歐姆定律實驗教學(xué)設(shè)計

1、歐姆定律實驗教學(xué)設(shè)計高川初中 杜磊一、教材分析與學(xué)情分析1、教材分析歐姆定律作為一條實驗定律是電學(xué)的核心，它揭示了電流、電壓和電阻三個物理量之間的關(guān)系。教材將歐姆定律這節(jié)內(nèi)容編排在學(xué)生學(xué)習(xí)了電流、電壓、電阻等概念和電流表、電壓表、滑動變阻器的使用方法之后，為它的探究性學(xué)習(xí)做出了足夠的鋪墊，既符合由易到難，由簡到繁的認識規(guī)律，又保持了知識的結(jié)構(gòu)性、系統(tǒng)性。而通過對歐姆定律的學(xué)習(xí)，又為接下來學(xué)習(xí)伏安法測電阻、電功、電功率和安全用電知識打下了基礎(chǔ)。對歐姆定律的探究，還使學(xué)生進一步體驗了本章第一節(jié)探究影響電阻大小的因素時所用的控制變量法，認識到應(yīng)用科學(xué)方法的重要性。學(xué)生在探究過程中，科學(xué)思想得到熏陶，

2、能力得以提高。2、學(xué)情分析根據(jù)以往的教學(xué)經(jīng)驗，學(xué)生對電流、電壓、電阻的概念能正確理解，也知道電流與電壓和電阻有關(guān)，但對于它們的定量關(guān)系卻知之甚少；對電流表、電壓表和滑動變阻器的正確使用能較好地掌握，也能想到用控制變量法研究這三個物理量之間的關(guān)系，但對于如何具體實施探究過程卻普遍缺乏思考。二、教學(xué)目標(biāo)1、知識與技能目標(biāo)（1）、通過實驗探究電流與電壓和電阻的關(guān)系，理解歐姆定律的物理意義。（2）、會使用歐姆定律的公式及其變形式進行簡單的計算。（3）、學(xué)會同時使用電流表和電壓表測量同一導(dǎo)體的電流和電壓。（4）、會用滑動變阻器改變部分電路兩端的電壓。2、過程與方法目標(biāo) （1）、初步掌握利用探索性實驗研究

3、物理問題，并歸納得出物理規(guī)律的一般方法。（2）、培養(yǎng)學(xué)生依據(jù)實驗事實，分析推理、歸納得出物理規(guī)律的能力。（3）、進一步體驗控制變量的科學(xué)研究方法和用圖像來說明物理現(xiàn)象和過程，揭示物理規(guī)律的方法。3、情感、態(tài)度與價值觀目標(biāo)（1）、結(jié)合歐姆當(dāng)年研究電流、電壓和電阻三者關(guān)系的簡史，培養(yǎng)學(xué)生刻苦鉆研、大膽探索的科學(xué)精神，同時使學(xué)生親身感受物理研究的意義。（2）、引導(dǎo)學(xué)生認識物理規(guī)律的客觀性、普遍性和科學(xué)性，促進學(xué)生科學(xué)世界觀的形成。三、教學(xué)重、難點1、教學(xué)重點：通過實驗探究電流跟電壓和電阻的關(guān)系，歸納出歐姆定律。2、教學(xué)難點：如何設(shè)計實驗，如何對實驗數(shù)據(jù)進行分析并歸納結(jié)論，如何評估實驗結(jié)果。四、教學(xué)器

4、材1、每組學(xué)生：三節(jié)干電池、開關(guān)、電流表、電壓表、滑動變阻器、5、10、20的電阻器各一只、導(dǎo)線若干2、教師：電池組、開關(guān)、電流表、電壓表、滑動變阻器各一只、導(dǎo)線若干五、教學(xué)過程（一）、新課導(dǎo)入師：同學(xué)們，通過前面的學(xué)習(xí)我們已經(jīng)掌握了電流、電壓和電阻的相關(guān)知識。那么就你們掌握的知識來分析，電流與電壓、電阻之間有沒有關(guān)系？生：有關(guān)系！因為電壓是形成電流的原因，電阻表示導(dǎo)體對電流的阻礙作用，所以我認為電流與電壓和電阻有關(guān)。（二）、猜想與假設(shè)師緊接：大家能不能大膽猜想，電流與電壓、電阻之間有什么樣的關(guān)系？并說說你猜想的依據(jù)。生：猜想1：前面做過實驗：在一個小燈泡的電路中，當(dāng)電源用兩節(jié)干電池代替一節(jié)干

5、電池時，小燈泡變得更亮，電流表的示數(shù)會變大。因此我猜想：電流與電壓有關(guān)，電壓越大，電流就越大。教師演示此實驗。師：在這個實驗中，如果在電路中在串聯(lián)一個，當(dāng)移動滑片改變變阻器連入電路的阻值時，你將會看到什么現(xiàn)象？對于你觀察到的現(xiàn)象，你又有什么猜想？猜想2：當(dāng)移動變阻器的滑片使變阻器連入電路的阻值變大時，小燈泡變暗，同時電流表的示數(shù)變?。环粗?，小燈泡變亮，同時電流表的示數(shù)變大。因此我猜想：電流與電阻有關(guān)，電阻越大，電流就越小。教師演示實驗。師：在上面同學(xué)合理猜想的基礎(chǔ)上，誰能進一步對電流與電壓、電阻之間的定量關(guān)系提出更具體的猜想？猜想3：電阻一定時，電流與電壓成正比；電壓一定時，電流與電阻成反比。

6、（三）、確定探究方法師：我們知道，在合理的猜想和假設(shè)之后，還應(yīng)該對其進行實驗探究。那么應(yīng)該用什么方法來探究電流與電壓、電阻之間的關(guān)系呢？生：控制變量法師：具體怎么做呢？生：可以先控制電阻R不變，探究電流I與電壓U的關(guān)系；再控制電壓U不變，探究電流I與電阻R的關(guān)系。（四）、設(shè)計實驗方案師：同學(xué)們已經(jīng)確定了采取控制變量的科學(xué)探究方法，那么在實驗前應(yīng)該準(zhǔn)備哪些器材？又如何來設(shè)計實驗?zāi)?？請大家相互討論、交流，看那一組能找出最佳方案。學(xué)生分組討論。師：剛才的熱烈討論說明，同學(xué)們對如何進行實驗已經(jīng)胸有成竹，下面就請大家各抒己見，說說自己的好主意。學(xué)生匯報交流：教師在學(xué)生的匯報過程中做適當(dāng)?shù)奶崾竞脱a充：（1

7、）你認為需要準(zhǔn)備哪些實驗器材？生：實驗要探究電壓、電阻對電流的影響，即必須準(zhǔn)備電流表、電壓表和電阻；還要有電源，開關(guān)和導(dǎo)線。（2）在第一步實驗中，需要控制電阻R不變，改變電阻R兩端的電壓，通過電流表來觀察通過電阻R的電流I的變化情況。那么，你們打算怎樣改變電壓U呢？生：可以通過改變電池組中電池的節(jié)數(shù)來改變電阻R兩端的電壓；也可以使用學(xué)生電源，改變電源電壓的取值來改變電阻R兩端的電壓。生：還可以在電路中串聯(lián)一個滑動變阻器，通過改變變阻器連入電路的阻值來改變電阻R兩端的電壓。師：使用滑動變阻器來也是一個好方法。與上述方法相比，它有什么優(yōu)點呢？生討論后：使用滑動變阻器除了可以改變電阻兩端的電壓，還可

8、以觀察到電壓連續(xù)變化的過程。另外，還能保護電路。師：接著，誰來說說如何控制電壓U不變，而探究電流I與電阻R的關(guān)系？生：可以用幾個阻值不同的電阻分別接入電路，從而改變電阻，同時觀察電流表的示數(shù)，確定電流I的變化。師：是不是任意取幾個阻值不同的電阻呢？生：為了比較數(shù)據(jù)方便，最好選擇幾個阻值成倍數(shù)關(guān)系的電阻。師：阻值不同的電阻接入電路時，電阻兩端的電壓是否能保持不變呢？如何解決這個問題？生：電阻兩端的電壓會發(fā)生改變，可以通過調(diào)節(jié)滑動變阻器來控制電阻兩端的電壓保持不變師：說得非常好！由此可見，滑動變阻器在我們這個實驗中的重要性。下面請大家根據(jù)剛才的分析，設(shè)計出實驗電路圖學(xué)生設(shè)計并展示實驗電路圖。師：根

9、據(jù)同學(xué)們的分析、匯報，我把大家的實驗思路和方法進行一下總結(jié)。實驗應(yīng)分兩步進行：第一步，控制電阻R不變，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器，改變電阻R兩端的電壓U并使其成倍數(shù)變化，再觀察通過電阻R的電流I的變化情況，找出電流與電壓的關(guān)系；第二步，把阻值成倍數(shù)關(guān)系的不同電阻分別接入電路，并通過調(diào)節(jié)滑動變阻器來控制電阻兩端的電壓保持某一固定值不變，再觀察電流的變化情況，找出電流與電阻的關(guān)系。（五）、實驗探究師：通過交流與合作，同學(xué)們對實驗的方法達成了共識，下面就請大家根據(jù)實驗方案自己設(shè)計記錄實驗數(shù)據(jù)的表格，然后進行分組實驗。每一小組可以在“電流與電壓的關(guān)系”和“電流與電阻的關(guān)系”兩個課題中選擇一個進行探究，當(dāng)然也可

10、以兩個都探究。然后，大家要相互交流，共同合作，找出結(jié)論。學(xué)生分組實驗，記錄數(shù)據(jù)教師巡回指導(dǎo)。（六）、交流實驗成果，總結(jié)規(guī)律。師：同學(xué)們剛才都根據(jù)自己設(shè)計的實驗方案，進行了認真、細致的探究，并進行了科學(xué)地分析。下面就請大家來交流一下自己組的探究結(jié)果。生：我們小組完成的實驗是控制電阻不變，探究電流與電壓的關(guān)系，我們設(shè)計的表格和記錄的數(shù)據(jù)如下：R=_實驗次序電壓U/V電流I/師：分析實驗數(shù)據(jù)，你們發(fā)現(xiàn)了什么？生：分析實驗數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)電壓變大為原來的兩倍時，電流也變?yōu)樵瓉淼膬杀?；電壓變大為原來的三倍時，電流也變?yōu)樵瓉淼娜?。師：你們得到的結(jié)論是什么？生：電阻一定時，電流與電壓成正比。師：同樣探究這個

11、問題的小組，是否也發(fā)現(xiàn)了這樣的規(guī)律？如果有的小組有不同結(jié)論，與其他同學(xué)交流一下，找找原因。學(xué)生表示贊同，并短暫交流。師：當(dāng)然，實驗誤差也會造成實驗數(shù)據(jù)有差異，不一定能得到嚴(yán)格相等的比例關(guān)系。在實驗中，我們要尊重事實、實事求是地記錄和分析數(shù)據(jù)。師：下面請?zhí)骄苛硪粏栴}的小組來與大家交流。生：我們小組完成的實驗是控制電壓不變，探究電流與電阻的關(guān)系，我們設(shè)計的表格和記錄的數(shù)據(jù)如下：U=_ V 實驗次序電阻R/電流I/師：你們發(fā)現(xiàn)的規(guī)律是什么？生：分析實驗數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)電阻變大為原來的兩倍時，電流變?yōu)樵瓉淼亩种?；電阻變大為原來的三倍時，電流也變?yōu)樵瓉淼娜种?。所以我們得到的結(jié)論是：電壓一定時，電流

12、與電阻成反比。師：這兩組同學(xué)設(shè)計的表格中，都安排了三次實驗，老師想知道為什么？生：只比較兩組數(shù)據(jù)來尋找規(guī)律具有一定的偶然性，三組或三組以上數(shù)據(jù)可避免它。師：綜合分析以上實驗結(jié)果，我們可以歸納出什么樣的結(jié)論？生：導(dǎo)體中的電流，跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比。師：電流I跟電壓U、電阻R在數(shù)量上有什么關(guān)系？生：各組數(shù)據(jù)表明，電流等于電壓除以電流，即I=U/R。師：剛才同學(xué)們歸納的結(jié)論：導(dǎo)體中的電流，跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比。用公式表示為：I=U/R。這是一條很重要的物理規(guī)律，叫做歐姆定律。那是德國物理學(xué)家歐姆在大量的實驗后，歸納出來的結(jié)論。歐姆定律揭示了電路中電流遵循的基本“交通規(guī)律”，是最重要的電學(xué)規(guī)律之一。（七）、課堂小結(jié)1.回顧本課探究過程、2.本節(jié)課學(xué)到了哪些知識？3.本節(jié)課學(xué)會了哪些研究方法？（八）、課后作業(yè)課本“www