1、第十七章 欧 姆 定 律第 1 节 电流与电压和电阻的关系【教学目标】1.通过实验探究,得出并认识电流与电压、电阻的关系。2.使学生学会同时使用电压表和电流表测量导体两端的电压和通过的电流。3.体会控制变量的研究方法和用图象研究物理问题的优越性。【教学重难点】1.重点:认识电流与电压、电阻的关系;同时使用电压表和电流表测量导体两端的电压和通过的电流。2.难点:认识电流与电压、电阻的关系。【课前准备】教师:电池组、滑动变阻器、开关、定值电阻、电压表、电流表、导线、电路示教板。学生:学生电源、滑动变阻器、开关、定值电阻(5 、10 、15 、20 、25 )、电压表、电流表、导线。【教学过程】【情
2、境引入】教师演示:请同学们观察一个最基本的电路,即电源、小灯泡、开关各一个,导线若干,组成的一个简单电路。开关闭合后灯亮,请同学们思考:你有哪些办法使小灯泡变暗?学生讨论后回答:可以减小电源电压。可以在电路中串联一个电阻。教师按学生的方法演示,并引导分析:前面我们学习了电流、电压和电阻三个物理量的知识,这三个物理量并不是孤立存在的,而是互相联系的,即电压的变化要引起电流变化,电阻的变化也要引起电流变化。加在导体两端的电压越大,通过它的电流就会越大导体的电阻越大,流过它的电流就会越小。我们只是从定性的层面研究了电流与电压、电阻之间的关系,在物理学中更有意义的研究,应该是从定量的角度去研究电流与电
3、压、电阻之间的关系。电流与电压、电阻有怎样的定量关系呢?这就是本节课我们要研究的课题。【互动新授】1.提出问题:流过导体的电流与导体的电阻及加在它两端的电压存在怎样的定量关系呢?2.猜想与假设:大家可以大胆地猜想。学生放飞思想,大胆猜想:(1)电流与电压成正比。(2)电流与电阻成反比。(3)电流等于电压和电阻的乘积。(4)电流大小等于电压和电阻的和或差。(5)教师引导学生自觉地有根据猜想,使学生知道“猜想”不是“胡思乱想”。比如上面的和或差。让学生正确认识条件和结果之间的因果关系,使猜想尽可能正确、科学。3.设计实验:教师引导:我们猜想电流大小同时受到电压、电阻两个因素的影响,像这样一个物理量
4、同时受到多个因素影响的问题,怎么设计实验?要研究电流与电压的关系时,应如何设计实验?小组讨论,自己设计电路,然后由小组代表发言。学生 A 组:控制变量法,用定值电阻可使电阻不变,更换电池组的节数改变电压。学生 B 组:利用滑动变阻器和定值电阻串联,通过滑动变阻器可改变定值电阻两端的电压变化。通过各自的实验,师生共同讨论,对各组同学的设计方案的优缺点进行评估,教师点拨、整合,以确定出实验的最佳方案。学生讨论优化方案,认识到 A 组操作不方便,B 组滑动变阻器可以连续地改变,较好。确定 B 组实验方案。教师设问:如果要检验电流与电阻的关系时,又如何设计实验?怎样改变导体的电阻 R 的大小?怎样保持
5、导体两端的电压 U 不变呢?以小组为单位讨论交流,请同学们设计电路。学生 A 组:用同一个电池作为电源,就可认为电压是一定的。学生 B 组:让滑动变阻器和定值电阻串联,利用滑动变阻器来调节电压,使得电压保持不变。师生共同讨论,让学生认识到:当定值电阻的大小发生变化时,也可以通过滑动变阻器控制其两端的电压 U 保持不变。B 组方案为最佳。教师引导学生设想每一次要测量的物理量。各小组设计一个记录实验数据的表格。完成之后组长上台展示。探究电流跟电压的关系用表。R=5 1 2 3 4电压 U/V电流 I/A探究电流跟电阻的关系用表。U=2 V1 2 3 4电阻 R/电流 I/A4.进行实验:各小组同学
6、根据已经设计好的实验,分步进行操作验证。各同学要协同合作,共同探究。实验过程中教师巡视每个小组的实验情况,给予指导。(1)连接电路,更换元件时,开关应断开。(2)闭合电路时,滑动变阻器的滑片调到最大值。(3)调节滑动变阻器的滑片时,尽量使定值电阻两端的电压成倍数变化,便于分析比较,得出结论。(4)时间充足时,要多测量几次,至少三次以上。(5)读数时要实事求是,养成科学态度。5.分析论证:实验完毕后,教师引导学生分析实验数据,得出结论。测量结果说明了什么?最终可得出什么结论?学生讨论后回答:当保持电阻不变时,通过滑动变阻器改变定值电阻两端的电压,然后观察电流表示数,发现电流随电压成比例地增加。教
7、师引导学生可以用图象的方法处理数据。出示图象描点、连线,分析发现图象所能提供的信息。通过同学们把所得到的实验数据用图象的方法体现后,学生容易得出结论。学生总结:电流与电压成正比,电流与电阻成反比。教师肯定学生的探究能力,并总结实验结论:当电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比;当电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。6.交流与评估:教师引导小组的同学进行回顾、分析,思考在探究过程中哪些还不清楚,实验设计有没有不合理的地方,有没有失误,结果是不是可靠。学生回顾讨论实验中的问题:A 组:在探究电流和电阻的关系时,改变了电阻并多次实验,结果发现条件改变后得到的结论是相同的,说明结论
8、规律具有普遍性。B 组:在探究电流和电阻的关系时,调节滑动变阻器使电阻两端的电压不变,滑动变阻器调节的方向常出差错。C 组:在测量过程中,电路闭合时间太长,读取数据后没断开开关,测量的误差较大,给我们的总结带来了麻烦。教师对同学们在实验过程中实事求是、一丝不苟的精神态度给予表扬和鼓励。强调实验过程和结果同等重要。培养学生的科学价值观。【课堂小结】老师:今天你学到了什么,有什么成功的经验和收获?学生:1.当电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。2.当电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。3.实验过程中的实事求是的科学价值观。【板书设计】第 1 节 电流与电压和电阻的关系1.实验电路图:2.实验方法:控制变量法。3.实验结论:(1)当电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。(2)当电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。