探究电流与电压和电阻的的关系.doc

探究电流与电压和电阻的的关系教学设计
阜蒙县 十家子学校 刘丽
教学目标 ：
一、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。
二、过程与方法
1、通过探究过程，进一步体会科学探究方法；
2、体会用“控制变量法”来研究物理规律的思路，学习用图象研究物理问题；
3、通过实验、分析和探索的过程，提高根据实验数据归纳物理规律的能力。
三、情感态度与价值观
1．在收集、处理数据的过程中，培养学生实事求是的科学态度；
2．通过探究，揭示物理规律，重视学生对物理规律的客观性、普遍性和科学性的认识，注意学生科学世界观的形成。
教学重点：
通过经历完整的实验探究，认识电流、电压和电阻的关系。
教学难点：
1、运用控制变量法对实验数据进行分析得到结论；
2、运用数学一次函数图象分析出电流、电压和电阻的关系式。
课时安排：1课时
课前准备：多媒体课件、电池组（四节）、开关、导线若干、电流表、电压表、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω各一个）、滑动变阻器、实验报告单。
教学过程：
【复习旧知 引入新课】
1、电流是电荷的_______形成的。
2、电压是形成_______的原因。
3、电阻表示导体对________的阻碍作用
生活走向物理
将电源、开关、小灯泡组成串联电路，如下图所示。

问题：如何改变小灯泡的亮暗程度？
学生回答：1、可以改变电池节数？
2、可以通过改变电路中的电压；
3、可以通过改变电路中的电阻。
电流与电压和电阻有什么定量关系呢？
【进行新课】
一、 提出问题：电流与电压、电阻有什么关系？
根据提示：1、电压是形成电流的原因；
2、电阻是导体对电流的阻碍作用

二、猜想或假设：
1、导体中的电流可能与导体两端的电压成正比；
2、导体中的电流可能与导体的电阻成反比。
三、设计实验：
【提出问题】
（1）前面学过的哪个实验与该实验相似？
（2）这些实验中应用了哪种研究问题的方法？
（3）再这个实验中怎样应用控制变量法的？
（学生思考）回答：
（1）该实验与探究“决定电阻大小的因素”实验应用的是同一种方法，都是利用控制变量法进行探究的；
（2）研究电流与电压的关系，应该控制电阻不变，通过改变电阻两端的电压，来观察电流的变化情况；
研究电流与电阻的关系，应该控制电压不变，通过改变电阻，来观察电流的变化情况。
【提出问题】
（1）如何控制电阻不变？
（2）如何得知电流的变化情况？
（3）如何改变电压，并观察到变化的情况？
（学生思考）回答：
（1）为控制电阻不变，可以使用定值电阻；
（2）利用电流表和电压表分别测量流过定值电阻的电流及其两端的电压。
（3）电压的改变方法有两种：一是改变电池的个数；二是使用滑动变阻器进行调节。
通过学生对这三个问题的讨论，明确实验需要的基本测量工具，并设计实验电路图。
师生互动：师生共同讨论，对各组设计方案的优缺点进行评估，确定实验的最佳方案。
3、实验电路图：（学生白板展示）

实验一： 在这个实验中我们是如何改变定值电阻两端的电压呢？
答：通过改变滑动变阻器滑片P的位置，从而使定值电阻R两端的电压发生成倍的变化。
实验二：在这个实验中我们是如何保持电阻两端的电压一定的呢？
答：通过改变滑动变阻器滑片P的位置，控制导体两端的电压保持不变。
四、进行实验：
实验时需注意以下几个问题：（课件展示）
(1)连接电路时，开关应处于断开状态；滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处。
(2)电流表和电压表的使用方法要正确，采用试触法选择合适的量程。
(3)改变电压时，要使电压发生成倍的变化。
(4)通电时间不要太长，测量次数不少于三次。
(5)改变定值电阻，再次进行实验。
(6)根据记录数据的表格，及时记录数据。
五、分析和讨论：
下面这是教师在某一小组，以小组成员的身份参与实验，设计表格并记录的实验数据。
R1= Ω
U(V)
1
2
3
4
I(A)

R1= Ω
U(V)
1
2
3
4
I(A)

U= V
U(Ω)
1
2
3
4
I(A)

U= V
R(Ω)
1
2
3
4
I(A)

【提出问题】

1、 电流与电压这两个物理量，哪个量随哪个量变化？
2、 分析表一（或表二），可得出什么结论？你是怎么分析出来的？
3、 这个结论是建立在控制哪个物理量不变的基础上得出的？
4、 那我们能不能说成是“当导体的电阻不变时，导体两端的 电压与通过导体的电流成正比”呢？为什么？
5、 进一步分析实验数据，分析表一和表二的同一列，可得出什么结论？你是怎样分析出来的？这个结论是建立在控制哪个物理量不变的基础是那个得出的？
6、 电流和电阻这两个物理量，哪个量随哪个量在变化？
7、 那我们能不能说成是“当导体两端的电压不变时，导体的电阻与通过导体的电流成反比”呢？为什么？
【分析并逐层概括】
1、 电流是由于电压产生的 ，电流随着电压变。
2、 分析表一（或表二），发现每当导体两端的电压成某一倍数变化时，导体中的电流也成相同倍数变化。于是可得“当导体的电阻不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比”的结论。
3、 这个结论是建立在控制电阻不变的基础上得出的。
4、 “当导体的电阻不变时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比”的说法是不正确的，因为“电压是电路中产生电流的原因，应该是电流随着电压的变化而变化的”；
5、 分析表一和表二的同一列，由于导体两端的电压相同，电阻在成倍增大时，而导体中的电流却在成倍减小。于是可得结论“当导体的电阻不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比”。这个结论是建立在控制电压不变的基础上得出的。
6、 电阻是导体本身的性质，与电流的大小无关，只与导体的材料、长度、横截面积有关，所以是电流随着电阻变。
7、 “当导体两端的电压不变时，导体的电阻与通过导体的电流成反比” 的说法是不正确的，因为“电流是随着电阻的变化而变化的”
总结：（课件展示）当导体的电阻不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；当导体的电压不变时，通过导体的电流与导体电阻成正比。
学生活动：下面请同学们根据自己的实验数据，在实验报告单图用描点法画出U—I图象。

问题：当导体两端没有加电压时，即U=0时，通过该导体的电流是多少？
答：通过导体的电流也为0.
所以，在U—I图象中，还有（0、0）这个点，描点连线。
同样方法处理实验二
【提出问题】
1、 通过描点、连线后，得到的是一条什么线?

请同学们利用所学过的函数知识，来确定出图象中的直线的函数表达式？
老师总结：欧姆定律。（课件展示）
小资料： 介绍欧姆。（课件展示）
练习：1 开动脑筋想一想
2 应用——从物理走向生活
六、评估与交流：
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。
（4）探究中是不是还有哪些问题还不清楚，哪些问题弄明白了。
要求学生课后进行交流，交流时，可以相互交换各自的探究报告，也可以口头表述自己在探究与他人不同的意见，同时还应听取他人正确的意见。交流时，不应只是交流探究结论，交流的重点应放在探究的过程中。
如：为什么我的猜想和别人不一样？
为什么我的方法与你不一样？
为什么你能得出这样的结论，我的结论不和你一样？

教学反思：
我把本节课演示实验改为学生分组实验，我认为演示实验可见度不大，学生动手参与率不高，学生主体作用不能很好发挥。基于学生已初步学会了电压表、电流表、滑动变阻器使用，具备做此实验的基本技能 。所以我采用学生分组实验，这样做能真正把学生推到学习的主体地位上，让学生最大限度地参与到学习的全过程。
本节课按照控制变量的一般方法，分别探究电流与电压的关系、电流与电阻的关系，使学生对控制变量法有了一个更全面的认识，同时更深刻地认识到滑动变阻器对一部分电路的调节作用。通过小组之间采用不同阻值的定值电阻进行探究，使结论更具有普遍性、客观性，培养了学生严谨的科学态度。另外，利用数学上的图象法，采用正比例函数的知识，得出电流与电压、电阻的关系；甚至还得出了电流与电压、电阻的数学表达式。这样可以帮助学生进一步认识到如何运用数学工具来解决物理问题，体现了改变学科本位，注意学科渗透的课改理念。