九年級物理全冊第十七章歐姆定律第1節(jié)電流與電壓和電阻的關(guān)系教案新版新人教版

Page1第1節(jié)電流與電壓和電阻的關(guān)系教材在電流、電路、電壓、電阻等學(xué)問的基礎(chǔ)上，推斷出電流與電壓、電阻的定性關(guān)系，給試驗結(jié)果做了鋪墊，不致使學(xué)生感到突然；同時使學(xué)生對將要探究的問題產(chǎn)生劇烈的愛好，在此基礎(chǔ)上就可以引出“探究電流與電壓、電阻會不會有定量關(guān)系”的這個問題，進(jìn)而自然轉(zhuǎn)入試驗的設(shè)計。教材對電流與電阻的關(guān)系的處理，不是運用限制變量法，而是在探究電流與電壓關(guān)系的試驗中，更換不同的電阻得出數(shù)據(jù)，一方面降低了試驗難度，另一方面培育學(xué)生敏捷分析數(shù)據(jù)的實力，培育創(chuàng)新意識，教學(xué)中也可以在完成教材試驗后單獨作為探究試驗進(jìn)行。歐姆定律是電學(xué)中的基本定律，是進(jìn)一步學(xué)習(xí)電學(xué)學(xué)問和分析電路的基礎(chǔ)，是本章的重點。本節(jié)要求學(xué)生通過探究活動得出電流與電壓的關(guān)系，從而更進(jìn)一步體驗科學(xué)探究的方法。創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生經(jīng)驗完整的“探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系”的過程，學(xué)習(xí)科學(xué)猜想、設(shè)計試驗、設(shè)計試驗表格、分析論證、感悟科學(xué)方法，留意學(xué)生的理論聯(lián)系實際實力；更關(guān)注學(xué)生的科學(xué)探究實力的提高。本節(jié)綜合性強，要用到電路、電流、電壓和電阻的概念，涉及電流表、電壓表和滑動變阻器的運用等技能。關(guān)鍵的是試驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析，試驗操作難度比較大，要留意的細(xì)微環(huán)節(jié)多，教學(xué)中應(yīng)通過充分的溝通和評估，讓每個學(xué)生都能在科學(xué)素養(yǎng)上有所提高。學(xué)問與技能1．通過試驗探究電流、電壓和電阻之間的關(guān)系。2．使學(xué)生懂得同時運用電流表和電壓表測量一段導(dǎo)體兩端的電壓和電流。3．會用滑動變阻器變更部分電路兩端的電壓。過程與方法1．通過試驗探究電流、電壓、電阻的關(guān)系，學(xué)會用“限制變量”來探討物理問題的科學(xué)方法。2．通過在科學(xué)探究中經(jīng)驗與科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)探究的相像過程，學(xué)會科學(xué)探究的方法，培育初步的科學(xué)探究實力。情感、看法與價值觀1．通過學(xué)生的科學(xué)探究活動，形成敬重事實、探究真理的科學(xué)看法。2．在學(xué)習(xí)學(xué)問與技能的同時，體驗科學(xué)探究的樂趣和方法，領(lǐng)悟科學(xué)的思想和精神。3．在同學(xué)們共同的探究活動中培育同學(xué)之間的協(xié)作意識。重點通過試驗探究電流、電壓、電阻之間的系。難點引導(dǎo)學(xué)生在探究過程中細(xì)致視察、細(xì)致分析，并得出真實、科學(xué)的結(jié)論。探究法、試驗法、視察法。一、新課引入師：通過前面的學(xué)習(xí)，同學(xué)們基本了解了電路、電流、電壓、電阻的概念，今日請同學(xué)們先看一組試驗。[演示]小燈泡和電池、開關(guān)組成串聯(lián)電路。演示1：分別用一節(jié)干電池和兩節(jié)干電池與2.5V小燈泡串聯(lián)，視察小燈泡的發(fā)光狀況。演示2：兩節(jié)干電池和6.3V的小燈泡串聯(lián)發(fā)光，視察小燈泡的發(fā)光狀況。師：我們發(fā)覺，同一個燈泡，用兩節(jié)電池比一節(jié)電池時亮，同時同樣兩節(jié)電池，2.5V小燈泡比6.3V的小燈泡亮，那么，燈有時亮些，有時暗些，說明什么？生：可能是電流不同，電流大，應(yīng)當(dāng)亮一些。師：差不多是這樣。那這2次試驗說明通過燈泡的電流各不相同，同學(xué)們考慮一下，2次試驗中電流為什么不同呢？還有什么方法可以變更燈泡的亮度？生：可以變更電源電壓，也可以用滑動變阻器變更燈泡的亮度。師：好，今日我們就來探討電阻中的電流與哪些因素有關(guān)，如何變更電路中的電流。二、新課教學(xué)師：依據(jù)同學(xué)們對電阻、電壓、電流的學(xué)習(xí)，你可以大膽地揣測一下它們之間的關(guān)系是什么嗎？生：電壓越大，電流越大；電阻越大，電流越小。生：……老師列出學(xué)生全部的猜想，依據(jù)已學(xué)學(xué)問、生活閱歷進(jìn)行分析推斷，得到要探究的因素：電壓、電阻。(老師示范從電流、電壓、電阻的概念去分析推斷)[探究]電阻上的電流跟電壓的關(guān)系。師：我們要探究電阻上電流跟電壓的關(guān)系，必須要經(jīng)驗?zāi)男┻^程呢？生：首先要設(shè)計試驗，然后進(jìn)行試驗和收集證據(jù)，再對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和論證，得出一般的結(jié)論，最終進(jìn)行評估。師：電流可能與電壓、電阻有關(guān)，剛才我們揣測它們的關(guān)系可能是：電壓越大，電流越大；電阻越大，電流越小。接下來，我們應(yīng)當(dāng)設(shè)法驗證這個猜想了，哪位同學(xué)說說應(yīng)當(dāng)怎樣驗證？生：可以分為兩步，首先保持電阻不變，變更電阻兩端的電壓，找出電流與電壓的關(guān)系，然后，保持電壓不變，變更電阻，找出電流與電阻的關(guān)系。師：很好，這是一種什么方法？生：限制變量法。師：下面請大家先設(shè)計好方案。等一會兒，我們先溝通方案，再進(jìn)行詳細(xì)試驗探究。要求要有設(shè)計原理(方法)說明，試驗電路圖、試驗步驟、試驗數(shù)據(jù)表格。(學(xué)生設(shè)計方案，老師巡察指導(dǎo))選擇方案溝通。溝通評價方案。[投影]探究報告[題目]探究電阻、電壓、電流三者的關(guān)系[猜想和假設(shè)]1．電流和電阻成反比；2．電流和電壓成正比。[設(shè)計試驗](一)設(shè)計思想把定值電阻連入電路，用電流表測出電路中的電流值，用電壓表測出定值電阻兩端的電壓，就可以知道電阻、電壓、電流的數(shù)量關(guān)系，換用不同阻值的定值電阻及變更干電池組電池的節(jié)數(shù)進(jìn)行多次測量，就能得出電阻、電壓、電流關(guān)系的一般規(guī)律。(二)試驗電路依據(jù)試驗思想，畫出如下電路圖：(三)試驗數(shù)據(jù)表格試驗次數(shù)電阻R(Ω)電壓U(V)電流I(A)123456(四)試驗器材依據(jù)試驗思想及所畫電路圖，選擇如下器材：電池組、定值電阻(三個不同阻值)、電流表、電壓表、開關(guān)各一個，導(dǎo)線若干。[進(jìn)行試驗]步驟一：按設(shè)計好的電路圖正確連接試驗電路。留意開關(guān)斷開。步驟二：先保持電池組的電池節(jié)數(shù)不變，分別將5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻接入電路，合上開關(guān)，讀出電壓表和電流表的讀數(shù)，將數(shù)據(jù)依次填入第一、二、三次測量數(shù)據(jù)表中。步驟三：保持定值電阻不變，變更電池組電池節(jié)數(shù)(分別為1節(jié)、2節(jié)、3節(jié))，合上開關(guān)，分別讀取三次電流表、電壓表的數(shù)值，依次填入第四、五、六次測量數(shù)據(jù)表中。[方案溝通]師：請大家比照這一組同學(xué)的方案，提出自己的看法。生：我們設(shè)計的電路是這樣的(用投影展示)，也能得出和他們相同的結(jié)果，但是我認(rèn)為我們組設(shè)計的電路比他們的更好一些。(投影展示)師：能不能說說你們的設(shè)計為什么好，好在哪里？生：他們的設(shè)計操作起來麻煩：每測一組數(shù)據(jù)，就得變更一次電源，就要重新連接一次電路，很簡單出錯，我們增加了一個滑動變阻器，不用變更電源，利用滑動變阻器就可以便利地變更電阻兩端的電壓。師：好，前面的設(shè)計從原理上來說，是可以的，但是要多次連接電路，同時還要測量電池的電壓，還簡單造成電流表超過量程，所以我也覺得運用滑動變阻器便利、精確一點。同學(xué)們，還有什么其他問題嗎？生：我有一個問題，試驗時電壓表是必需并聯(lián)在電阻兩端，電流表肯定要串聯(lián)在電路中。是先用電流表和電阻串聯(lián)，電壓表接在電阻和電流表兩端，還是電壓表先并聯(lián)在電阻兩端，電流表再串聯(lián)。(老師可讓學(xué)生畫圖說明)這樣測出的結(jié)果沒有差別嗎？師：這位同學(xué)視察得特別細(xì)致。對于這樣的問題同學(xué)們可以先大膽揣測，在下節(jié)內(nèi)容的探究試驗中驗證你的揣測。這次試驗兩種接法都可以。假如沒有其他問題，可以依據(jù)修改的方案進(jìn)行試驗了，留意電表的連接。(學(xué)生試驗，老師巡察指導(dǎo))選擇試驗數(shù)據(jù)。溝通評價。[投影][試驗數(shù)據(jù)]試驗次數(shù)電阻R(Ω)電壓U(V)電流I(A)151.00.2251.50.28352.00.42452.50.55102.50.256202.50.13[分析和論證]分析由試驗得到的數(shù)據(jù)：1．在圖中作出圖象，先確定縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)的標(biāo)度，再描點，然后用一條平滑曲線連接數(shù)據(jù)點，使數(shù)據(jù)點平均分布在線條的兩側(cè)。發(fā)覺電阻不變時，電流與電壓成正比；電壓不變時，電流與電阻成反比。2．第1、2、3、4次測量中，電阻的阻值不變，隨著電壓的變更，電壓表指示數(shù)值幾乎成倍地增加，電流表的示數(shù)也幾乎成倍地增大，并且和電壓增大的倍數(shù)相同，每次電壓除以電流的值都近似等于電阻的值。3．第4、5、6次測量中電壓基本不變，電流隨著接入電阻值的增大而減小，但每次電流值和電阻值的乘積都近似等于電壓值，甚至有一次完全相同。綜合以上分析結(jié)果，可以得到結(jié)論，我們的揣測是正確的。電流I，電阻R，電壓U的關(guān)系是：電壓肯定時，電阻越大，電流越小，電流與電阻成反比；電阻肯定時，電壓越大，電流越大，電流與電壓成正比。[評估]師：從試驗的過程和結(jié)果看，盡管數(shù)據(jù)之間不是完全吻合，但基本能反映規(guī)律，所以測得的數(shù)據(jù)和結(jié)論是基本牢靠的。大家談?wù)勗囼炛杏惺裁窗l(fā)覺、感想、失誤或者教訓(xùn)。生1：我學(xué)到了探討方法，有的組先固定電壓測電流，比較電流和電阻關(guān)系；有的組先固定電阻測電壓和電流，比較電流和電壓關(guān)系。生2：試驗中應(yīng)當(dāng)細(xì)心，閉合開關(guān)前，變阻器的滑片應(yīng)當(dāng)在阻值最大處，電表量程要用試觸法選擇。師：在電流、電壓、電阻三個量中，我們先限制其中一個量不變，來探討余下兩個量的關(guān)系；然后再限制另一個量不變，探討剩下兩個量的關(guān)系，這就叫“限制變量”法，在以后的探究活動中即使遇到更多的物理量，同學(xué)們也可以嘗試用限制變量法來探討，這樣處理可以把一個多因素的問題轉(zhuǎn)變成一個單因素的問題來探討，可以為我們探討問題帶來很多的便利。課后，同學(xué)們可以進(jìn)行更充分的探討、溝通，相互取長補短，完善自己的探究報告。三、典型例題例1在做探討電流與電壓、電阻間關(guān)系的試驗時，有如下數(shù)據(jù)：表1用電阻R1＝5Ω試驗時的記錄電壓(V)246電流(A)0.40.81.2表2用電阻R2＝10Ω試驗時的記錄電壓(V)246電流(A)0.20.40.6試回答，由表1和表2的數(shù)據(jù)，可以得出哪些結(jié)論？[解析]從表1(或表2)的試驗數(shù)據(jù)中可見，電阻保持5Ω不變，導(dǎo)體兩端的電壓從2V增大到4V、6V時，通過導(dǎo)體的電流相應(yīng)地從0.4A增大到0.8A、1.2A，由此可以看出，電阻保持不變時，導(dǎo)體中的電流隨導(dǎo)體兩端的電壓的增大而增大，導(dǎo)體兩端的電壓增大幾倍，電流就增大幾倍。比較表1和表2中第1組試驗數(shù)據(jù)可見，兩次電壓保持2V不變，導(dǎo)體的電阻從5Ω增大為10Ω，通過導(dǎo)體的電流相應(yīng)地從0.4A減小為0.2A，即電壓保持不變時，導(dǎo)體中的電流隨導(dǎo)體的電阻的增大而減小，導(dǎo)體的電阻增大幾倍，電流就減小幾倍。[答案]當(dāng)導(dǎo)體的電阻保持不變時，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比；當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓保持不變時，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。[說明]從兩表的數(shù)據(jù)中還可以看出這樣的特點：對同一組試驗，導(dǎo)體兩端的電壓U和導(dǎo)體中的電流I的比值U/I保持不變，即用同一電阻做試驗時，電壓和電流的比值是一個常數(shù)。這反映了導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓及導(dǎo)體中的電流無關(guān)，導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。例2一段導(dǎo)體兩端電壓為2伏時，電流為0.1安，當(dāng)它兩端電壓為8伏時，電流為多少？你能想到幾種方法？[解析]方法1：同樣的一段導(dǎo)體，所以電阻不變。由U＝2V，I＝0.1A，R＝U/I＝2V/0.1A＝20Ω；電阻不變，由U＝8V，R＝20Ω，得出I＝U/R＝8V/20Ω＝0.4A。方法2：同樣的一段導(dǎo)體，所以電阻不變。所以R＝eq\f(U1,I1)＝eq\f(U2,I2)，也就是eq\f(U1,I1)＝eq\f(U2,I2)。所以當(dāng)電壓是8V時，也就是電壓變成原來的4倍，所以電流也是原來的4倍，I2＝0.4A?；蛘哂蒭q\f(U1,I1)＝eq\f(U2,I2)可以得出：I2＝U2·eq\f(I1,U1)＝8V×eq\f(0.1A,2V)＝0.4A。[答案]0.4A四、課堂小結(jié)同學(xué)們一起來小結(jié)本節(jié)內(nèi)容。這節(jié)課我們學(xué)會了用電流表和電壓表測量一段導(dǎo)體兩端的電壓和流過導(dǎo)體的電流，通過試驗探究了定值電阻的電流和電壓的關(guān)系。五、作業(yè)設(shè)計見練闖考第57頁課內(nèi)精練第1節(jié)電流與電壓和電阻的關(guān)系電流跟電壓、電阻的關(guān)系：在電阻肯定的狀況下，導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比。在電壓不變的狀況下，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，本節(jié)教材支配了二個比較完整的探究活動，它涵蓋了探究的七個要素。一方面培育學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)看法，另一方面讓學(xué)生通過對數(shù)據(jù)更深化的分析，得出電流和電壓、電阻的關(guān)系，從而降低了探究的難度，培育了學(xué)生統(tǒng)籌兼顧的設(shè)計和規(guī)劃實力，敏捷分析問題、解決問題實力，培育他們的創(chuàng)新意識。老師引導(dǎo)學(xué)生運用限制變量的方法干脆探討電流和電阻的關(guān)系，這樣既可以使學(xué)生對如何運用“限制變量”的方法探討電流與電壓、電阻的關(guān)系有全面的相識，還可以使學(xué)生對于用滑動變阻器調(diào)整部分電路兩端電壓有