探究串联电路中电压的关系

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时间:2018-12-25

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1、探究串联电路中电压的关系   【教学目标】  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。  过程与方法  领悟用“控制变量法”来研究物理问题的科学方法。  情感态度与价值观  1.在解决问题的过程中,有克服困难的信心和决心,能体验战胜困难、解决物理问题时的喜悦;  2.养成实事求是、尊重自然规律的科学态度。  【教学重点、难点】  重点:实验探究电流、电压和电阻的关系

2、的过程  难点:运用数学一次函数图象分析出电流、电压和电阻的关系式  【教学用具】  教师方面:电流表、电压表、学生电源(或三节干电池)、滑动变阻器、定值电阻(R1=5Ω和R2=10Ω)、开关、导线。  学生方面:电流表、电压表、三节干电池、滑动变阻器、定值电阻(R1=5Ω和R2=10Ω)、开关、导线。以上器材为一组,每三人准备一组器材。(若学校条件好,可将干电池换成学生电源,实验效果更好。)  【教学过程】  一、创设物理情境,引导学生进入科学探究  教师:前面我们学习了电流、电压和电阻三个量

3、的知识。这三个量之间的关系并不是孤立存在的,而是互相联系、互相影响的。如:①加在导体两端的电压越大,通过它的电流就会越大;②导体的电阻越大,流过它的电流就会越小。这些例子同时还揭示了电流与电压、电阻之间的定性关系。  如果知道一个导体的电阻值,还知道导体两端的电压值,你能不能计算出通过它的电流值呢?(或用数学表达式表示出来)  二、进行科学探究  1.提出问题  让学生回答:探究电流与电压、电阻之间有什么定量关系?  2.猜想或假设  应根据以下两个事实来引导和启发学生的想像力,进行猜想或假设 

4、 ①加在导体两端的电压越大,通过它的电流就会越大;  ②导体的电阻越大,流过它的电流就会越小。  学生回答:  ·可能是I=U/R;  ·可能是导体两端的电压增大几倍,导体中的电流也增大几倍;  ·可能是U=IR;  ·可能是……。  3.设计实验(采用启发提问式,帮助学生设计实验)  以下教学过程是师生一问一答  问:我们所学电流、电压和电阻三个量,哪些量可以测量出,分别用什么仪器来测量?  答:能测量的量有:电流和电压,仪器分别为电流表和电压表。  问:电阻不能测量,我们怎样知道导体的阻值呢

5、?  答:可以给出导体的电阻值。  问:也就是说在研究电流和电压、电阻之间关系时,我们是固定电阻不变,让电压发生改变,观察电流的变化,这种研究物理问题的方法叫什么?  答:控制变量法。  问:实验时,针对于某一导体测量一组电压和电流值,行吗?  答:不行。  问:为什么?  师生共同回答:多次测量可以减少误差,同时考虑到物理规律的客观性、普遍性和科学性,应该多测量几次。  教师还应进一步指出:不仅针对同一导体测量几组电压和电流值,同时还要更换定值电阻反复进行实验,这种研究物理问题的方法是不可忽视

6、的。实验时,给出了二个不同的定值电阻(R1=5Ω和R2=10Ω)  问:我们在实验要多次测量电压和电流值,那么怎样去改变导体两端的电压和通过它的电流呢?  学生1答:改变电源的电压,如:增减串联的干电池的节数。  学生2答:用滑动变阻器来改变。  师总结指出:同学们知道了改变定值电阻两端电压的方法,请大家根据你认为最适合你的方法和刚才我们设计的思路,对照自己桌前的器材选择你所需的实验仪器,并画出能够同时测量电压和电流的电路图。  4.进行实验  实际操作中,要提醒学生注意以下几个问题:  ·连接

7、电路时,开关应处于断开状态,滑动变阻器的滑片应放到最大阻值的位置上。  ·测量次数不要过多,根据时间而定,一般测量三次或四次左右。  ·若用滑动变阻器来改变导体两端的电压的情况下,尽量使定值电阻两端的电压成整数倍地变化(如:1V,2V,3V……)。同样若用干电池(或学生电源)改变电源电压时,也应该使电源电压成整数倍地变化。  教师巡回指导学生进行实验,指出学生在实验中错误,并要求学生实事求是地填写实验数据。  5.分析和论证  数据处理时,可引导学生仔细思考测量数据:分析电压是怎样发生变化,从而

8、影响到电流的怎样变化;同时还应考虑到实验会有误差,可能数据不很一致。得出电流、电压的关系的结论。  结论:电阻相同时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。  然后指导学生用测量的数据对照课本图7.1-1画出U-I图。  启发学生对比数学中的一次函数的知识,推导出U-I表达式:U=IR。  6.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

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