第一节 探究——电流与电压电阻的关系第1课时

第一节 探究电流与电压、电阻的关系第1课时一、教学设计思路本节学习的内容包含三大局部：一是让学生掌握科学探究的过程；二是让学生知道导体中的电流与电压、电阻的关系；三是能应用欧姆定律进行简单的计算并会解释简单的现象。分两课时教学，第一课时完成第一和第二局部内容，第二课时完成第三局部内容。欧姆定律是电学中的根本定律，是学生进一步学习电学知识和分析电路的根底。理解欧姆定律是新课标提出的教学要求，本节课通过学生自主探究活动，到达对欧姆定律的初步认识。本节的探究实验是一个定量实验，用的器材较多，除了同时使用电流表、电压表之外还会用到滑动变阻器。主要让学生探究两个方面的内容：一是探究电流与电压的关系，二是探究电流与电阻的关系。其根本思路是：首先以生活中的现象为根底，提出问题，引导学生积极思考，并充分发表意见，然后针对问题给以指导；再让学生自己通过实验，分析观察，大胆猜测，培养学生科学猜测的学习方法；然后学生根据自己的猜测分析实验方法和所需的实验器材，设计出实验电路并进行实验，通过实验数据和图像的分析得出电流跟电压和电阻的关系。本节课在设计上表达了以下理念：1、表达了物理教学主线：生活物理生活2、突出观察、实验。将电流跟电压、电阻的关系实验设计为学生分组探究实验，表达了新课标的理念要求和物理学科的素质教育。培养了学生的观察、设计、动手操作、分析、归纳和自助探究的能力。 3、通过“科学猜测法和“控制变量法等科学方法的教学，使学生潜移默化地掌握了物理学中研究问题的科学方法。二、教材及学情分析电流跟电压、电阻的关系实际上就是欧姆定律，它是电学中的根本定律，是进一步学习电学知识和分析电路的根底，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、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，最关键的是是实验方法。学生对实验方法的掌握既是重点也是难点，这个实验难度比拟大，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拟大，所以实验的评估和交流也比拟重要。课本是在前面“电流、“电路、“电压、“电阻等知识学习的根底上，让学生大胆猜测，推断出电流与电压、电阻的定性关系。这样处理：一是给接下来的实验结果做了铺垫，不致使学生感到突然；二是目的明确，使学生对将要探究的问题产生强烈的愿望，想要证实一下这个推断。有了定性的关系，又知道电流是可以用电流表测量的物理量，电压是可以用电压表测量的物理量，电阻也是可测量的物理量。在此根底上就可以引出“探究电流与电压、电阻会不会有定量关系的问题。本节课“探究电流与电压、电阻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，学习科学猜测、设计实验、设计实验表格、分析论证、感悟科学方法。因此在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。知识方面：要求学生掌握电流与电压、电阻的关系；技能方面：会使用电流表、电压表、滑动变阻器；方法上；会用“控制变量法、“图像法来分析研究问题。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、教学目标一、知识与技能目标1、通过实验探究，认识影响电流大小的因素有电压和电阻；2、知道导体中的电流与电压、电阻的关系；3、能应用欧姆定律进行简单的计算；4、能应用欧姆定律会解释简单的现象；5、会同时使用电流表和电压表测量一段导体两端的电压和电流；6、会使用滑动变阻器改变局部电路两端的电压。二、过程与方法目标1、通过实验探究过程，进一步体会猜测与假设、设计实验、分析论证、评估等探究环节；2、通过制定研究方案，进一步体会“控制变量这一重要的科学探究方法；3、通过分析与论证过程，提高学生根据实验数据分析、归纳物理规律的能力。三、情感、态度、价值观目标1、通过学生的科学探究活动，形成尊重事实、实事求是、探究真理的科学态度；2、在学习知识与技能的同时，体验科学探究的乐趣和方法，领悟科学的思想和精神；3、在与小组成员合作完成实验的过程中，加强与他人的协同合作能力。四、教学重点和教学难点教学重点：通过实验探究电流与电压、电阻之间关系的过程， 即欧姆定律；教学难点：组织、引导学生在探究过程中认真观察、仔细分析， 并得出欧姆定律。 五、教学方法 探究法、实验法、观察法教师讲解引导、演示实验、学生讨论、学生分组实验相结合的方法，充分表达“教师为主导、学生为主体的教学原那么。 六、教具准备教师方面： 学生电源或四节干电池、两个灯泡2.5 V和3.8 V小灯泡各一只、滑动变阻器、开关、导线假设干；学生2人一组：电源电池组或学生电源5，10，15定值电阻各一个，滑动变阻器、电流表、电压表各一只、开关一只、导线假设干。教学设计一、教师引导学生复习引入新课1、师：电流是怎样形成的？形成电流的原因是什么？什么是电阻？学生思考后，举手答复。(熟悉电流、电压、电阻的概念2、演示实验用两节干电池给一个小灯泡供电，使小灯泡正常发光。提问：同学们如何改变小灯泡的亮度了？学生分组讨论，展示交流改变小灯泡亮度的方案。学生讨论后答复：可以改变电源电压。可以在电路中串联一个电阻。如下列图： 教师：按学生的方法演示。 学生仔细观察后，分析、讨论得出电压影响灯的亮暗；电阻影响灯的亮暗。灯的亮暗即电流的大小。 教师总结：实验证明，电流的大小与电压、电阻有关；电压越大，灯越亮即电流越大，；电阻越大，灯越暗即电流越小，这是它们之间的定性关系。它们之间有什么定量关系呢?如何探究呢？二新课教学1、提问：电流与电压、电阻之间究竟又怎样的关系呢？2、学生相互讨论、猜测、相互交流。 学生讨论得出：I与U、R都有关系，即U、R两个量影响大小。一个物理量同时受到两个物理量影响时，研究它们之间关系时就要用“控制变量法。老师提问：通过怎样的实验来验证以上的猜测？为了完成任务，设计这个实验需要解决以下问题：怎样控制变量？即控制什么量？研究什么量？分两步进行老师启发引导学生根据“研究压强跟压力、受力面积的关系，使他们明确这个探究活动要分两步进行。、研究电压对电流是否有影响？以及定量的关系是什么？、研究电阻对电流是否有影响？以及定量的关系是什么？3、进行科学探究：1、探究电流与电压的关系学生交流：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。 图1 图2电源可变 图3问：实验时，针对于某一导体测量一组电压和电流值，如图1吗？ 学生思考答复。不行问：为什么？ 学生相互交流、讨论得出：屡次测量可以减少实验误差，同时考虑到物理规律的客观性、普遍性和科学性，应该多测量几次。问：我们在实验要屡次测量电压和电流值，那么怎样去改变导体两端的电压和通过它的电流呢？学生1答：改变电源的电压，如图2增减串联的干电池的节数。学生2答：用滑动变阻器来改变，如图3。教师总结指出：同学们知道了改变定值电阻两端电压的方法，请大家根据你认为最适合的方法和刚刚我们设计的思路，对照自己桌前的器材选择你所需的实验仪器，并选择适宜的电路图进行实验探究。 4、进行实验实际操作中，要提醒学生注意以下几个问题：连接电路和更换元件时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片应放到最大阻值的位置上。正确连接电流表、电压表、滑动变阻器。闭合开关前，明确研究对象；控制什么量不变，改变什么量；观察记录哪些数据？测量过程中电路闭合时间不能过长，读取数据后要断开电路，以防止通电时间过长电阻发热给实验带来误差。测量次数不要过多，根据时间而定，一般测量三次或四次左右。假设用滑动变阻器来改变导体两端的电压的情况下，尽量使定值电阻两端的电压成整数倍地变化如：05V，1V，15V。同样假设用干电池或学生电源改变电源电压时，也尽量使电源电压成整数倍地变化。学生实验，老师到各实验小组巡视，并进行指导。有局部小组学生的实验能力不错，大局部小组都能较顺利地完成了实验，并实事求是地填写了实验数据表格。让学生断开开关，但暂不撤除电路。 电阻及 实验次数l23电压UV电流IA 5、分析和论证学生都将本组实验作了记录，每组学生展示他们的实验数据，全班进行分析，引导学生思考：解读各组的实验数据，你们能够得出什么结论?由于学生亲自参与实验，因此他们很快得出了“在电阻一定的情况下，导体中的电流跟导体两端的电压成正比的结论。（2） 、探究电流与电阻的关系 学生相互讨论、交流各组设计的探究方案，设计电路图如下。 图4 图5 电阻R(欧)102030电流I(安)可能有的组有其它的方案，但每组一定要记住“控制变量法，即AB间的定值电阻如何变化但AB两点间的电压为一定值。各小组选择适宜的电路图，分组进行实验，边做边记录实验数据，我来往于各组之间进行指导。实验完毕，收拾整理器材。各组分析数据，思考电阻与电流的关系，然后分别展示实验数据说明本组对数据分析的结果，得出结论：在电压一定的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。综合前面两局部的探究活动，老师引导学生交流讨论：从你们各组的实验数据中可以看出，在电阻一定时，导体两端的电压越大，电流越大。当电阻两端电压不变时，电阻越大，电流就越小。这个规律早在1827年，就由德国物理学家欧姆研究得出，我们称其为“欧姆定律。结论：推导欧姆定律老师引导学生总结得出欧姆定律及其表达式。新知拓展：学生阅读教材中关于欧姆生平的介绍，激发刻苦学习的热情。6、评估要求学生在探究报告中反思自己探究活动的一些问题，如：实验设计方案是不是最优的，还可能会存在着不合理的地方。操作中有没有什么失误，读数时会不会有失误。 通过小组总结你们认为今后如何可以提高实验效率？测量结果是不是可靠的。滑动变阻器在实验中起什么作用？探究中是不是还有哪些问题还不清楚，哪些问题弄明白了。7、 交流与合作要求学生课后进行交流，交流时，可以相互交换各自的探究报告，也可以口头表述自己在探究与他人不同的意见，同时还应听取他人正确的意见。交流时，不应只是交流探究结论，交流的重点应放在探究的过程中。如：为什么我的猜测和别人不一样？为什么我的方法与你不一样？为什么你能得出这样的结论，我的结论不和你一样？三、课堂小结本节你有哪些收获？让学生畅所欲言的说，教师尽量找学生的优点，多鼓励。 四、课堂练习，布置作业：填写实验探究报告册。【板书设计】 第十二章 欧姆定律 第1节探究电流与电压、电阻的关系一、 实验探究“控制变量法R一定时，I与U成正比；U一定时，I于R成反比。二、欧姆定律 1、内容：通过导体中的电流，跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比。 2、表达式：I= R一定时，I跟U成正比；U不变时，I跟R成反比。 3、变形公式：R= R在数值上等于U和I的比值。 U=IR：U在数值上等于I和R的乘积。