《电流与电压和电阻的关系》教学设计

《电流与电压和电阻的关系》教学设计 【教材依据】本节课是人教版初中物理九年级第十七章第一节，是在学过电流、 电压、电阻、滑动变阻器的基础上，探究电流与电压和电阻的关系。是一个完整 的科学探究过程，通过经历此次探究活动，使学生认识电流与电压和电阻的关系， 为下一节顺理成章得出欧姆定律做好铺垫。这一节是本章的重点和关键，同时也 是电学知识的基础。教材中注重对实验方法的引导和学生分析问题解决问题的能 力的培养。 【学情分析】学生之前已经经历过完整的科学探究过程，对控制变量法研究问题 已经有了一定的基础，所以本节课的教学过程学生的思维比较流畅。实验中要同 时应用到电流表、电压表和滑动变阻器来改变或控制定值电阻两端的电压，对学 生动手能力有一定的要求，同时要用到计算法和图像法等研究方法，对学生综合 能力要求较高。因此，需要在教师引导下完成实验探究活动，运用反馈信息及时 调控教学过程。教学中要注意培养学生对物理的兴趣，充分发挥学生实验的作用， 迎合他们好奇、好动、好强的心理特点，调动他们学习的积极性。 【教学目标】 1、知识与技能 : （1）通过实验探究，得出并认识电流、电压和电阻三者的关系 （2）会同时使用电流表和电压表测量通过导体的电流和导体两端的电压 （3）会使用滑动变阻器来改变部分电路两端的电压 2、过程与方法: （1）通过探究过程，进一步体会、了解、学习科学的探究方法 （2）体会用控制变量法研究物理规律的思路，学会用图像法研究物理问题 3、情感态度与价值观： （1）在收集、处理数据的过程中培养学生实事求是的科学态度 （2）通过探究，揭示物理规律，使学生获得探知未知世界的乐趣 （3）重视学生对物理规律的客观性、普遍性和科学性的认识，注重学生科学世 界观的形成【教学重点、难点】 重点：探究电流与电压和电阻的关系 难点：探究过程中设计实验、进行实验、分析和论证。 【教学用具】多媒体、电源、开关、导线、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω）、滑 动变阻器、电流表、电压表 【教学过程】 （一）复习提问： 1、滑动变阻器的工作原理、作用、使用方法？ 2、电流与电压有什么关系？什么是电阻？ （二）新课引入： （实验引入）出示调光台灯，使它发光并调节灯的亮度。（情景引入，提高了学 生的兴趣和获得新知的欲望。）提出问题：我们是如何调节它的亮度的？（改变 电阻）当电压不变时，增大电阻，可以减小电流。电压是形成电流的原因，导体 两端的电压越大，通过导体的电流也越大。但是，我们不能满足于这种定性的关 系。电流、电压、电阻之间到底有什么样的关系呢？我们这节课就来研究这个问 题。 （三）新课进行： 板书：探究电流与电压和电阻的关系（1、注意电流、电压、电阻三者的因果关 系 2、实验方法：控制变量法） 一、探究电流与电压的关系（学生思考、讨论得出，应控制电阻不变） ·设计实验 怎样测量电阻两端的电压 U？（用电压表） 怎样测量通过电阻的电流 I？（用电流表） 学生画出实验电路图 虽然该电路图能够测出 R 两端的电压和通过 R 的电流，但该电路只能测出一组电 压和电流的值。而从一组电流和电压的数据是无法找出两者之间的关系的，应该 再测几组电压和电流，这就需要改变 R 两端的电压，怎样改变 R 两端的电压呢？ 学生讨论后得出：可以增加或减少电池，也可以用滑动变阻器。采用哪种方法更 方便呢？当然是滑动变阻器。从而探讨得出实验电路图。（教师引导、学生讨论 后，得到实验电路图，增强了学生进一步探究的问题的信心，且印象深刻，便于 以后的深层学习。） ·进行实验 在一个实验电路中，同时使用电压表和电流表，对学生来说这是第一次，所以在 连接电路时，除了复习电压表和电流表的使用方法外，应该给予具体的指导。用 多媒体显示以下问题，由学生回答： 1、开关应处于 状态； 2、滑动变阻器的滑片处于阻值 位置； 3、注意认清电压表、电流表的 接线柱； 4、电压表量程选 V,电流表量程选 A; 5、闭合开关前应 电路，确认电路无误后方可进行实验。 （通过预留问题，引起学生重视。） 实验中提醒学生注意： 1、调节滑动变阻器的滑片，尽量使电阻两端的电压成整数倍地变化（如 0.5V、 1.0V、1.5V……），以减小读数误差。 2、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，以防通电时 间过长，电阻发热给测量带来误差。 表 1 R= Ω实验次数 电压 U/V 电流 I/A 1 2 3 ·分析和论证 分析表中的数据：1、计算法：计算每次实验中两变量的乘积或比值，若乘积恒 为定值，则为反比关系；若比值恒为定值，则为正比关系。2、图像法（更直 观）：绘制两变量的函数图像，若为过原点的直线，则为正比关系。（用图像法 进行实验数据处理是《物理课程标准（2011 年版）》提出的要求，引导学生用 描点的方法，将实验的数据在坐标纸上反映出来，进而得出结论。对学生进行学 科渗透教育。） ·结论 在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压 。 二、探究电流与电阻的关系（应控制电压不变） ·设计实验研究电流与电阻的关系时，需要知道电阻的阻值和通过电阻的电流，还需要控制 电阻两端的电压不变，这是由串联在电路中的滑动变阻器完成的；更换电阻多次 实验时，均需调节滑动变阻器，使得电阻两端电压保持不变。实验电路图： ·进行实验 实验中提醒学生注意： “换大调大，换小调小”巧控电压不变，即当用大电阻（如“10Ω”）替换小电 阻（如“5Ω”）时，滑动变阻器连入电路的阻值应调大。（如何用滑动变阻器 保持每次电阻两端的电压不变呢？是学生进行这个实验的难点，也是中考常考知 识点，在这里可以先给学生明确的答案，然后让学生在动手操作中慢慢去感悟， 以到达突破这一难点的目的。） 表 2 U= V 实验次数 电阻 R/Ω 电流 I/A 1 2 3 ·分析和论证 分析表中的数据，看看在电压一定时，电流与电阻存在怎样的定量关系。 ·结论 在电压一定的情况下，通过导体的电流与导体的电阻 。 ·评估与交流 1、两次实验中滑动变阻器的作用分别是什么？ 2、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？ 【板书设计】 第一节 电流与电压和电阻的关系 1、研究方法：控制变量法 2、实验电路： 3、实验过程： 4、实验结论：R 一定时，I 与 U 成正比； U 一定时，I 与 R 成反比。 （表述时应注意：实验条件不可丢，表述顺序不能反） 5、滑动变阻器的作用：（实验开始时，滑动变阻器的作用是保护电路，在探究 电流与电压的关系时，滑动变阻器的作用是改变电阻两端的电压；在探究电流与 电阻的关系时，滑动变阻器的作用是保持电阻两端的电压不变。） 【课堂小结】（板书） 【课堂训练】【教学反思】 这是一节实验课，开始我先通过复习滑动变阻器这一电学重要元 件和电流与电压和电阻的定性关系，为这节课的展开做好铺垫。然后，通过强调 三者之间的因果关系和控制变量法，为实验的设计和实验结论的正确表述埋下伏 笔。在学生设计实验、进行实验、分析论证时又适时的进行引导、点拨，充分发 挥了学生的主体作用，培养了学生的动手能力及合作学习的精神。 不足：实验中对学生更多的问题处理仓促。个别小组实验进行较慢，致使部分学 生被动接受结论，在以后的教学中要加强对学生的引导。