电流与电压和电阻的关系(11)

电流与电压和电阻的关系教学设计【教材分析】一、该节在教材中的地位与作用本节课“探究电流跟电压、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，学习科学猜想、设计实验、设计实验 表格、分析论证、感悟科学方法。因此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。 通过经历此次探究活动，使学生认识电流、电压和电阻的关系外，为 下一节顺理成章得得出欧姆定律，并继续学习电学更深入的知识做好 铺垫。二、教学目标：知识与技能通过实验探究电流、电压和电阻的关系；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；会使用滑动变阻器改变部分电路两端的电压。过程和方法通过探究过程，进一步体会科学探究方法；体会用“控制变量法”的研究方法研究物理规律的思路，学习 用图像研究物理问题；通过实验、分析和探索的过程，提高根据实验数据归纳物理规 律的能力情感态度与价值观在收集、处理数据的过程中培养学生实事求是的科学态度；通过探究，揭示物理规律，使学生获得探索未知世界的乐趣；重视学生对物流规律的客观性、普遍性和科学性的认识，注意 学生科学世界观的形成。三、教学重点、难点学情分析：学生之前已经经历过完整的科学探究过程， 因此本节 课的教学思路和教学流程学生不会感到陌生。 本实验中要同时应用到 电流表、电压表和滑动变阻器，并利用滑动变阻器来改变或稳定部分 电路两端的电压，对学生动手能力有一定的要求；同时还要应用到控 制变量法和图像法等研究方法，综合性强。教学重点：通过经历完整的实验探究，认识电流、电压和电阻的 关系。教学难点：运用控制变量法开展实验和对实验数据进行分析得到 结论。【教材教法】根据新课程基本理念“注重科学探究，提倡学习方式多样化”，在本节课教学中，我们提出“提出问题一一实验探究一一交流评价” 物理课堂教学模式，它是在教师的引导下，学生根据已有的知识和对 身边物理现象的已有观察、对生产技术的已有感性认识发现问题， 提 出假设和猜想，进而自行设计实验、验证假设、交流评价最后归纳出 物理概念和规律的一系列教学活动，从而使学生把科学知识的获得与思维能力的培养有机的结合起来， 主动获得对科学的理解， 达到获取物理知识、培养创造能力和实践能力的一种探究性教学模式。教材虽只要求学生探究“电阻上的电流跟两端电压的关系” ，但实际上却包含两个内容： 一是导体上的电流跟两端电压的关系； 一是导体上的电流跟导体电阻的关系。 对这两方面可以只开展电力跟电压关系的研究， 但要使用不同的电阻多次测量， 在对数据更深入地分析后，得出电流跟电阻的关系。这样可以降低实验探究的难度，培养学生分析问题解决问题的能力。本实验是学生第一次同时使用电压表和电流表， 教师要给予充分的指导， 可将使用电压表和电流表， 以及连接电路的注意事项通过课件展示出来，指导学生实验。【教学程序】一、复习提问： （约 4 分钟）电流是怎样形成的？形成电流的原因是什么？什么是电阻？学生以举手的形式回答问题。（这部分问题是学生已经有了感性的认识，大部分学生回答得很正确，即使有少数同学回答错误也没有关系，学生之间会进行纠正。 ）二、新课引入： （约 4 分钟）1 同学们都使用过台灯，当我们调节台灯旋钮的时候，台灯的亮度会发生改变，这是为什么？学生观察并思考（这是生活中常见的现象，使学生感觉到物理来源于生活。 ）2演示：出示调光台灯开开关，并转动旋钮，让学生观察台灯 亮度的变化。3 提出问题：灯泡逐渐变亮（或变暗） ，说明了通过灯泡的电流是怎样变化？学生回答：电流逐渐变大（或变小）4请同学们完成下列实验：（ 1）把 2 5V 小灯泡和演示用电流表串联，分别跟一节干电池和两节干电池组成电路。 闭合开关， 观察先后两次电流表示数及小灯泡的亮度。分析实验现象，大胆猜想电流的变化可能跟什么有关？学生动手实验， 根据实验现象， 猜想： 串联干电池时， 灯泡较亮， 电流较大。由此可猜想：所加电压越高，电流会越大。（ 2）分别把 2 5V 和 6 3V 小灯泡跟两节干电池和演示电流表组成电路。闭合开关，观察先后两次电流表的示数和小灯泡的亮度。分析实验现象，大胆猜想电流的变化可能跟什么有关？学生动手实验，根据实验现象，猜想： 6 3V 小灯泡较暗，电流较小。灯泡不同，其电阻值一般不同。由此可猜想：导体电阻越大，电流就越小。对于同学们的猜想不论对错，教师都应认真对待，但应该注意：猜想不是瞎猜、乱猜。（应该引导学生在原有知识的基础上有根据， 符合逻辑进行猜想。所以在这里设计实验，让学生通过实验猜想。 ）实验告诉我们： 通过导体的电流的大小跟导体两端的电压和导体的电流与电压、 电阻之间的有什么样的定量关系（板书：探究电阻上的电流跟两端电压的关系）三、实验探究（约 25 分钟）1 提出问题：电流与电压、电阻有什么定量关系？2猜想与假设：分析导体两端的电压越大， 通过的电流就越大， 猜测电流可能与电压成正比；导体的电阻越小，通过的电流就越大，猜测电流可能与电阻成反比。3设计实验：猜想的正确与否需要通过实验来验证。（ 1）电流可能受电压和电流两个因素的影响，如果两个因素同时变化（如在改变电压的同时，也改变电阻） ，能否判断流变化是谁引起的吗？我们应该用什么方法进行探究？（学生思考后回答：不能；控制变量法。 ）（ 2）这个实验应如何设计呢？与我们之前学习的哪个实验和相似？学生思考讨论，设计实验方案，确定实验方法：先让电阻保持不变，改变电压，观察电流随电压变化的情况：保持电压不变，改变电阻，观察电流随电阻变化的情况。与探究决定电阻大小的因素实验很相似。（设计实验部分是一个难点，教师要进行引导，不要轻易否定学生在设计过程中教师可以提出启发性的问题， 让学生自我发现（ 3）探究电阻一定时，电流跟电压之间的关系。A 请同学们讨论，这个实验需要哪些器材？它们的作用各是什么？怎样才能改变电阻两端的电压？画出电路图。学生思考、讨论，汇报所需的实验器材及它们的作用，画出电路图。并且简单陈述自己的实验操作过程。B 教师分析归纳总结学生的改变电阻两端电压的方法和实验电路， 提出的异议， 引导学生确定最佳实验方案， 板书合理的器材选择、电路图、数据记录方法、操作过程。（学生根据老师提出的异议， 讨论实验的改进方案， 并修正器材、电路图、数据记录方法、操作方法。 ）4进行实验教师活动：提醒学生注意以下几个问题（课件展示）连接电路时，开关应处于状态。滑动变阻器的滑片处于阻值位置。注意认清电压表、电流表的接线柱。电压表量程选V ，电流表量程选A 。闭合开关前，应 电路，确认无误后方可进行实验。实验中，闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，使 R两端的电压成整数倍地变化（如1V 、 2V 、 3V ） ，读出每次加在R 上的电压值和电流值，并填入下列表格中。4）学生分组实验，教师巡视指导，帮助困难学生。5）改变定值电阻阻值，按照上述步骤再测一组数据。 （如果时间允许可以用多个定值电阻实验）5分析和论证方案一：选取阻值相同却有不同电压的数据集中展示， 便于横向比较， 得出电流与电压的关系；选取阻值不同却有相同电压的数据集中展示，便于纵向比较，得出电流与电阻的关系。提出问题：电流与电压这两个物理量，哪个量随着哪个量变化？分析表一 （或表二） ， 可得出什么结论？你是怎么分析出来的？这个结论是建立在控制哪个物理量不变的基础上得出的？有人得出这样的结论 “在电阻不变时， 导体两端的电压与通过导体的电流成正比” ，你同意他的说法吗？进一步分析实验数据。分析表一、表二和表三的同一列，可得出什么结论？你是怎么分析出来的？这个结论是建立在控制哪个物理量不变的基础上得出的？电流与电阻这两个物理量，哪个量随着哪个量变化？有人得出这样的结论 “在电压不变时， 导体的电阻与通过导体的电流成反比” 。这种说法正确吗？（通过分析上述问题，使学生明确物理量之间客观的因果关系，并学会概括、表述这种因果关系；深刻理解正、反比的实际含义；明确物理规律成立的条件。 ）结论： 在电阻不变时， 通过导体的电流与导体两端的电压成正比； 在导体两端的电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。方案二：利用图像法进行数据处理。要求各组同学在得到实验数据之后，以电压为纵坐标、电流为横坐标，画出同一定值电阻的 U I 关系图象。以电流为纵坐标、电阻为横坐标，画出同一电压下的 I R 关系图象。 选取不同定值电阻和不同固定电压的几组图像集中展示， 从图 像的相似性上说明规律的客观性和普遍性。提出问题：经过描点、连线后，分别得到的是一条什么线？这两条线分别与数学上所学习的哪种函数图像相同？函数中的y 、 x 分别对应图像中的哪个物理量？你能利用所学习的函数知识， 分别得出图像中的直线的函数表达式吗？（学生将数学工具应用到物理中得出两个关系式，难度较大，教师要做好指导。特别是两式中的常数项 k 值大小与物理量之间的关系。 ）结论： 在电阻不变时， 通过导体的电流与导体两端的电压成正比；在导体两端的电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。6评估：要求学生对自己的探究活动进行回顾、 反思， 思考在探究过程中产生的一些问题：你采用的实验方案，能方便地调节定值电阻两端的电压吗？你得到的实验数据都严格符合我们得出的结论吗？不符合的 原因是什么？实验产生误差的原因都有哪些？如何尽量减小误差？你都弄懂了哪些问题？还有哪些问题不清楚？（通过学生交流和教师的点拨，使学生明确使用仪表中存在这一定的误差，导线自身存在一定的电阻。但是，从实验数据整体上看，还是能得出实验结论的。 ）7交流：生生间和师生间的交流与合作贯穿于整个实验探究的各个环节中，包括个人想法的交流、实验方案的交流、实验结果的交流、设计方案的合作、实验操作的合作等。为了激发学生的探究热情，教师应对学生的表现给予积极的评价。 在实验结束后， 也可以相互交换探究报告， 交流时不应只是探究结论的交流， 更重要的是探究过程的交流。【板书】板书将教学内容系统化、 条理化， 使学生易于掌握知识的重点、分散教学难点， 加深对基本概念和规律的认识， 便于学生笔记和复习，易于在学生大脑中留下深刻的印象。