《電流與電壓和電阻的關系》教案.doc

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電流與電壓和電阻的關系 教案【核心素養(yǎng)】通過實驗、分析和探索過程，提高根據(jù)實驗數(shù)據(jù)歸納物理規(guī)律的能力，學會用圖像研究物理問題?！窘虒W目標】1.通過實驗探究電流與電壓和電阻的關系。2.能說出電流與電壓、電阻的正比、反比關系。【教學重點】1.運用“控制變量”的實驗方法設計和完成實驗探究過程。2.實驗的評估和交流?！窘虒W難點】1.運用“控制變量”的實驗方法設計和完成實驗探究過程。2.利用圖像法進行數(shù)據(jù)分析?！窘虒W準備】教師用：教學課件、演示實驗電路、電源、開關、導線、定值電阻、規(guī)格不同的小燈泡。學生分組用：電源、開關、導線、定值電阻（5、10、15）、滑動變阻器、電壓表和電流表等?！窘虒W過程】主要教學過程教學內(nèi)容教師活動學生活動課前登陸優(yōu)教平臺，發(fā)送預習任務完成本節(jié)課的預習任務，反饋預習情況一、創(chuàng)設情景播放視頻： 展示電路：一、播放視頻：舞臺音樂劇。光束的強度、色彩隨音樂的高低起伏而發(fā)生變化。（設計意圖：以光束強度的迅速變化和聲音大小的變化引起學生的好奇心，激發(fā)學生產(chǎn)生進一步的思考，體現(xiàn)從生活到物理的認識過程。）二、教師引導學生注意觀察實驗現(xiàn)象：展示電路演示板：用兩個完全相同的電路（如圖一所示），其中右邊電路作為對比電路，完成下列操作：圖一圖二圖三圖四1.如圖一兩個電路中接入兩個標有“2.5V,0.3A”規(guī)格的小燈泡。閉合開關，觀察兩個小燈泡的亮度，現(xiàn)象如圖二所示；2.將左邊電路中的小燈泡更換為“3.8V，0.3A”規(guī)格的小燈泡，觀察兩個燈泡的亮度，現(xiàn)象如圖三所示；3.在第2步的左邊電路中再串聯(lián)接入一節(jié)干電池，再次觀察兩個燈泡的亮度，現(xiàn)象如圖三所示。引導學生根據(jù)燈泡亮度的變化分析電路中電流大小的變化，結(jié)合電路中的元件，提出問題：通過導體的電流大小與導體電阻和導體兩端電壓的定量關系？ 導入新課。（設計意圖：利用更換電路中元件的方式，引導學生分析出電流大小與電壓和電阻有關，及時提出問題，激發(fā)學生探究的欲望。）觀看視頻，分析光束強度以及樂曲聲音大小變化的原因？根據(jù)電路元件的變化，分析電流大小與哪些因素有關？ 二、新課講授：1.探究實驗：電流與電壓的關系2、探究實驗：電流與電阻的關系： 3.學以致用：（優(yōu)教提示：請打開素材“實驗演示：歐姆定律”）一、探究電流與電壓的關系：1、提出問題：通過導體的電流跟電壓有怎樣的關系？2、猜想與假設：它們之間可能存在何種關系，說出猜想依據(jù)。猜想1：導體兩端的電壓越大，通過的電流越大。猜想2：通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比。3、設計實驗：選擇合適的器材設計探究方案,并畫出電路圖。設置以下問題引導學生設計合理的實驗：.你采用實驗方法是 。.實驗中要記錄的數(shù)據(jù)是 。.你設計的電路圖是 。.選擇的實驗器材是 。.怎樣才能改變電阻兩端的電壓？4、展示學生關于改變電阻兩端的電壓設計的電路圖：.部分學生會通過改變干電池的節(jié)數(shù)來實現(xiàn)或通過學生電源來提供不同電壓。.部分學生是通過滑動變阻器調(diào)節(jié)電壓分配，從而達到改變電阻兩端的電壓。分析兩種設計電路的如何改變定值電阻兩端的電壓，比較兩種設計方案哪一種更容易成倍改變電阻兩端的電壓，更容易操作，選擇合理的設計方案。（設計意圖：低起點、小坡度、階梯式設計問題，適當降低思維難度，增加學生課堂思維密度，讓不同層次的學生都能體會到成功的喜悅。）5、進行實驗：屏展動畫：根據(jù)電路圖連接電路。學生實驗操作前出示以下“溫馨提示”的內(nèi)容，提醒學生實驗過程中要注意的問題。溫馨提示：.小組成員分工合作；.及時記錄測量數(shù)據(jù)；.連接電路時開關應 斷開 ；.開關閉合前滑動變阻器的滑片應置于 阻值最大端 。（設計意圖：引導學生分析理解如何根據(jù)電路圖連接電路，并強調(diào)實驗中應注意的問題。）6、打開探究學習活動卡（見附件1），開始實驗探究：動畫展示實驗操作過程：閉合開關后，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（便于測量），讀出每次電阻R兩端的電壓值和通過的電流值，并記錄數(shù)據(jù)。（學生分為若干探究小組，組內(nèi)成員分工合作進行實驗探究。教師巡回指導，注意觀察學生實驗過程中出現(xiàn)的問題，作為評估實驗的參考。）7、分析與論證：引導學生分析實驗數(shù)據(jù)（學生實驗數(shù)據(jù)見附件2），得出電流與電壓之間的定量關系：在電阻一定的情況下，通過導體的電流與導體兩端的電壓 。進一步提出問題：還可以用什么方法分析處理實驗數(shù)據(jù)？提出利用圖像法分析實驗數(shù)據(jù)的方法。在坐標系中描點并畫出函數(shù)圖像，分析圖像特點，確定結(jié)論的正確性。（學生圖像見附件2）8、評估與交流：小組交流討論不同實驗小組數(shù)據(jù)進行綜合比較，得出實驗結(jié)論是本實驗的關鍵點之一，因此應引導學生對整個實驗操作過程、實驗現(xiàn)象及實驗結(jié)論做出客觀的評估。（以下作為參考問題）.你在實驗過程中有哪些成功與不足之處？.比較你所在小組得出的實驗結(jié)論與其他小組的實驗結(jié)論有什么差別？.分析實驗結(jié)論與開始的假設有什么差異。.分析產(chǎn)生實驗誤差的原因。是關鍵點之一，教師引導學生對探究的全過程進行評估。（設計意圖：通過探究活動，一方面培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，另一方面讓學生通過對數(shù)據(jù)更深入的分析，得出電流與電壓的定量關系。）二、探究電流與電阻的關系：1、提出問題：通過導體的電流跟導體電阻有怎樣的關系？2、猜想與假設：它們之間可能的數(shù)量關系是什么？猜想1：導體的電阻越大，通過的電流越小。猜想2：通過導體的電流與導體的電阻成反比。3、設計實驗：以提問方式進行引導：.控制哪些量改變哪些量？.如何改變電阻？.怎樣才能控制電阻兩端的電壓不變？根據(jù)討論的結(jié)果確定設計方案，如下圖：4、進行實驗：實驗操作過程：（1）閉合開關后，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使R兩端的電壓為適當值。（2）更換不同電阻（成整數(shù)倍地變化），調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使R兩端的電壓保持不變。記錄通過的電流值。5、分析與論證：引導學生分析實驗數(shù)據(jù)（學生實驗數(shù)據(jù)見附件3），得出電流與電阻之間的定量關系：在導體兩端電壓一定的情況下,通過導體的電流與導體的電阻 。在坐標系中描點并畫出函數(shù)圖像，分析圖像特點，確定結(jié)論的正確性。（見附件3）6、評估與交流：學生對自己的探究過程進行回顧、反思，思考在探究中哪些問題不清楚，實驗設計是否科學合理，操作中會造成誤差的因素可能有哪些通過評估，能使學生發(fā)現(xiàn)自己的不足，及時總結(jié)，不斷提高。（設計意圖：培養(yǎng)了學生的動手操作能力、觀察思維能力，而且使學生在獲取知識的同時，體會歐姆定律發(fā)現(xiàn)的邏輯過程，感受實驗成功的喜悅。）三、想想議議：利用“探究電壓與電流的關系”的實驗數(shù)據(jù)計算并與電阻R比較，看看電阻R與 有什么關系？（設計意圖：理解并鞏固本節(jié)課所學知識，為歐姆定律的學習做好準備。）根據(jù)已掌握的電學知識猜想電流大小與電壓的定量關系。小組討論分析問題,設計探究方案，畫出電路圖分析討論：這兩種設計方案如何完成實驗探究，并比較兩種設計方案的準確性和操作難易度。明確實驗操作過程中應注意的問題。借助探究學習活動卡完成實驗探究。分析實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論。在坐標系中描點并畫出函數(shù)圖像，結(jié)合圖像特點確定結(jié)論的正確性。引導學生對不同小組的實驗數(shù)據(jù)進行綜合比較，分析實驗過程中的得與失。根據(jù)已掌握的電學知識猜想電流大小與電阻的定量關系。分析討論：改變接入電路的電阻值時如何控制電阻兩端的電壓不變，認識到滑動變阻器在電路中控制電壓的重要作用。進行實驗分析實驗數(shù)據(jù)得出實驗結(jié)論，并畫出函數(shù)圖像引導學生對不同小組的實驗數(shù)據(jù)進行綜合比較，分析實驗過程中的得與失。分析討論：電阻R與的關系三、盤點收獲梳理、鞏固節(jié)課所學的知識組內(nèi)討論本節(jié)課你有哪些收獲？還有什么困惑？（設計意圖：及時總結(jié)在知識與學習方法上的收獲，使知識內(nèi)化形成學生的能力。）學生交流討論做合理有效的整理。四、課堂檢測見附件2。（教師巡視指導）完成練習。五、布置作業(yè)1.查閱相關資料，分析如何改進實驗才能減小誤差？課后完成【板書設計】：一、通過導體的電流大小與導體電阻和導體兩端電壓的定量關系？1. 在電阻一定的情況下，通過導體的電流與導體兩端的電壓 。2. 在導體兩端電壓一定的情況下,通過導體的電流與導體的電阻 。探究學習活動卡一、實驗探究：通過導體的電流大小與導體電阻和導體兩端電壓的定量關系？1實驗電路圖: 2根據(jù)電路圖進行實驗，并記錄數(shù)據(jù)：表一：保持電阻不變時，探究電流與電壓的關系請注意:調(diào)節(jié)滑動變阻器可以改變電阻兩端的電壓，及時記錄電壓、電流的值。實驗次數(shù)電阻R/電壓U/V電流I/A1R= 23表二：保持電壓不變時，研究電流與電阻的關系請注意：更換阻值不同的電阻后，要控制電阻兩端的電壓不變，應調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)保持個定值，觀察電阻并記錄電流的值。實驗次數(shù)電壓U/V電阻R/電流I/A1U= 52103153實驗結(jié)論：在電阻一定的情況下，通過導體的電流與導體兩端的電壓 。 在導體兩端電壓一定的情況下,通過導體的電流與導體的電阻 。4圖像法處理數(shù)據(jù)：附件2： 附件3：附件4：反饋練習：1根據(jù)歐姆定律，下列哪種說法是正確的（ ）A通過導體的電流越大，這段導體的電阻就越小B導體兩端的電壓越大，這段導體的電阻就越大C導體的電阻與電壓成正比，與電流成反比D導體兩端的電壓越大，這段導體中電流就越大2某導體兩端的電壓為5V,通過它的電流是0.1A，該導體的電阻是 ；若它兩端的電壓為2.5V，則通過它的電流變?yōu)?；電阻是 。3.如圖所示的電路中，電源電壓恒定，R1為定值電阻，閉合開關S滑動變阻器R2的滑片P由b端移到a端的過程中，下列說法正確的是（ ）A.電壓表和電流表的示數(shù)都變大B.電壓表和電流表的示數(shù)都變小C.電壓表的示數(shù)變大，電流表的示數(shù)變小D.電壓表的示數(shù)變小，電流表的示數(shù)變大4.下列圖象中，能正確表示定值電阻上的電流與兩端電壓關系的是5.如圖所示電路中，電源電壓保持不變，閉合開關S后，將滑動變阻器R的滑片P向左移動，在此過程中（ ）A.電壓表V1示數(shù)變小，電壓表V2示數(shù)變大B.電流表A示數(shù)變小，電壓表V1示數(shù)不變C.電流表A示數(shù)不變，燈泡L亮度變亮D.電壓表V1示數(shù)不變，燈泡L亮度變暗6.在探究“電流與電阻的關系”的實驗過程中：（1）連接電路時，開關應處于 （選填“斷開”或“閉合”）狀態(tài)。（2）小明按左圖連好電路后，閉合開關，移動滑動變阻器滑片，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，其原因可能是 （只填序號）A電流表斷路 BR斷路 CR短路（3）排除故障后，小明將5的電阻接入電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為1.5V，電流表示數(shù)（如右圖所示）為 A（4）小明再分別換接10、15的電阻，重復實驗，得到表一中另兩組數(shù)據(jù)。分析表一數(shù)據(jù)，可得出結(jié)論：保持電壓不變時，導體中的電流跟導體的電阻成 比。表一：電阻R/51015電流I/A0.150.10（5）小麗在做此實驗時，每次只更換電阻，測得相應的電流值，如表二所示，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，她無法得到與小明相同的結(jié)論，其原因是 。表二：電阻R/51015電流I/A0.30.20.157.做探究“電阻一定時，電流與電壓的關系”的實驗。實驗中可供使用的器材有：A電流表(量程00.6A，03A)B電壓表(量程03V，015V)C定值電阻R1 (阻值為30 )D定值電阻R2 (阻值為10 )E滑動變阻器Rl (10，2A )F滑動變阻器R2(100，1A) G干電池二節(jié)(一節(jié)電壓為1.5V)H開關S一個，導線若干。則：現(xiàn)利用以上部分器材，操究“電阻一定時，電流與電壓的關系”，要求實驗過程中電流表的最大示數(shù)能超過電流表量程的一半，同時又考慮操作的方便，則： (1)用來探究的定值電阻R應選 ，滑動變阻器R應選 (選填實驗器材前的字母代號)，電流表的量程宜選 。(2)、根據(jù)實驗要求，在如圖所示的虛線框內(nèi)，正確畫出實驗所需的電路圖。(其中，部分電路已畫出)(3)、根據(jù)所畫的電路圖，用筆代替導線將實物圖連接起來，要求滑動變阻器的滑片P向左滑動阻值變小，使之成為符合實驗要求的電路。（其中，部分導線已連好)(4)某小組的同學還想通過此連接好的電路測量所選定值電阻的阻值。如果要比較精確測量所選定值電阻的阻值，要求電表的指針至少達到量程的三分之一，同時又要防止損壞電表，那么滑動變阻器連入電路中的阻值變化范圍是 。附：反饋練習答案：1.D； 2.50,0.05,50； 3.A； 4.A； 5.A；6.斷開；B；0.3；反；沒有控制電阻兩端的電壓不變；7.D；E；00.6A；05