探究电阻上的电流跟两端电压的关系教学设计-----青海师大附中马育慧

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探究电阻上的电流跟两端电压的关系教学目标:一、知识与技能1.通过实验探究电流、电压和电阻的关系;2.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;3.会使用滑动变阻器来改变一段导体两端的电压。二、过程与方法1、通过探究过程,进一步体会科学探究方法;2、体会用“控制变量法”来研究物理规律的思路,学习用图象研究物理问题;3、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。三、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,重视学生对物理规律的客观性、普遍性和科学性的认识,注意学生科学世界观的形成。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:1、运用控制变量法对实验数据进行分析得到结论;2、运用数学一次函数图象分析出电流、电压和电阻的关系式。课时安排:1课时课前准备:多媒体课件、电池组(四节)、开关、导线若干、电流表、电压表、定值电阻(2Ω、4Ω各一个)、滑动变阻器、坐标纸教学过程:【引入新课】将电源、开关、定值电阻组成串联电路,如下图所示。问题:如何改变通过定值电阻的电流?学生回答:1、可以通过改变电路中的电压;2、可以通过改变电路中的电阻。电流与电压和电阻有什么定量关系呢?【进行新课】一、提出问题:电流与电压、电阻有什么关系?根据提示:1、电压是形成电流的原因;2、电阻是导体对电流的阻碍作用做出猜想或假设。二、猜想或假设:1、导体中的电流可能与导体两端的电压成正比;2、导体中的电流可能与导体的电阻成反比。三、设计实验:【提出问题】(1)前面学过的哪个实验与该实验相似?(2)这些实验中应用了哪种研究问题的方法?(3)再这个实验中怎样应用控制变量法的?(学生思考)回答:(1)该实验与探究“决定电阻大小的因素”实验应用的是同一种方法,都是利用控制变量法进行探究的;(2)研究电流与电压的关系,应该控制电阻不变,通过改变电阻两端的电压,来观察电流的变化情况;研究电流与电阻的关系,应该控制电压不变,通过改变电阻,来观察电流的变化情况。限于时间的原因,这节课只进行第一个实验的操作探究。【提出问题】(1)如何控制电阻不变?(2)如何得知电流的变化情况?(3)如何改变电压,并观察到变化的情况?(学生思考)回答:(1)为控制电阻不变,可以使用定值电阻;(2)利用电流表和电压表分别测量流过定值电阻的电流及其两端的电压。(3)电压的改变方法有两种:一是改变电池的个数;二是使用滑动变阻器进行调节。通过学生对这三个问题的讨论,明确实验需要的基本测量工具,并设计实验电路图。师生互动:师生共同讨论,对各组设计方案的优缺点进行评估,确定实验的最佳方案。3、实验电路图:(课件展示)在这个实验中我们是如何改变定值电阻两端的电压呢?答:通过改变滑动变阻器滑片P的位置,从而使定值电阻R两端的电压发生成倍的变化。四、进行实验:实验时需注意以下几个问题:(课件展示)(1)连接电路时,开关应处于断开状态;滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处。(2)电流表和电压表的使用方法要正确,采用试触法选择合适的量程。(3)改变电压时,要使电压发生成倍的变化。(4)通电时间不要太长,测量次数不少于三次。(5)改变定值电阻,再次进行实验。(6)设计记录数据的表格,及时记录数据。五、分析和讨论:下面这是教师在某一小组,以小组成员的身份参与实验,设计表格并记录的实验数据。R1=2ΩU(V)1234I(A)R1=4ΩU(V)1234I(A)【提出问题】1、电流与电压这两个物理量,哪个量随哪个量变化?2、分析表一(或表二),可得出什么结论?你是怎么分析出来的?3、这个结论是建立在控制哪个物理量不变的基础上得出的?4、那我们能不能说成是“当导体的电阻不变时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比”呢?为什么?5、进一步分析实验数据,分析表一和表二的同一列,可得出什么结论?你是怎样分析出来的?这个结论是建立在控制哪个物理量不变的基础是那个得出的?6、电流和电阻这两个物理量,哪个量随哪个量在变化?7、那我们能不能说成是“当导体两端的电压不变时,导体的电阻与通过导体的电流成反比”呢?为什么?【分析并逐层概括】1、电流是由于电压产生的,电流随着电压变。2、分析表一(或表二),发现每当导体两端的电压成某一倍数变化时,导体中的电流也成相同倍数变化。于是可得“当导体的电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比”的结论。3、这个结论是建立在控制电阻不变的基础上得出的。4、“当导体的电阻不变时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比”的说法是不正确的,因为“电压是电路中产生电流的原因,应该是电流随着电压的变化而变化的”;5、分析表一和表二的同一列,由于导体两端的电压相同,电阻在成倍增大时,而导体中的电流却在成倍减小。于是可得结论“当导体的电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比”。这个结论是建立在控制电压不变的基础上得出的。6、电阻是导体本身的性质,与电流的大小无关,只与导体的材料、长度、横截面积有关,所以是电流随着电阻变。7、“当导体两端的电压不变时,导体的电阻与通过导体的电流成反比”的说法是不正确的,因为“电流是随着电阻的变化而变化的”总结:(课件展示)当导体的电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;当导体的电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。学生活动:下面请同学们根据自己的实验数据,在课本25页的图7.1—1用描点法画出U—I图象。(课件展示)U—I图象问题:当导体两端没有加电压时,即U=0时,通过该导体的电流是多少?答:通过导体的电流也为0.所以,在U—I图象中,还有(0、0)这个点,描点连线。【提出问题】1、通过描点、连线后,得到的是一条什么线?2、这两条经过原点的直线与数学上所学过的哪种函数图象相同3、函数中的y、x分别对应图象中的哪个物理量?4、请同学们利用所学过的函数知识,来确定出图象中的直线的函数表达式?总结:(课件展示)I=U/R六、评估:要求学生在探究报告反思自己的探究活动一些问题,如:(1)实验设计方案是不是最优的,还可能会存在着不合理的地方。(2)操作中有没有什么失误,读数时会不会有失误。(3)测量结果是不是可靠的。(4)探究中是不是还有哪些问题还不清楚,哪些问题弄明白了。七、交流:要求学生课后进行交流,交流时,可以相互交换各自的探究报告,也可以口头表述自己在探究与他人不同的意见,同时还应听取他人正确的意见。交流时,不应只是交流探究结论,交流的重点应放在探究的过程中。如:为什么我的猜想和别人不一样?为什么我的方法与你不一样?为什么你能得出这样的结论,我的结论不和你一样?小结:练习:1——5教学反思:本节课按照控制变量的一般方法,分别探究电流与电压的关系、电流与电阻的关系,使学生对控制变量法有了一个更全面的认识,同时更深刻地认识到滑动变阻器对一部分电路的调节作用。通过小组之间采用不同阻值的定值电阻进行探究,使结论更具有普遍性、客观性,培养了学生严谨的科学态度。另外,利用数学上的图象法,采用正比例函数的知识,得出电流与电压、电阻的关系;甚至还得出了电流与电压、电阻的数学表达式。这样可以帮助学生进一步认识到如何运用数学工具来解决物理问题,体现了改变学科本位,注意学科渗透的课改理念。

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