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1、探究电流和电压电阻关系的教学设计教学目标1、知识与技能(1)探究电流与电压电阻的关系。(2)会同时使用电压表和电流表测量一段电路两端的电压及其中的电流。(3)会使用滑动变阻器改变部分电路两端的电压2、过程与方法(1)体会用控制变量法的研究方法研究物理规律的思路。(2)学习用图像研究物理问题2学情分析 学生之前已经经历过完整的科学探究过程,因此本节的教学思路和教学流程学生并不会感到陌生。本实验中要同时用到电压表、电流表和滑动变阻器,并使用滑动变阻器改变和稳定部分电路两端的电压,对学生的动手操作能力有一定的要求。还用到控制变量法和图像法研究问题,有综合要求。重点难点教学重点:要经历完整的
2、科学探究过程,得出电流与电压电阻的关系。教学难点:要用控制变量法展开实验和对实验数据进行分析得到结论。教学过程新课引入 1、同学们都使用过调光台灯,调节台灯旋钮的时候,台灯的亮度会生发变化吗?这是为什么?学生观察演示实验并思考。(问题来源于生活) 提问,灯泡逐渐变亮,是因为? 学生回答:电流逐渐变大。2、请同学完成下列实验 (1)把小灯泡,电流表,开关,分别和一节干电池,两节干电池组成电路。闭合开关,观察电流表示数及灯泡亮度的变化,并且大胆猜想电流与什么因素有关? (2)分别把2.5和3.8伏小灯泡与两节干电池电流表开关组成电路,闭合开关观察电流表示数及灯泡亮度的变化,猜想电流与什么
3、因素有关? (引导学生在原有知识的基础上,有逻辑的猜想) 实验告诉我们,电流与电压电阻有关系。新课进行 板书:探究电流与电压电阻的关系1.提出问题:电流与电压、电阻有什么定量关系? 2.猜想与假设: 分析导体两端的电压越大,通过的电流就越大,猜测电流可能与电压成正比;导体的电阻越小,通过的电流就越大,猜测电流可能与电阻成反比。 3.设计实验: 猜想的正确与否需要通过实验来验证。 (1)电流可能受电压和电流两个因素的影响,如果两个因素同时变化(如在改变电压的同时,也改变电阻),能否判断流变化是谁引起的吗?我们应该用什么方法进行探究? 学生思考后回
4、答:不能;控制变量法。 (2)这个实验应如何设计呢?与我们之前学习的哪个实验和相似? 学生思考讨论,设计实验方案,确定实验方法:先让电阻保持不变,改变电压,观察电流随电压变化的情况:保持电压不变,改变电阻,观察电流随电阻变化的情况。与《探究决定电阻大小的因素》实验很相似。 (3)探究电阻一定时,电流跟电压之间的关系。 请同学们讨论,这个实验需要哪些器材?它们的作用各是什么?怎样才能改变电阻两端的电压?画出电路图。学生思考、讨论,汇报所需的实验器材及它们的作用,画出电路图。并且简单陈述自己的实验操作过程。 师分析归纳总结学生的改变电阻两端电压的方法和实验电路,提出的异议,引导学生确定最
5、佳实验方案,板书合理的器材选择、电路图、数据记录方法、操作过程。 学生根据老师提出的异议,讨论实验的改进方案,并修正器材、电路图、数据记录方法、操作方法。 4.进行实验 教师活动:提醒学生注意以下几个问题(课件展示) ①连接电路时,开关应处与 状态。 ②滑动变阻器的滑片处于阻值 位置。 ③注意认清电压表、电流表的 接线柱。 ④电压表量程选 V,电流表量程选 A。 ⑤闭合开关前,应 电路,确认无误后方可进行实验。 ⑥实验中,闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片,使R两端的电压成整数倍地
6、变化(如1V、2V、3V),读出每次加在R上的电压值和电流值,并填入下列表格中。 R=R1=20欧 R=R2=15欧 R=R3=5欧 学生分组实验,教师巡视指导,帮助困难学生。 改变定值电阻阻值,按照上述步骤再测一组数据。 (如果时间允许可以用多个定值电阻实验) 5.分析和论证 1、直接分析论证 2、利用图像法进行数据处理。要求各组同学在得到实验数据之后,以电压为纵坐标、电流为横坐标,画出同一定值电阻的U—I关系图象。以电流为纵坐标、电阻为横坐标,画出同一电压下的I—R关系图象。选取不同定值电阻和不同固定电压的几组图像集中
7、展示,从图像的相似性上说明规律的客观性和普遍性。 回答问题: ⑴经过描点、连线后,分别得到的是一条什么线? ⑵这两条线分别与数学上所学习的哪种函数图像相同? ⑶函数中的y、x分别对应图像中的哪个物理量? ⑷你能利用所学习的函数知识,分别得出图像中的直线的函数表达式吗? 结论:在电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;在导体两端的电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
