物理人教版九年級全冊探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系.docx

電流與電壓和電阻的關(guān)系教學設計天祝第二中學 趙世全【教材分析】一、該節(jié)在教材中的地位與作用本節(jié)課“探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系”是一個完整的科學探究過程，讓學生經(jīng)歷科學的探究，學習科學猜想、設計實驗、設計實驗表格、分析論證、感悟科學方法。因此這節(jié)課無論在知識學習上還是在培養(yǎng)學生運用知識解決實際問題的能力上都具有十分重要的作用。通過經(jīng)歷此次探究活動，使學生認識電流、電壓和電阻的關(guān)系外，為下一節(jié)順理成章得得出歐姆定律，并繼續(xù)學習電學更深入的知識做好鋪墊。二、教學目標：知識與技能通過實驗探究電流、電壓和電阻的關(guān)系；會同時使用電壓表和電流表測量一段導體兩端的電壓和其中的電流；會使用滑動變阻器改變部分電路兩端的電壓。過程和方法通過探究過程，進一步體會科學探究方法；體會用“控制變量法”的研究方法研究物理規(guī)律的思路，學習用圖像研究物理問題；通過實驗、分析和探索的過程，提高根據(jù)實驗數(shù)據(jù)歸納物理規(guī)律的能力。情感態(tài)度與價值觀在收集、處理數(shù)據(jù)的過程中培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度；通過探究，揭示物理規(guī)律，使學生獲得探索未知世界的樂趣；重視學生對物流規(guī)律的客觀性、普遍性和科學性的認識，注意學生科學世界觀的形成。三、教學重點、難點學情分析：學生之前已經(jīng)經(jīng)歷過完整的科學探究過程，因此本節(jié)課的教學思路和教學流程學生不會感到陌生。本實驗中要同時應用到電流表、電壓表和滑動變阻器，并利用滑動變阻器來改變或穩(wěn)定部分電路兩端的電壓，對學生動手能力有一定的要求；同時還要應用到控制變量法和圖像法等研究方法，綜合性強。教學重點：通過經(jīng)歷完整的實驗探究，認識電流、電壓和電阻的關(guān)系。教學難點：運用控制變量法開展實驗和對實驗數(shù)據(jù)進行分析得到結(jié)論?！窘滩慕谭ā扛鶕?jù)新課程基本理念“注重科學探究，提倡學習方式多樣化”，在本節(jié)課教學中，我們提出“提出問題實驗探究交流評價”物理課堂教學模式，它是在教師的引導下，學生根據(jù)已有的知識和對身邊物理現(xiàn)象的已有觀察、對生產(chǎn)技術(shù)的已有感性認識發(fā)現(xiàn)問題，提出假設和猜想，進而自行設計實驗、驗證假設、交流評價最后歸納出物理概念和規(guī)律的一系列教學活動，從而使學生把科學知識的獲得與思維能力的培養(yǎng)有機的結(jié)合起來，主動獲得對科學的理解，達到獲取物理知識、培養(yǎng)創(chuàng)造能力和實踐能力的一種探究性教學模式。教材雖只要求學生探究“電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系”，但實際上卻包含兩個內(nèi)容：一是導體上的電流跟兩端電壓的關(guān)系；一是導體上的電流跟導體電阻的關(guān)系。對這兩方面可以只開展電力跟電壓關(guān)系的研究，但要使用不同的電阻多次測量，在對數(shù)據(jù)更深入地分析后，得出電流跟電阻的關(guān)系。這樣可以降低實驗探究的難度，培養(yǎng)學生分析問題解決問題的能力。本實驗是學生第一次同時使用電壓表和電流表，教師要給予充分的指導，可將使用電壓表和電流表，以及連接電路的注意事項通過課件展示出來，指導學生實驗。【教學程序】一、復習提問：（約4分鐘）電流是怎樣形成的？形成電流的原因是什么？什么是電阻？學生以舉手的形式回答問題。（這部分問題是學生已經(jīng)有了感性的認識，大部分學生回答得很正確，即使有少數(shù)同學回答錯誤也沒有關(guān)系，學生之間會進行糾正。）二、新課引入：（約4分鐘）1同學們都使用過臺燈，當我們調(diào)節(jié)臺燈旋鈕的時候，臺燈的亮度會發(fā)生改變，這是為什么？學生觀察并思考（這是生活中常見的現(xiàn)象，使學生感覺到物理來源于生活。）2演示：出示調(diào)光臺燈開開關(guān)，并轉(zhuǎn)動旋鈕，讓學生觀察臺燈亮度的變化。3提出問題：燈泡逐漸變亮（或變暗），說明了通過燈泡的電流是怎樣變化？學生回答：電流逐漸變大（或變?。?請同學們完成下列實驗：（1）把25V小燈泡和演示用電流表串聯(lián)，分別跟一節(jié)干電池和兩節(jié)干電池組成電路。閉合開關(guān)，觀察先后兩次電流表示數(shù)及小燈泡的亮度。分析實驗現(xiàn)象，大膽猜想電流的變化可能跟什么有關(guān)？學生動手實驗，根據(jù)實驗現(xiàn)象，猜想：串聯(lián)干電池時，燈泡較亮，電流較大。由此可猜想：所加電壓越高，電流會越大。（2）分別把25V和63V小燈泡跟兩節(jié)干電池和演示電流表組成電路。閉合開關(guān)，觀察先后兩次電流表的示數(shù)和小燈泡的亮度。分析實驗現(xiàn)象，大膽猜想電流的變化可能跟什么有關(guān)？ 學生動手實驗，根據(jù)實驗現(xiàn)象，猜想：63V小燈泡較暗，電流較小。燈泡不同，其電阻值一般不同。由此可猜想：導體電阻越大，電流就越小。 對于同學們的猜想不論對錯，教師都應認真對待，但應該注意：猜想不是瞎猜、亂猜。（應該引導學生在原有知識的基礎上有根據(jù)，符合邏輯進行猜想。所以在這里設計實驗，讓學生通過實驗猜想。）實驗告訴我們：通過導體的電流的大小跟導體兩端的電壓和導體的電阻這兩個因素有關(guān)。電流與電壓、電阻之間的有什么樣的定量關(guān)系呢？這就是我們這節(jié)課要探究的課題。（板書：探究電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系）三、實驗探究（約25分鐘）1提出問題：電流與電壓、電阻有什么定量關(guān)系？2猜想與假設：分析導體兩端的電壓越大，通過的電流就越大，猜測電流可能與電壓成正比；導體的電阻越小，通過的電流就越大，猜測電流可能與電阻成反比。3設計實驗：猜想的正確與否需要通過實驗來驗證。（1）電流可能受電壓和電流兩個因素的影響，如果兩個因素同時變化（如在改變電壓的同時，也改變電阻），能否判斷流變化是誰引起的嗎？我們應該用什么方法進行探究？（學生思考后回答：不能；控制變量法。）（2）這個實驗應如何設計呢？與我們之前學習的哪個實驗和相似？學生思考討論，設計實驗方案，確定實驗方法：先讓電阻保持不變，改變電壓，觀察電流隨電壓變化的情況：保持電壓不變，改變電阻，觀察電流隨電阻變化的情況。與探究決定電阻大小的因素實驗很相似。（設計實驗部分是一個難點，教師要進行引導，不要輕易否定學生的想法，在設計過程中教師可以提出啟發(fā)性的問題，讓學生自我發(fā)現(xiàn)問題。）（3）探究電阻一定時，電流跟電壓之間的關(guān)系。A請同學們討論，這個實驗需要哪些器材？它們的作用各是什么？怎樣才能改變電阻兩端的電壓？畫出電路圖。學生思考、討論，匯報所需的實驗器材及它們的作用，畫出電路圖。并且簡單陳述自己的實驗操作過程。B教師分析歸納總結(jié)學生的改變電阻兩端電壓的方法和實驗電路，提出的異議，引導學生確定最佳實驗方案，板書合理的器材選擇、電路圖、數(shù)據(jù)記錄方法、操作過程。（學生根據(jù)老師提出的異議，討論實驗的改進方案，并修正器材、電路圖、數(shù)據(jù)記錄方法、操作方法。）4進行實驗教師活動：提醒學生注意以下幾個問題（課件展示）連接電路時，開關(guān)應處于 狀態(tài)?；瑒幼冏杵鞯幕幱谧柚?位置。注意認清電壓表、電流表的 接線柱。電壓表量程選 V，電流表量程選 A。閉合開關(guān)前，應 電路，確認無誤后方可進行實驗。實驗中，閉合開關(guān)后，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使R兩端的電壓成整數(shù)倍地變化（如1V、2V、3V），讀出每次加在R上的電壓值和電流值，并填入下列表格中。表一 R =R1=30電壓U（V）電流I（A）表二 R =R2=20電壓U（V）電流I（A）表三 R =R2=10電壓U（V）電流I（A）（4）學生分組實驗，教師巡視指導，幫助困難學生。（5）改變定值電阻阻值，按照上述步驟再測一組數(shù)據(jù)。（如果時間允許可以用多個定值電阻實驗）5分析和論證方案一：選取阻值相同卻有不同電壓的數(shù)據(jù)集中展示，便于橫向比較，得出電流與電壓的關(guān)系；選取阻值不同卻有相同電壓的數(shù)據(jù)集中展示，便于縱向比較，得出電流與電阻的關(guān)系。提出問題：電流與電壓這兩個物理量，哪個量隨著哪個量變化？分析表一（或表二），可得出什么結(jié)論？你是怎么分析出來的？這個結(jié)論是建立在控制哪個物理量不變的基礎上得出的？有人得出這樣的結(jié)論“在電阻不變時，導體兩端的電壓與通過導體的電流成正比”，你同意他的說法嗎？進一步分析實驗數(shù)據(jù)。分析表一、表二和表三的同一列，可得出什么結(jié)論？你是怎么分析出來的？這個結(jié)論是建立在控制哪個物理量不變的基礎上得出的？電流與電阻這兩個物理量，哪個量隨著哪個量變化？有人得出這樣的結(jié)論“在電壓不變時，導體的電阻與通過導體的電流成反比”。這種說法正確嗎？（通過分析上述問題，使學生明確物理量之間客觀的因果關(guān)系，并學會概括、表述這種因果關(guān)系；深刻理解正、反比的實際含義；明確物理規(guī)律成立的條件。）結(jié)論：在電阻不變時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比；在導體兩端的電壓不變時，通過導體的電流與導體的電阻成反比。方案二：利用圖像法進行數(shù)據(jù)處理。要求各組同學在得到實驗數(shù)據(jù)之后，以電壓為縱坐標、電流為橫坐標，畫出同一定值電阻的UI關(guān)系圖象。以電流為縱坐標、電阻為橫坐標，畫出同一電壓下的IR關(guān)系圖象。選取不同定值電阻和不同固定電壓的幾組圖像集中展示，從圖像的相似性上說明規(guī)律的客觀性和普遍性。提出問題：經(jīng)過描點、連線后，分別得到的是一條什么線？這兩條線分別與數(shù)學上所學習的哪種函數(shù)圖像相同？函數(shù)中的y、x分別對應圖像中的哪個物理量？ 你能利用所學習的函數(shù)知識，分別得出圖像中的直線的函數(shù)表達式嗎？（學生將數(shù)學工具應用到物理中得出兩個關(guān)系式，難度較大，教師要做好指導。特別是兩式中的常數(shù)項k值大小與物理量之間的關(guān)系。）結(jié)論：在電阻不變時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比；在導體兩端的電壓不變時，通過導體的電流與導體的電阻成反比。6評估：要求學生對自己的探