端的電壓成整數(shù)倍地變化（如1V、2V、3V），讀出每次加在R上的電壓值和電流值，并填入下列表格中。表一

R=R1=30Ω電壓U（V）

電流I（A）

表二

R=R2=20Ω電壓U（V）

電流I（A）

表三

R=R2=10Ω電壓U（V）

電流I（A）

（4）學(xué)生分組實驗，教師巡視指導(dǎo)，幫助困難學(xué)生。

（5）改變定值電阻阻值，按照上述步驟再測一組數(shù)據(jù)。（如果時間允許可以用多個定值電阻實驗）

5．分析和論證

方案一：

選取阻值相同卻有不同電壓的數(shù)據(jù)集中展示，便于橫向比較，得出電流與電壓的關(guān)系；選取阻值不同卻有相同電壓的數(shù)據(jù)集中展示，便于縱向比較，得出電流與電阻的關(guān)系。

提出問題：

⑴電流與電壓這兩個物理量，哪個量隨著哪個量變化？

⑵分析表一（或表二），可得出什么結(jié)論？你是怎么分析出來的？

⑶這個結(jié)論是建立在控制哪個物理量不變的基礎(chǔ)上得出的？

⑷有人得出這樣的結(jié)論“在電阻不變時，導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體的電流成正比”，你同意他的說法嗎？

⑸進(jìn)一步分析實驗數(shù)據(jù)。分析表一、表二和表三的同一列，可得出什么結(jié)論？你是怎么分析出來的？這個結(jié)論是建立在控制哪個物理量不變的基礎(chǔ)上得出的？

⑹電流與電阻這兩個物理量，哪個量隨著哪個量變化？

⑺有人得出這樣的結(jié)論“在電壓不變時，導(dǎo)體的電阻與通過導(dǎo)體的電流成反比”。這種說法正確嗎？

（通過分析上述問題，使學(xué)生明確物理量之間客觀的因果關(guān)系，并學(xué)會概括、表述這種因果關(guān)系；深刻理解正、反比的實際含義；明確物理規(guī)律成立的條件。）

結(jié)論：在電阻不變時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；在導(dǎo)體兩端的電壓不變時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。

方案二：

利用圖像法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。要求各組同學(xué)在得到實驗數(shù)據(jù)之后，以電壓為縱坐標(biāo)、電流為橫坐標(biāo)，畫出同一定值電阻的U—I關(guān)系圖象。以電流為縱坐標(biāo)、電阻為橫坐標(biāo)，畫出同一電壓下的I—R關(guān)系圖象。選取不同定值電阻和不同固定電壓的幾組圖像集中展示，從圖像的相似性上說明規(guī)律的客觀性和普遍性。

提出問題：

⑴經(jīng)過描點、連線后，分別得到的是一條什么線？

⑵這兩條線分別與數(shù)學(xué)上所學(xué)習(xí)的哪種函數(shù)圖像相同？

⑶函數(shù)中的y、x分別對應(yīng)圖像中的哪個物理量？

⑷你能利用所學(xué)習(xí)的函數(shù)知識，分別得出圖像中的直線的函數(shù)表達(dá)式嗎？

（學(xué)生將數(shù)學(xué)工具應(yīng)用到物理中得出兩個關(guān)系式，難度較大，教師要做好指導(dǎo)。特別是兩式中的常數(shù)項k值大小與物理量之間的關(guān)系。）

結(jié)論：在電阻不變時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；在導(dǎo)體兩端的電壓不變時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。

6．評估：

要求學(xué)生對自己的探究活動進(jìn)行回顧、反思，思考在探究過程中產(chǎn)生的一些問題：

⑴你采用的實驗方案，能方便地調(diào)節(jié)定值電阻兩端的電壓嗎？

⑵你得到的實驗數(shù)據(jù)都嚴(yán)格符合我們得出的結(jié)論嗎？不符合的原因是什么？

⑶實驗產(chǎn)生誤差的原因都有哪些？如何盡量減小誤差？

⑷你都弄懂了哪些問題？還有哪些問題不清楚？

（通過學(xué)生交流和教師的點撥，使學(xué)生明確使用儀表中存在這一定的誤差，導(dǎo)線自身存在一定的電阻。但是，從實驗數(shù)據(jù)整體上看，還是能得出實驗結(jié)論的。）

7．交流：