《電流與電壓、電阻的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計(jì)

探究電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系教學(xué)設(shè)計(jì) 【教材及學(xué)情分析】 電流跟電壓、電阻的關(guān)系實(shí)際上就是歐姆定律，它是電學(xué)中的基本定律，是進(jìn)一步學(xué)習(xí)電學(xué)知識(shí)和分析電路的基礎(chǔ)，是本章的重點(diǎn)。要求學(xué)生通過探究活動(dòng)得出，從而更進(jìn)一步體驗(yàn)科學(xué)探究的方法。這個(gè)節(jié)綜合性較強(qiáng)，從知識(shí)上講，要用到電路中的電流、電壓和電阻的概念；從技能上講，要用到電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器等。學(xué)生要通過自己的實(shí)驗(yàn)得出歐姆定律，但最關(guān)鍵的又是實(shí)驗(yàn)方法，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的掌握既是重點(diǎn)也是難點(diǎn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)難度比較大，主要在實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)的記錄以及數(shù)據(jù)的分析方面，學(xué)生出現(xiàn)錯(cuò)誤的可能性也比較大，所以實(shí)驗(yàn)的評(píng)估和交流也比較重要。 課本是在前面“電流”“電壓”“電阻”等知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，推斷出電流與電壓、電阻的定性關(guān)系。這樣處理：一是給接下來的實(shí)驗(yàn)結(jié)果做了鋪墊，不致使學(xué)生感到突然；二是目的明確，使學(xué)生對(duì)將要探究的問題產(chǎn)生強(qiáng)烈的愿望，要想證實(shí)這個(gè)推斷，有了定性的關(guān)系，又知道電流是能夠用電流表測(cè)量的物理量，電壓是能夠用電壓表測(cè)量的物理量，電阻也是可測(cè)量的物理量。在此基礎(chǔ)上就能夠引出“探究電流與電壓、電阻會(huì)不會(huì)有定量關(guān)系”的問題。 本節(jié)課“探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系”是一個(gè)完整的科學(xué)探究過程，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)的探究，學(xué)習(xí)科學(xué)猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格、分析論證、感悟科學(xué)方法。所以這節(jié)課無論在知識(shí)學(xué)習(xí)上還是在培養(yǎng)學(xué)生使用知識(shí)解決實(shí)際問題的水平上都具有十分重要的作用。所以教學(xué)中，在注重學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際水平的同時(shí)，更要注重學(xué)生的科學(xué)探究水平的提升。 【教學(xué)目標(biāo)】 1知識(shí)與技能 通過實(shí)驗(yàn)探究電流、電壓和電阻的關(guān)系； 會(huì)同時(shí)使用電壓表和電流表測(cè)量一段導(dǎo)體兩端的電壓和其中的電流； 會(huì)使用滑動(dòng)變阻器來改變一段導(dǎo)體兩端的電壓。 2過程與方法 通過探究過程，進(jìn)一步體會(huì)科學(xué)探究方法； 領(lǐng)悟用“控制變量法”來研究物理問題的科學(xué)方法； 通過實(shí)驗(yàn)、分析和探索過程，提升根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納物理規(guī)律的水平，學(xué)會(huì)用圖像研究物理問題。 3情感態(tài)度與價(jià)值觀 在解決問題的過程中，有克服困難的信心和決心，能體驗(yàn)戰(zhàn)勝困難、解決物理問題時(shí)的喜悅； 養(yǎng)成實(shí)事求是、尊重自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度。 重視學(xué)生對(duì)物理規(guī)律的客觀性、普遍性和科學(xué)性的理解，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)世界觀的形成。 【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】 重點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究電流、電壓和電阻的關(guān)系的過程。 難點(diǎn)：使用數(shù)學(xué)一次函數(shù)圖象分析出電流、電壓和電阻的關(guān)系式。 【教學(xué)資源】 教師方面：演示用具：示教板一套，實(shí)驗(yàn)表格、圖像坐標(biāo)紙、結(jié)合課堂多媒體課件一個(gè)。 學(xué)生方面：電流表和電壓表各一個(gè)、三節(jié)干電池、滑動(dòng)變阻器一個(gè)、定值電阻（R15和R210）、開關(guān)、導(dǎo)線若干。以上器材為一組，每三人準(zhǔn)備一組器材。 【教學(xué)設(shè)計(jì)思路】 本節(jié)課的主要內(nèi)容是探究電流跟電壓的關(guān)系，其次是探究電流跟電阻的關(guān)系。其基本思路是：首先以教師演示實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生提出問題：“電流與電阻、電壓之間有什么定量關(guān)系”？激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)欲望。再引導(dǎo)學(xué)生猜想和假設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)猜想的方法。然后學(xué)生根據(jù)自己的猜想分析實(shí)驗(yàn)方法和所需的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)電路并實(shí)行實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖像的分析得出電流跟電壓和電阻的關(guān)系。 本節(jié)課在設(shè)計(jì)上體現(xiàn)了以下幾個(gè)特點(diǎn)： 1體現(xiàn)了物理教學(xué)主線：生活物理社會(huì)。 2突出觀察、實(shí)驗(yàn)。將電流跟電壓、電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為學(xué)生分組探究實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)了新課標(biāo)的理念要求和物理學(xué)科的素質(zhì)教育。培養(yǎng)了學(xué)生的觀察、設(shè)計(jì)、動(dòng)手操作、分析、歸納和探究的水平。 3通過“科學(xué)猜想法”和“控制變量法”等科學(xué)方法的教學(xué)，使學(xué)生潛移默化地接受物理學(xué)中的研究問題的方法。 4利用多媒體輔助教學(xué)手段，增大課堂教學(xué)容量，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升課堂效率。 【教學(xué)過程】 一、創(chuàng)設(shè)物理情境，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入科學(xué)探究 教師演示：請(qǐng)同學(xué)們看一個(gè)最基本的電路連接，即電源、小燈泡、開關(guān)各一個(gè)，導(dǎo)線若干組成的一個(gè)簡(jiǎn)單電路。開關(guān)閉合燈亮，請(qǐng)同學(xué)們思考：你有哪些辦法使小燈泡變暗？ 學(xué)生討論后回答：能夠減小電源電壓。能夠在電路中串聯(lián)一個(gè)電阻。 教師：按學(xué)生的方法演示。 教師分析：前面我們學(xué)習(xí)了電流、電壓和電阻三個(gè)量的知識(shí)，這三個(gè)量之間的關(guān)系并不是孤立存有的，而是互相聯(lián)系、互相影響的，即電壓變化要引起電流變化，電阻變化要引起電流變化。 加在導(dǎo)體兩端的電壓越大，通過它的電流就會(huì)越大；導(dǎo)體的電阻越大，流過它的電流就會(huì)越小。這僅僅從定性的層面研究了電流與電壓、電阻之間的關(guān)系，在物理學(xué)中更有意義的研究，應(yīng)該是從定量的角度去研究電流與電壓、電阻之間的關(guān)系。 二、實(shí)行科學(xué)探究 1提出問題 讓學(xué)生回答：探究電流與電壓、電阻之間有什么定量關(guān)系？2猜想或假設(shè)教師：根據(jù)以下兩個(gè)事實(shí)來引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生的想像力，進(jìn)行猜想或假設(shè)。加在導(dǎo)體兩端的電壓越大，通過它的電流就會(huì)越大；導(dǎo)體的電阻越大，流過它的電流就會(huì)越小。學(xué)生回答：可能是IU/R；可能是導(dǎo)體兩端的電壓增大幾倍，導(dǎo)體中的電流也增大幾倍；可能是UIR；可能是。3設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（采用啟發(fā)提問式，幫助學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)）以下教學(xué)過程是師生一問一答問：我們所學(xué)電流、電壓和電阻三個(gè)量，哪些量可以測(cè)量出，分別用什么儀器來測(cè)量？答：能測(cè)量的量有：電流和電壓，儀器分別為電流表和電壓表。問：電阻不能測(cè)量，我們?cè)鯓又缹?dǎo)體的阻值呢？答：可以給出導(dǎo)體的電阻值。問：也就是說在研究電流和電壓、電阻之間關(guān)系時(shí)，我們是固定電阻不變，讓電壓發(fā)生改變，觀察電流的變化，這種研究物理問題的方法叫什么？答：控制變量法。問：實(shí)驗(yàn)時(shí)，針對(duì)于某一導(dǎo)體測(cè)量一組電壓和電流值，行嗎？答：不行。問：為什么？師生共同回答：多次測(cè)量可以減少誤差，同時(shí)考慮到物理規(guī)律的客觀性、普遍性和科學(xué)性，應(yīng)該多測(cè)量幾次。教師還應(yīng)進(jìn)一步指出：不僅針對(duì)同一導(dǎo)體測(cè)量幾組電壓和電流值，同時(shí)還要更換定值電阻反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這種研究物理問題的方法是不可忽視的。實(shí)驗(yàn)時(shí)，給出了二個(gè)不同的定值電阻（R15和R210）問：我們?cè)趯?shí)驗(yàn)要多次測(cè)量電壓和電流值，那么怎樣去改變導(dǎo)體兩端的電壓和通過它的電流呢？學(xué)生1答：改變電源的電壓，如：增減串聯(lián)的干電池的節(jié)數(shù)。學(xué)生2答：用滑動(dòng)變阻器來改變。教師總結(jié)指出：同學(xué)們知道了改變定值電阻兩端電壓的方法，請(qǐng)大家根據(jù)你認(rèn)為最適合你的方法和剛才我們?cè)O(shè)計(jì)的思路，對(duì)照自己桌前的器材選擇你所需的實(shí)驗(yàn)儀器，并畫出能夠同時(shí)測(cè)量電壓和電流的電路圖。4進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)際操作中，要提醒學(xué)生注意以下幾個(gè)問題：連接電路和更換元件時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)放到最大阻值的位置上。正確連接電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器。閉合開關(guān)前，明確研究對(duì)象；控制什么量不變，改變什么量；觀察記錄哪些數(shù)據(jù)？測(cè)量過程中電路閉合時(shí)間不能過長(zhǎng)，讀取數(shù)據(jù)后要斷開電路，以防止通電時(shí)間過長(zhǎng)電阻發(fā)熱給實(shí)驗(yàn)帶來誤差。測(cè)量次數(shù)不要過多，根據(jù)時(shí)間而定，一般測(cè)量三次或四次左右。若用滑動(dòng)變阻器來改變導(dǎo)體兩端的電壓的情況下，盡量使定值電阻兩端的電壓成整數(shù)倍地變化（如：05V，1V，15V）。同樣若用干電池（或?qū)W生電源）改變電源電壓時(shí)，也盡量使電源電壓成整數(shù)倍地變化。教師巡回指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，指出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中錯(cuò)誤，并要求學(xué)生實(shí)事求是地填寫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。5分析和論證數(shù)據(jù)處理時(shí)，可引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)思考測(cè)量數(shù)據(jù)從不同的角度進(jìn)行分析：分析電壓是怎樣發(fā)生變化，從而影響到電流的怎樣變化；同時(shí)還應(yīng)考慮到實(shí)驗(yàn)會(huì)有誤差，可能數(shù)據(jù)不很一致。得出電流、電壓的關(guān)系的結(jié)論。結(jié)論：電阻相同時(shí)，通過導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體兩端的電壓成正比。然后指導(dǎo)學(xué)生用測(cè)量的數(shù)據(jù)對(duì)照課本畫出U-I圖。（高中物理中叫伏安特性曲線），啟發(fā)學(xué)生對(duì)比數(shù)學(xué)中的一次函數(shù)的知識(shí)，推導(dǎo)出U-I表達(dá)式：UIR。6評(píng)估要求學(xué)生在探究報(bào)告反思自己的探究活動(dòng)一些問題，如：（1）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案是不是最優(yōu)的，還可能會(huì)存在著不合理的地方。（2）操作中有沒有什么失誤，讀數(shù)時(shí)會(huì)不會(huì)有失誤。（3）測(cè)量結(jié)果是不是可靠的。（4）探究中是不是還有哪些問題還不清楚，哪些問題弄明白了。7交流 要求學(xué)生課后進(jìn)行交流，交流時(shí)，可以相互交換各自的探究報(bào)告，也可以口頭表述自己在探究與他人不同的意見，同時(shí)還應(yīng)聽取他人正確的意見。交流時(shí)，不應(yīng)只是交流探究結(jié)論，交流的重點(diǎn)應(yīng)放在探究的過程中。如：為什么我的猜想和別人不一樣？為什么我的方法與你不一樣？為什么你能得出這樣的結(jié)論，我的結(jié)論不和你一樣？三、課堂小結(jié)本節(jié)你有哪些收獲？讓學(xué)生暢所欲言的說，教師盡量找學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)，多鼓勵(lì)。四、課堂練習(xí)某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)在探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，用到如下器材，電源一個(gè)，電流表、電壓表各一個(gè)，定值電阻（5、10、15各一個(gè)），導(dǎo)線若干。設(shè)計(jì)的電路如圖所示。（1）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于 狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)處于 位置，即圖中的 端。（填“左”或“右”）（2）這個(gè)實(shí)驗(yàn)使用了控制變量法，其中被控制的變量是_，滑動(dòng)變阻器的作用是_。（3）下面是他們獲得的一組數(shù)據(jù)：電壓U/V246810電流I/A040080120160200實(shí)驗(yàn)中他們選定的定值電阻為_。請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)系上畫出電流隨電壓的圖像；分析表中數(shù)據(jù)或圖像，你能得出的探究結(jié)論是_。七、教學(xué)反思1教師備課時(shí)要親自操作做實(shí)驗(yàn)，主要是提供的電源電壓與滑動(dòng)變阻器配套上的問題，有些電壓達(dá)不到3V，甚至有些25V都達(dá)不到。2本實(shí)驗(yàn)一定要弄清實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，條理要清晰，才能很好的完成實(shí)驗(yàn)。3本堂課學(xué)生分析正比和反比很困難，是學(xué)生的一個(gè)難點(diǎn)，一定要注意突破，教師應(yīng)從多角度分析。小學(xué)的正比和反比知識(shí)，如：當(dāng)a/b=常量，a與b成正比；當(dāng)ab=常量時(shí)，a與b成反比。從倍數(shù)角度分析；從圖像角度分析。附：課后作業(yè)1如圖所示是“探究電流與電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)電路圖。請(qǐng)回答下列問題：（1）探究電流和電壓關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持_不變，同時(shí)向_（填“左”或“右”）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的計(jì)數(shù)增大，并記下電流表的讀數(shù)。（2）探究電流和電阻的關(guān)系時(shí)，也要移動(dòng)滑片，其目的是_。2有一根導(dǎo)線，如果在它兩端加上12 V電壓，通過它的電流是04 A，那么它的電阻是_；如果在這根導(dǎo)線兩端加15 V電壓，通過它的電流是_A，它的電阻是_；如果這根導(dǎo)線兩端電壓為零，則通過它的電流為_A，它的電阻是_。3某同學(xué)按如圖所示的電路探究通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體電阻的關(guān)系，電源電壓保持不變，他不斷改變電阻箱R（符號(hào)用表示）的阻值，測(cè)得相應(yīng)的電流如下表所示。分析表中數(shù)據(jù)可知，電流跟電阻_反比（填“成”或“不成”），其原因是_。次數(shù)R/I/A1204028032340254一個(gè)電阻兩端加上30 V電壓時(shí)，通過它的電流是6 A，現(xiàn)給它兩端加上15 V的電壓時(shí)，它的電阻是（ ）A5 B25 C02 D755某同學(xué)在探究“電流跟電壓、電阻的關(guān)系”時(shí)，根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)畫了如圖所示的圖像，下列結(jié)論與圖像相符的是（ ）A電阻一定時(shí)，電流隨著電壓的增大而增大B電阻一定時(shí)，電壓隨著電流的增大而增大C電壓一定時(shí)，電流隨著電阻的增大而減小D電壓一定時(shí)，電阻隨著電流的增大而減小