171電流與電壓和電阻的關(guān)系

千里之行，始于足下朽木易折，金石可鏤Word-可編輯17.1電流與電壓、電阻的關(guān)系【教材及學(xué)情分析】

電流跟電壓、電阻的關(guān)系實(shí)際上就是歐姆定律，它是電學(xué)中的基本定律，是進(jìn)一步學(xué)習(xí)電學(xué)知識(shí)和分析電路的基礎(chǔ)，是本章的重點(diǎn)。要求學(xué)生通過探索活動(dòng)得出，從而更進(jìn)一步體驗(yàn)科學(xué)探索的主意。這一節(jié)綜合性較強(qiáng)，從知識(shí)上講，要用到電路中的電流、電壓和電阻的概念；從技能上講，要用到電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器等。學(xué)生要通過自己的實(shí)驗(yàn)得出歐姆定律，但最關(guān)鍵的又是實(shí)驗(yàn)主意，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)主意的控制既是重點(diǎn)也是難點(diǎn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)難度比較大，主要在實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)的記錄以及數(shù)據(jù)的分析方面，學(xué)生浮上錯(cuò)誤的可能性也比較大，所以實(shí)驗(yàn)的評(píng)估和交流也比較重要。

課本是在前面“電流”“電壓”“電阻”等知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，判斷出電流與電壓、電阻的定性關(guān)系。這樣處理：一是給接下來的實(shí)驗(yàn)結(jié)果做了鋪墊，不致使學(xué)生感到驟然；二是目的明確，使學(xué)生對(duì)將要探索的問題產(chǎn)生強(qiáng)烈的愿望，要想證實(shí)這個(gè)判斷，有了定性的關(guān)系，又知道電流是可以用電流表測(cè)量的物理量，電壓是可以用電壓表測(cè)量的物理量，電阻也是可測(cè)量的物理量。在此基礎(chǔ)上就可以引出“探索電流與電壓、電阻會(huì)不會(huì)有定量關(guān)系”的問題。

本節(jié)課“探索電流跟電壓、電阻的關(guān)系”是一個(gè)殘破的科學(xué)探索過程，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)的探索，學(xué)習(xí)科學(xué)預(yù)測(cè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格、分析論證、感悟科學(xué)主意。因此這節(jié)課無論在知識(shí)學(xué)習(xí)上還是在培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力上都具有十分重要的作用。所以教學(xué)中，在注重學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際能力的同時(shí)，更要擔(dān)心學(xué)生的科學(xué)探索能力的提高。

【教學(xué)目標(biāo)】

1．知識(shí)與技能

①通過實(shí)驗(yàn)探索電流、電壓和電阻的關(guān)系；

②會(huì)同時(shí)使用電壓表和電流表測(cè)量一段導(dǎo)體兩端的電壓和其中的電流；

③會(huì)使用滑動(dòng)變阻器來改變一段導(dǎo)體兩端的電壓。

2．過程與主意

①通過探索過程，進(jìn)一步體味科學(xué)探索主意；

②領(lǐng)略用“控制變量法”來研究物理問題的科學(xué)主意；

③通過實(shí)驗(yàn)、分析和探索過程，提高按如實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納物理邏輯的能力，學(xué)會(huì)用圖像研究物理問題。

3．情感態(tài)度與價(jià)值觀

①在解決問題的過程中，有克服艱難的信心和決心，能體驗(yàn)打敗艱難、解決物理問題時(shí)的喜悅；

②養(yǎng)成實(shí)事求是、尊重天然邏輯的科學(xué)態(tài)度。

③重視學(xué)生對(duì)物理邏輯的客觀性、普遍性和科學(xué)性的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)世界觀的形成。

【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】

重點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探索電流、電壓和電阻的關(guān)系的過程。

難點(diǎn)：運(yùn)用數(shù)學(xué)一次函數(shù)圖象分析出電流、電壓和電阻的關(guān)系式。

【教學(xué)資源】

教師方面：演示用具：示教板一套，實(shí)驗(yàn)表格、圖像坐標(biāo)紙、結(jié)合課堂多媒體課件一個(gè)。

學(xué)生方面：電流表和電壓表各一個(gè)、三節(jié)干電池、滑動(dòng)變阻器一個(gè)、定值電阻（R1＝5Ω和R2＝10Ω）、開關(guān)、導(dǎo)線若干。以上器材為一組，每三人決定一組器材。

【教學(xué)設(shè)計(jì)思路】

本節(jié)課的主要內(nèi)容是探索電流跟電壓的關(guān)系，第二是探索電流跟電阻的關(guān)系。其基本思路是：首先以教師演示實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生提出問題：“電流與電阻、電壓之間有什么定量關(guān)系”？激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)欲望。再引導(dǎo)學(xué)生預(yù)測(cè)和假設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)預(yù)測(cè)的主意。然后學(xué)生按照自己的預(yù)測(cè)分析實(shí)驗(yàn)主意和所需的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)電路并舉行實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖像的分析得出電流跟電壓和電阻的關(guān)系。

本節(jié)課在設(shè)計(jì)上體現(xiàn)了以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1．體現(xiàn)了物理教學(xué)主線：生活─物理─社會(huì)。

2．突出看見、實(shí)驗(yàn)。將電流跟電壓、電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為學(xué)生分組探索實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)了新課標(biāo)的理念要求和物理學(xué)科的素質(zhì)教誨。培養(yǎng)了學(xué)生的看見、設(shè)計(jì)、動(dòng)手操作、分析、歸納和探索的能力。

3．通過“科學(xué)預(yù)測(cè)法”和“控制變量法”等科學(xué)主意的教學(xué)，使學(xué)生潛移默化地采納物理學(xué)中的研究問題的主意。

4．利用多媒體輔助教學(xué)手段，加大課堂教學(xué)容量，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂效率。

【教學(xué)過程】

一、創(chuàng)設(shè)物理情境，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入科學(xué)探索

教師演示：請(qǐng)學(xué)生們看一個(gè)最基本的電路銜接，即電源、小燈泡、開關(guān)各一個(gè)，導(dǎo)線若干組成的一個(gè)容易電路。開關(guān)閉合燈亮，請(qǐng)學(xué)生們思量：你有哪些主意使小燈泡變暗？

學(xué)生研究后回答：①可以減小電源電壓。②可以在電路中串聯(lián)一個(gè)電阻。

教師：按學(xué)生的主意演示。

教師分析：前面我們學(xué)習(xí)了電流、電壓和電阻三個(gè)量的知識(shí)，這三個(gè)量之間的關(guān)系并不是孤立存在的，而是互相聯(lián)系、互相影響的，即電壓變化要引起電流變化，電阻變化要引起電流變化。

加在導(dǎo)體兩端的電壓越大，通過它的電流就會(huì)越大；導(dǎo)體的電阻越大，流過它的電流就會(huì)越小。這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)中更存心義的研究，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。

二、舉行科學(xué)探索

1．提出問題

讓學(xué)生回答：探索電流與電壓、電阻之間有什么定量關(guān)系？

2．預(yù)測(cè)或假設(shè)

教師：按照以下兩個(gè)事實(shí)來引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生的想像力，舉行預(yù)測(cè)或假設(shè)。

①加在導(dǎo)體兩端的電壓越大，通過它的電流就會(huì)越大；

②導(dǎo)體的電阻越大，流過它的電流就會(huì)越小。

學(xué)生回答：

·可能是I＝U/R；

·可能是導(dǎo)體兩端的電壓增大幾倍，導(dǎo)體中的電流也增大幾倍；

·可能是U＝IR；

·可能是……。

3．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（采用啟發(fā)提問式，協(xié)助學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)）

以下教學(xué)過程是師生一問一答

問：我們所學(xué)電流、電壓和電阻三個(gè)量，哪些量可以測(cè)量出，分離用什么儀器來測(cè)量？

答：能測(cè)量的量有：電流和電壓，儀器分離為電流表和電壓表。

問：電阻不能測(cè)量，我們?cè)鯓又缹?dǎo)體的阻值呢？

答：可以給出導(dǎo)體的電阻值。

問：也就是說在研究電流和電壓、電阻之間關(guān)系時(shí)，我們是固定電阻不變，讓電壓發(fā)生改變，看見電流的變化，這種研究物理問題的主意叫什么？

答：控制變量法。

問：實(shí)驗(yàn)時(shí)，針對(duì)于某一導(dǎo)體測(cè)量一組電壓和電流值，行嗎？

答：不可。

問：為什么？

師生共同回答：多次測(cè)量可以減少誤差，同時(shí)考慮到物理邏輯的客觀性、普遍性和科學(xué)性，應(yīng)該多測(cè)量幾次。

教師還應(yīng)進(jìn)一步指出：不僅針對(duì)同一導(dǎo)體測(cè)量幾組電壓和電流值，同時(shí)還要更換定值電阻反復(fù)舉行實(shí)驗(yàn)，這種研究物理問題的主意是不可忽略的。實(shí)驗(yàn)時(shí)，給出了二個(gè)不同的定值電阻（R1＝5Ω和R2＝10Ω）

問：我們?cè)趯?shí)驗(yàn)要多次測(cè)量電壓和電流值，那么怎樣去改變導(dǎo)體兩端的電壓和通過它的電流呢？

學(xué)生1答：改變電源的電壓，如：增減串聯(lián)的干電池的節(jié)數(shù)。

學(xué)生2答：用滑動(dòng)變阻器來改變。

教師總結(jié)指出：學(xué)生們知道了改變定值電阻兩端電壓的主意，請(qǐng)大家按照你認(rèn)為最相宜你的主意和剛才我們?cè)O(shè)計(jì)的思路，對(duì)照自己桌前的器材挑選你所需的實(shí)驗(yàn)儀器，并畫出能夠同時(shí)測(cè)量電壓和電流的電路圖。

4．舉行實(shí)驗(yàn)

實(shí)際操作中，要提醒學(xué)生注重以下幾個(gè)問題：

①銜接電路和更換元件時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)放到最大阻值的位置上。

②準(zhǔn)確銜接電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器。

③閉合開關(guān)前，明確研究對(duì)象；控制什么量不變，改變什么量；看見記錄哪些數(shù)據(jù)？

④測(cè)量過程中電路閉合時(shí)光不能過長(zhǎng)，讀取數(shù)據(jù)后要斷開電路，以防止通電時(shí)光過長(zhǎng)電阻發(fā)熱給實(shí)驗(yàn)帶來誤差。

⑤測(cè)量次數(shù)不要過多，按照時(shí)光而定，普通測(cè)量三次或四次左右。

⑥若用滑動(dòng)變阻器來改變導(dǎo)體兩端的電壓的情況下，盡量使定值電阻兩端的電壓成整數(shù)倍地變化（如：0．5V，1V，1．5V……）。同樣若用干電池（或?qū)W生電源）改變電源電壓時(shí)，也盡量使電源電壓成整數(shù)倍地變化。

教師巡回指導(dǎo)學(xué)生舉行實(shí)驗(yàn)，指出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中錯(cuò)誤，并要求學(xué)生實(shí)事求是地填寫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

5．分析和論證

數(shù)據(jù)處理時(shí)，可引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)思量測(cè)量數(shù)據(jù)從不同的角度舉行分析：分析電壓是怎樣發(fā)生變化，從而影響到電流的怎樣變化；同時(shí)還應(yīng)考慮到實(shí)驗(yàn)會(huì)有誤差，可能數(shù)據(jù)不很一致。得出電流、電壓的關(guān)系的結(jié)論。

結(jié)論：電阻相同時(shí)，通過導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體兩端的電壓成正比。

然后指導(dǎo)學(xué)生用測(cè)量的數(shù)據(jù)對(duì)照課本畫出U-I圖。（高中物理中叫伏安特性曲線），啟發(fā)學(xué)生對(duì)照數(shù)學(xué)中的一次函數(shù)的知識(shí)，推導(dǎo)出U-I表達(dá)式：U＝IR。

6．評(píng)估

要求學(xué)生在探索報(bào)告反思自己的探索活動(dòng)一些問題，如：

（1）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)劃是不是最優(yōu)的，還可能會(huì)存在著不合理的地方。

（2）操作中有沒有什么失誤，讀數(shù)時(shí)會(huì)不會(huì)有失誤。

（3）測(cè)量結(jié)果是不是可靠的。

（4）探索中是不是還有哪些問題還不清晰，哪些問題弄明了了。

……

7．交流

要求學(xué)生課后舉行交流，交流時(shí)，可以互相交換各自的探索報(bào)告，也可以口頭表述自己在探索與他人不同的意見，同時(shí)還應(yīng)聽取他人準(zhǔn)確的意見。交流時(shí)，不應(yīng)只是交流探索結(jié)論，交流的重點(diǎn)應(yīng)放在探索的過程中。

如：為什么我的預(yù)測(cè)和別人不一樣？

為什么我的主意與你不一樣？

為什么你能得出這樣的結(jié)論，我的結(jié)論不和你一樣？

……

三、課堂小結(jié)

本節(jié)你有哪些收獲？讓學(xué)生暢所欲言的說，教師盡量找學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)，多鼓勵(lì)。

四、課堂練習(xí)

某實(shí)驗(yàn)小組學(xué)生在探索電流與電壓的關(guān)系時(shí)，用到如下器材，電源一個(gè)，電流表、電壓表各一個(gè)，定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω各一個(gè)），導(dǎo)線若干。設(shè)計(jì)的電路如圖所示。

（1）銜接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于

狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)處于

位置，即圖中的

端。（填“左”或“右”）

（2）這個(gè)實(shí)驗(yàn)使用了控制變量法，其中被控制的變量是___________，滑動(dòng)變阻器的作用是___________。

（3）下面是他們獲得的一組數(shù)據(jù)：

電壓U/V246810電流I/A0．400．801．201．602．00實(shí)驗(yàn)中他們選定的定值電阻為__________Ω。

請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)系上畫出電流隨電壓的圖像；

分析表中數(shù)據(jù)或圖像，你能得出的探索結(jié)論是_________________________。

七、教學(xué)反思

1．教師備課時(shí)要親手操作做實(shí)驗(yàn)，主要是提供的電源電壓與滑動(dòng)變阻器配套上的問題，有些電壓達(dá)不到3V，甚至有些2．5V都達(dá)不到。

2．本實(shí)驗(yàn)一定要弄清實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑮l理要清晰，才干很好的完成實(shí)驗(yàn)。

3．本堂課學(xué)生分析正比和反比很艱難，是學(xué)生的一個(gè)難點(diǎn)，一定要注重突破，教師應(yīng)從多角度分析。①小學(xué)的正比和反比知識(shí)，如：當(dāng)a/b=常量，a與b成正比；當(dāng)ab=常量時(shí)，a與b成反比。②從倍數(shù)角度分析；③從圖像角度分析。

附：課后作業(yè)

1．如圖所示是“探索電流與電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)電路圖。

請(qǐng)回答下列問題：

（1）探索電流和電壓關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持_________不變，同時(shí)向______（填“左”或“右”）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的計(jì)數(shù)增大，并記下電流表的讀數(shù)。

（2）探索電流和電阻的關(guān)系時(shí)，也要移動(dòng)滑片，其目的是____________________。

2．有一根導(dǎo)線，倘若在它兩端加上12V電壓，通過它的電流是0．4A，那么它的電阻是________Ω；倘若在這根導(dǎo)線兩端加15V電壓，通過它的電流是________A，它的電阻是________Ω；倘若這根導(dǎo)線兩端電壓為零，則通過它的電流為________A，它的電阻是________Ω。

3．某學(xué)生按如圖所示的電路探索通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體電阻的關(guān)系，電源電壓保持不變，他不斷改變電阻箱R（符號(hào)用表示）的阻值，測(cè)得相應(yīng)的電流如下表所示。分析表中數(shù)據(jù)可知，電流跟電阻_________反比（填“成”或“不成”），其緣故是________________________。

次數(shù)R/ΩI/A120．40280．32340．25