九年级物理电流与电压和电阻的关系级教学设计+九年级上册物理教学设计：并联电路中电流的规律

九年级物理电流与电压和电阻的关系级教学设计知识目标：（1）通过实验探究，得出并认识电流与电压的关系。（2）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。（3）会使用滑动变阻器来改变部分电路两端的电压。能力目标：（1）通过实验探究，使学生进一步熟悉用“控制变量法”来研究物理问题的科学方法。（2）尝试用图像法对实验数据进行分析处理。情感目标：引导学生正确对待实验中的失误，实事求是，切忌弄虚作假，帮助学生分析实验失败的原因，研究实验改进的措施，研究减小误差的方法，培养学生严谨的科学态度。教学重点：学习科学探究的方法，并得出结论。教学难点：提高学生研究物理问题的能力。教学过程时间教学环节主要师生活动2分钟4分钟6分秒3分钟3分钟2分钟2分钟引入提出猜想实验方案欧姆定律的应用设计电路图及数据表格开始实验播放视频分析结果课程结尾布置作业【讲解】在前面的章节里，电路中的电流、电压和电阻已经被我们熟知。那么，通过导体的电流与加在导体两端的电压以及导体的电阻存在怎样的关系呢?现在，我们就开始研究这个问题。【点PPT】【提问】请同学们思考，我们应该使用什么样的方法来探究电流与电压和电阻这两个物理量之间的关系呢?【点PPT】【学生回答】是控制变量法！【疑问】屏幕前的你会如何控制变量呢?【学生回答】（1）在探究电流与电压的关系时，我们需要控制电阻不变，探究电流与电压的关系；【点PPT】（2）而我们在探究电流与电阻的关系时，则需要控制电压不变，探究电流与电阻的关系。【点PPT】【提问】同学们，对于电流与电压的关系，你们是怎么看的呢?【点PPT】【学生回答】在学习电压时，我们知道了：电压是形成电流的原因。【点PPT】【讲解】另外，在之前做过的实验中，我们也看到，增加串联接入电路的电池个数，电路中的同一只小灯泡就会变亮这样的现象。【点PPT】所以，我们的猜想是：电压越高，电流越大。【点PPT】【讲解】这一节课，我们来探究电流与电压的关系。【提问】实验开始之前，请同学们想一想，我们应该如何来设计实验方案呢?【点PPT】【学生回答】结合控制变量的思想，我们需要：控制电路中的电阻不变，改变电路两端的电压，测量通过电路的电流。【点PPT】【讲解】考虑到实验结论的可信度，在可能的条件下，尽量多获取几组数据。结合这一思路，我们需要解决几个具体问题：（1）如何控制电路的电阻不变?（2）如何改变电路两端的电压?（3）如何测量电路中的电流?【提问】第一个问题：如何控制电路电阻不变呢?【点PPT】【学生回答】小灯泡。【点PPT】【讲解】但是，我们并不知道小灯泡的阻值。也不能确定小灯泡的电阻值会不会发生变化。所以，小灯泡不是一个合适的选择。【点PPT】由于实验中需要控制电阻一定，所以在这里我们选择定值电阻。【点PPT】顾名思义。定值电阻就是在一定范围内，它的电阻值是确定的，几乎不会发生变化。这正好符合我们的实验要求。【点PPT】在实验室中，有几种在平时实验中常用的定值电阻。它们的外形不同，材料不同，电阻值也不同，但共同点是有确定不变的电阻值。【提问】那么电路两端的电压又该如何改变呢?【点PPT】【学生1回答】我们可以在电路中分别串联一节、两节甚至更多的干电池，即改变电源电压，来实现对定值电阻两端电压的调控作用。【学生2回答】根据前面课上的实验，我们可以在电路中串联一个滑动变阻器。【点PPT】【讲解】当移动滑动变阻器的滑片时，其接入电路中的电阻发生改变，通过导体的电流也将随之发生变化。【提问】那么，接入电路中的滑动变阻器，是如何来调节定值电阻两端的电压呢?让我们一起来做一个实验：为了获取定值电阻两端的电压，我们将电压表接在定值电阻两端，与其并联。再将定值电阻与滑动变阻器串联，获得如下的电路图。闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，请大家仔细观察电压表示数的变化情况。【点PPT】【实验视频】我们首先将电池组、滑动变阻器，电阻值为5欧的定值电阻和开关依次连接，使定值电阻和滑动变阻器的串联，然后再将电压表并联在定值电阻两端。检查无误后，闭合开关。我们看到电压表有比较小的示数。这时再移动滑片，使滑动变阻器接入电路的电阻变小。可以观察到，随着滑片的移动，电压表的示数在连续增大。【讲解】不难看出，串联在电路中的滑动变阻器不但可以改变定值电阻两端的电压，而且可以使定值电阻两端的电压发生连续的变化。跟用更换电池来改变电压的方法相比，既简单又方便，为我们多次测量提供了很好的条件。所以，在接下来的实验中，我们选用滑动变阻器来改变电路两端的电压。【提问】最后，如何测量电路中的电流?【点PPT】【讲解】通过前面的学习，我们已经知道，测量电流需要用电流表，同学们也掌握了用电流表测量电路中电流的方法。【点PPT】所以，在实验电路中，除了要有电压表、滑动变阻器之外，还需要在电路中串联一块电流表，至此，实验电路中需要用到的电路元件基本准备完毕。【提问】同学们，你能设计出实验电路图吗?【点PPT】在你的任务单上试着把它画出来，然后跟老师设计的电路图比较一下。看看是否一样。现在老师要揭晓谜底了，快来看一看，你设计的电路图，与老师设计的是否一致呢?【点PPT】不难发现，在闭合开关后，电路中就会有电流流过，我们就可以从电压表和电流表上读取数据了。明确了需要测量的物理量，现在请同学们在任务清单上设计好收集实验数据的表格吧。这是老师设计的实验数据记录表，咱们的一样吗?【点PPT】需要注意的是，我们还应该记录定值电阻的电阻值。【讲解】电路图和数据表格已经设计完毕。接下来，我们需要设计相应的操作步骤。首先是准备阶段，按照电路图来连接电路，检查无误后试触，确认电路连接状态正常后闭合开关。【点PPT】【讲解】然后缓慢地移动滑动变阻器的滑片，最大幅度改变滑动变阻器连入电路的电阻值。观察电压表、电流表的示数变化范围，从而确定实验中数据的取值范围。我们看看实验数据取值范围是如何确定的。【点PPT】【实验视频】我们还是先完成电路的连接，根据经验，电流表使用小量程。串联电路连接完毕后，再把电压表并联在定值电阻两端。电压表也使用小量程。闭合开关前，电压表和电流表的示数均为零。检查无误，闭合开关。读出此时电压表、电流表的示数分别为0.4V和0.08A。这是本次实验中电压表和电流表的最小的示数，也是数据取值的下限。然后缓慢移动滑片，同时观察电压表和电流表示数的变化，直至滑动变阻器接入电路的电阻值最小。此时再次读出电压表、电流表的示数分别为3V和0.6A。这是电压表和电流表的最大的示数，也是数据取值的上限。【讲解】通过观察，我们可以确定，电压表可以在0.4V3V之间取值，电流表的示数也在量程范围之内。【点PPT】这样，我们就可以确定从0 开始，每隔0.5V取值一次，共取7组数据。【点PPT】【讲解】最后，根据实验条件和需要，决定了实验中的取值范围、次数后。闭合开关，改变滑动变阻器接入电路的电阻值，按计划读取、记录与电压表的示数相应的电流表的示数。下面我们正式开始实验：探究电流与电压的关系【点PPT】【实验视频】改变滑动变阻器接入电路的电阻值，当电压表的示数为0.5V时开始取值，记录此时电流表的示数为0.1A。当电压表的示数为1.0V时，电流表的示数为0.2A。当电压表的示数为1.5V时，电流表的示数为0.3A。当电压表的示数为2.0V时，电流表的示数为0.4A。当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数为0.5A。当电压表的示数为3.0V时，电流表的示数为0.6A。【讲解】以下是通过实验获取的数据，我们发现当电阻一定时，电压越高，电流越大。【点PPT】【讲解】仔细观察数据，不难发现，第三组数据中的电流值是第二组电流值的2倍。【点PPT】而第四组数据的电流值是第二组电流值的3倍【点PPT】以上结果表明：电压与电流的大小都在以相同的倍数增加着。有同学就会想到，每一组实验数据中，电流与电压的比值应该是一个定值。到底是不是这样呢?让我们一起来检查一下吧。I2/U2=0.1A/0.5V=0.2A/V；I3/U3=0.2A/1V=0.2A/V；I4/U4=0.3A/1.5V=0.2A/V除第一组0之外，每一组的电流与电压的比值都是相等的，比值是一个不变的常数。【点PPT】I2/U2=I7/U7=0.2A/V=k，即电流与电压的比值为0.2A/V，是一个定值。【点PPT】这种关系，我们可以借助数学表达式 I/U=k来进行描述，变形后I=kU，满足数学中对正比例函数的定义，以上这些均告诉我们：当电阻为5且不变时，电流与电压成正比。【提问】以上实验数据均是在定值电阻为5时获得的，对于上述结论，不同阻值的定值电阻是否依然成立呢?【讲解】我们可以换用10、15等其他阻值的定值电阻，重复上述的实验步骤。比如刚才的实验，我们可以换用10的电阻再次实验。【讲解】以相同的方法，分析实验数据，我们可以发现当R=10时，电流与电压仍成正比。【提问】请同学们思考，还有更加直观的方法吗?【学生回答】图像法【讲解】在这里，我们取电压值为横坐标、电流值为纵坐标建立坐标轴，根据数据中的电压值、电流值描点。【讲解】这样，我们可以获得一条过原点的直线。【点PPT】这条过原点的直线再次说明：电阻为5且不变时，电流与电压成正比。不仅如此，我们还可以利用10的定值电阻所获得的数据，再次在坐标系内描点、连线。【点PPT】我们发现，当R=10时，电流与电压依然满足正比关系，再次验证了我们的结论。仔细观察，我们还发现不同阻值的电阻，在图像中直线的倾斜程度不同。直线的倾斜程度越大，电阻越小。【讲解】通过上面的讨论，我们得出了结论：当导体的电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。科学家做了大量的实验，得到的结论都是相同的。即导体的电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。【讲解】以上即为本节课的探究内容。下面我们对本节课的内容进行小结：通过今天的学习我们知道了电流与电压和电阻有关。借助于探究性实验，我们发现：当电阻一定时，电流与电压成正比。在研究过程中，我们使用控制变量法和图像法去解决物理问题的能力得到了提升。【讲解】本节课后的基础性作业是请同学们完成“学生资源”中的课后练习。拓展性作业是请同学们利用“探究电流与电压的关系”的实验数据计算U/I，并与电阻R比较，看看电阻R与U/I的关系。九年级上册物理教学设计：并联电路中电流的规律教学目标：知识目标：知道并联电路中的电流规律。会运用串联和并联电路的电流规律解决简单的问题。能力目标：通过观察和实验，探究并联电路中电流的规律，提高学生对问题的探究能力。通过对实验结论的归纳和总结，培养学生概括能力和语言表达能力。通过解决实际问题，提高学生解决实际问题的能力。情感目标：通过探究并联电路中的电流规律，激发学生的学习兴趣，培养学生热爱科学，主动参与、乐于探究的精神。在实验过程中，进一步培养学生严谨的科学态度。教学重点：通过实验探究出并电路中的电流规律。教学难点：会正确连接电路，会正确使用电流表和对实验数据分析总结得出结论。教学过程时间教学环节主要师生活动1分钟复习引入【回顾上节课学习内容】上一节课通过实验，得到了串联电路中的电流规律：串联电路中的电流处处相等。【提出问题，请同学们思考】那么，在并联电路中的电流又有什么规律呢?在并联电路中，电流也会存在类似的规律吗?这节课，仍然通过实验，寻找并联电路中干路电流与各支路电流的关系。2分钟提出问题【思路引导，提出便于学生解决的问题】这是一个由两个小灯泡组成的并联电路，电路可以分为三个部分：干路和两条支路。这是干路部分，这是两条支路。请同学们思考，流过干路和两条支路的电流相等吗?如果不相等，它们之间存在什么关系呢?大家可以说一说自己的猜想。要寻找并联电路中干路电流与各支路电流的关系，只需在干路上和两条支路上各任取一点，即电路图中的A、B、C三点，用电流表分别测量通过这三点的电流，根据测量数据得出结论。大家刚才的猜想是否正确，接下来一起用实验来验证猜想。参照上节课串联电路的探究顺序，我们首先对由两个规格相同的小灯泡组成的并联电路进行探究，探究过程中仍要注意电流表的使用规则。7分钟探究由两个规格相同的小灯泡组成并联电路的电流规律【通过实验验证猜想】现在我们开始实验。把两个规格相同的小灯泡L1和L2并联接入电路。把已调零的电流表接在A点，选用大量程，试触。电流表指针偏转方向正确，示数没有超过最大测量值，在小量程（0-0.6A）范围内。换用小量程，闭合开关。读出电流表的示数，示数为0.56A，并记录下来。再用电流表测量B点的电流，（闭合开关前，画面不动）老师是如何把电流表串联在灯L1所在支路中的?请同学们注意观察电流表上三根导线的位置，思考后回答以下两个问题：（1）干路和支路的分界点（分流点）在哪里?电流从电源正极，经闭合的开关流向电流表的正接线柱。在此处分成两个支路，一路经电流表，小灯泡L1流向电源负极；另一支路未经过电流表，直接经L2流向电源的负极。（2）在保证电流表串联在灯L1支路中的条件下，电流表上的三根导线中，哪一个导线夹可以不连接在电流表上?可以把它移到哪里?我们可以把该导线夹直接连接到开关的这个接线柱上。换用一根长导线。这样改动后，同学们是不是看得更清楚了?只不过事先需要准备一根替换用的长导线。好了，接下来我们继续实验，闭合开关。读出电流表的示数，示数为0.28A，并记录下来。再用电流表测量C点的电流，（闭合开关前，画面不动）同学们再次观察此时连接在电流表上的三根导线，看看电流表是不是串联在灯L2的支路中?测量灯L2支路的电流，我们是不是可以直接用小量程了，大家想想为什么可以这样做?我们继续实验，试触后闭合开关。读出电流表的示数，示数为0.28A，并记录下来。断开开关。【分析数据得出初步结论，并解释学生可能遇到的疑惑】这是我们刚才测量的数据。分析数据，会有三个发现：（1）两条支路中，任何一条支路中的电流都小于干路电流，即IB小于IA；IC小于IA；（2）两条支路的电流相等，即IC等于IB；（3）干路电流等于支路电流之和，即IA等于IB加IC。这也就是我们能得到的实验结论。3分钟改变电源后，探究由两个规格相同的小灯泡组成并联电路的电流规律【改变电源，提出问题】如果改变电源，刚才得到的结论还成立吗?【实验验证】我们还是通过实验来回答上述问题吧，改变接入电路中的电源。把已调零的电流表接在A点，直接用小量程。试触，电流表指针偏转方向正确，电流表指针偏转没有超过最大测量值。闭合开关。读出电流表的示数，示数为0.44A，并记录下来。再用电流表测量B点的电流，闭合开关。读出电流表的示数，示数为0.22A，并记录下来。最后我们再测量通过C点的电流，闭合开关。读出电流表的示数，示数为0.22A，并记录下来。断开开关。【分析数据得出结论】这次我们发现电路中A、B、C三点的电流都发生了变化，但两条支路中，任何一条支路中的电流仍都小于干路电流，（2）两条支路的电流仍相等；（3）干路电流仍等于支路电流之和。即仍能得到跟实验1相同的实验结论。3分钟探究由两个规格不同的小灯泡组成并联电路的电流规律【换用不同规格灯泡，提出问题】以上两个实验中，我们用到的都是规格相同的灯泡，具有一定的偶然性。若用规格不同的灯泡进行实验，实验结论会改变吗?我们改用两个规格不同的灯泡进行实验，实验时我们把电路中的灯泡L2换为另一规格的灯泡L3。【实验验证猜想】我们继续实验。换用规格不同的小灯泡后，把已调零的电流表接在A点，选用大量程，试触。电流表指针偏转方向正确，示数没有超过最大测量值，在小量程（0-0.6A）范围内。换用小量程，闭合开关。读出电流表的示数，示数为0.40A，并记录下来。我们再测量B点的电流，试触后闭合开关，读出电流表的示数，示数为0.32A，并记录下来。再用电流表测量C点的电流，试触后闭合开关，读出电流表的示数，0.08A。记录数据。断开开关。【分析数据，得出结论】这是改用规格不同的灯泡后测量的数据，发现（1）两条支路中，任何一条支路的电流都小于干路电流的结论不变；（2）两条支路中电流不再相等；（3）干路电流等于支路电流之和的结论也没有变化。2分钟总结规律，提升分析问题的能力【引导得出并联电路的规律】以上三个实验中，尽管各次数据不同，但均能得到在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和的结论。由于时间和器材所限，我们只做了三组实验，实验中，我们每次只用两个小灯泡。其实人们做了大量的实验都得到了相同的结论：并联电路干路中的电流等于各支路中电流之和。这个结论对并联电路适用，与电路中用电器的种类、个数等因素无关。因此我们得到并联电路中的电流规律：并联电路干路中的电流等于各支路中电流之和 。用公式表示为I=I1+I2 + + In 。跟理解串联电路电流规律一样，同学们还是可以利用电路图帮助自己理解。【用电路图得出并联电路中电流的规律，激发学生求知欲】大家看电路图，支路电流是把干路电流一分为二、一分为三这样分开的。类比大街上行驶的汽车，从都在一条路上行驶分成在几条路上行驶的情况。是不是可以帮助你理解I=I1+I2的含义。1分钟规律对比，总结提升同学们，今天我们学习的内容就是这些，接下来我们做一个小结，总结一下这两节课的内容。串联电路中的电流处处相等，表达式为I=I1=I2=In，并联电路中干路电流等于各支路电流之和表达式为I=I1+I2 + + In。4分钟利用规律，解决实际问题接下来我们结合实验过程，尝试着用串、并联电路中的电流规律解释两个问题。问题一，“小华和同学们在研究串联电路的电流规律时，把两块电流表同时接入电路，检查无误闭合开关后，发现两块电流表的示数不相同。你认为出现这一现象的原因是什么?”我们知道同一串联电路中电流处处相等，与电路中用电器的种类、规格、个数、先后顺序等因素无关，而实验中出现同一串联电路中电流表示数不相同的现象，这是不正常的，是错误的。问题出在电流表上，很有可能是电流表使用前没有调零，因此电流表使用前一定要检查是否已调零。问题二：小芳根据电路图连接好小灯泡L1和L2组成的并联电路，测量并联电路中干路和支路中的电流。在分别测量通过小灯泡L1和通过小灯泡L2的电流时，电路状态如图甲、乙所示。测量完毕，分析实验数据时发现，无法得到并联电路的电流规律。请你帮助她找出原因。测量小灯泡L1支路中电流时，如电路图甲所示，只有小灯泡L1接入电路；测量小灯泡L2支路电流时，如电路图乙所示，只有小灯泡L2接入电路；测量干路中电流时，L1、L2同时接入电路。这样会造成每次测量时电路状态各不相同。而并联电路干路中的电流等于各支路电流之和的规律是在同一电路状态下得出的。因此在探究并联电路电流规律时，电路状态不能发生变化，所有支路必须是连通的，否则得不出应有的规律。1分钟布置作业作业，第一项作业请同学们完成“学生资源”中的课后练习。第二项作业，在实际生活中，会出现很多类似并联电路中电流规律的实例，请举例说明。