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物理

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17.1《电流与电压和电阻的关系》教学设计  

2015-12-28 22:43:42|  分类: 教学设计 |  标签: |举报 |字号 订阅

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17.1《电流与电压和电阻的关系》教学设计  

  一、教学目标

(一)知识与技能

1.通过实验探究电流与电压和电阻的关系。

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.会用滑动变阻器改变部分电路两端的电压。

(二)过程与方法

1.通过实验探究得出电流与电压和电阻的关系。

2.学习用图象的方法来表示和研究物理规律。

3.使学生感悟用“控制变量”来研究物理问题的科学方法。

(三)情感态度与价值观

1.在数据收集的过程中形成实事求是的科学态度。

2.通过探究,揭示隐藏的物理规律,感受探索的乐趣。

3.在与小组成员合作完成实验的过程中,加强与他人的协同、合作能力。

二、教学重难点

本节内容由两部分组成:“探究电流和电压的关系”和“探究电流和电阻的关系”。从知识上讲,本节涉及电学三个重要的物理量,即电流、电压和电阻;从技能上讲,要会用电流表、电压表和滑动变阻器。所以这节课无论是知识的学习还是实验技能的掌握都非常重要,在教学中要重视学生的理论联系实际能力,还要关注学生的科学探究能力的提高。在探究这两个问题的过程中,需要运用“控制变量法”,这既是本节的重点也是难点;利用图象进行数据分析也是难点。

三、教学策略

学生在学习本节知识前已掌握以下知识:电压是形成电流的原因,导体在导电时对电流有阻碍作用,知道通过导体的电流与电路两端的电压有关,电压越大,电流越大;在电压一定时,电阻越大,电流越小。教师由此可以引出本节课的核心内容,电流与电压和电阻有什么定量关系。由于是多因素问题,所以自然会想到需要控制变量,将探究的内容分成两部分,逐步降低难度。在探究电流与电压关系时,教师通过提问的方式,增加学生的思维密度,让所有学生在探究过程中都能有收获,增加学生的自信心,比如:探究电流与电压关系时,需要控制什么不变?需要改变什么物理量?怎么改变电压呢?需要哪些器材?以这些问题逐步完善实验电路图。关于改变电压,教师不必急于引出滑动变阻器,学生能想到最直接的办法是改变电池的节数,教师在学生想尽各种办法后,可适当引导学生:两用电器串联分电压,当串联的用电器不同时,分压的比例也不同,由此想到可在原电路中串联一个滑动变阻器,通过调节滑动变阻器就可以调节定值电阻的电压。教师再引导学生总结出这种方法相对于换电池方法的好处是不用更改电路,且电压可以根据实验的需要调节至所需数据。在探究电流与电阻的关系时,如何在更换定值电阻时又保证其电压不变,教师可以先让学生试着操作,在学生遇到困难时教师再提醒学生更换电阻时观察电压表示数,发现电压发生变化,然后再引导学生总结控制电压不变的方法。

四、教学资源准备

电源,开关一个,导线若干,定值电阻5Ω、10Ω、15Ω,滑动变阻器,电流表一只,电压表一只。

五、教学过程


教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

导入新课

(5分钟)

展示实验图片,提问:电路中的电流大小与哪些因素有关?如何改变通过灯的电流?

教师提问:电路中的电流与电压和电阻有关系。电路中的电流随电压的增大而增大,随电阻的增大而减小。那么,它们之间究竟有着怎样的定量关系呢?本节课我们通过实验来探究这个关系。

学生积极思考,知道改变灯的亮度有两种方法:①改变电源电压;②改变接入电路中的导体电阻。从而知道电路中的电流与电路两端的电压和电阻有关。

让学生从生活走向物理。

新课教学

(35分钟)

教师提问:电流同时受电压、电阻两个因素的影响,我们该用什么方法来研究每一个因素是怎样影响的呢?具体的做法是什么? 

活动一:电流与电压的关系

测电阻两端电压,选择什么器材?测通过电阻的电流,选择什么器材?

实验过程中的不变量是什么,如何控制其不变?

如何改变电阻两端电压?怎么操作?哪种方法更好? 

教师根据设计方案画出实验电路图。并提醒学生电路连接的注意点。

17.1《电流与电压和电阻的关系》教学设计 - 物理 - 物理

(1)连接电路时开关要断开。

(2)电流表串联在电路中,电压表并联在电路中,都要注意正进负出,大量程试触,能用小量程就用小量程。

(3)滑动变阻器需串联在电路中,采用“一上一下”的接法,为了保护电路,闭合开关前调节滑动变阻器的滑片至阻值最大端。

【实验步骤】

1.电流表、电压表调零,按电路图连接电路,调节滑动变阻器的滑片至阻值最大端。

2.闭合开关,调节滑动变阻器至适当位置,将电压表示数U,电流表示数I记录到表格中。

3.分别调节滑动变阻器在不同位置,仿照步骤2再做5次实验,分别记录电压表示数U,电流表示数I。

【巡视指导】

重点指导:

1.学生的分工协作是否合理。

2.实验电路连接完要检查电路连接无误,然后用开关试触,没有问题后再闭合开关。

3.实验的有序性,如:电压表示数从小到大。

4.实验时间不宜过长,最好做完一次实验要断开开关一次,避免电阻的温度升高,阻值发生变化。

5.针对学生在不同的问题中出现的错误进行纠正。

【数据分析】

根据多组学生的数据分析,当电压成倍增大时,电流是否也跟着成倍增加呢?在数学上就叫做什么关系?

【得出结论】

当导体的电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。

教师引导学生:处理数据的方法很多,除了直接通过对数据进行加减乘除来找关系外,我们还可以根据实验数据描点作图来找关系。利用图象法可以更形象直观地看出两个变量之间的关系。

17.1《电流与电压和电阻的关系》教学设计 - 物理 - 物理

教师提醒学生:自变量是电压,因变量是电流,电流因电压改变而改变。所以在叙述结论时一定是“电流与电压成正比“,而并非“电压与电流成正比”。

学生回答:需要采用控制变量的方法。具体的做法:①控制电阻一定,探究电流与电压的关系;②控制电压一定,探究电流与电阻的关系。

 

学生回答:需要利用电压表测量电压,利用电流表测量电流。实验过程中需要控制电阻一定,可选择一定值电阻作为研究对象。改变电阻两端的电压有两种方法:①更改电池的节数;②可串联一个滑动变阻器,利用串联分压的方法来调节电压,其中利用变阻器来调节定值电阻的电压更好,可以不用改电路连接且能连续的调节电压值。

 

学生在课本上画出电路图,并思考电路连接注意点。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学生根据实验步骤有序进行实验,读数并记录在表格中。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

  

 

 

 

学生思考回答:当电压增大到原来两倍,电流也增大到原来两倍,是同倍增加的。在数学上就可以认为电流与电压成正比关系。

 

 

 

 

 

学生在教师的指导下,确定直角坐标系中的分度值,然后将自己实验得到的数据在坐标系中描点,用平滑的线将这些点相连。

 

 

 

 

 

 

 

培养学生根据实验目的选择实验器材设计实验的能力以及优化实验方案的能力。

 

 

 

 

  

 

进一步熟练掌握各种电学仪器的使用规范。

 

 

 

 

 

 

 

 

控制变量进行实验,规范实验操作、正确读取及记录数据。

渗透科学研究方法──控制变量的方法。

 

 

培养学生科学严谨的态度,形成尊重事实的科学态度,提倡学习方式的多样化。

 

 

 

 

 

 

一方面培养学生严谨的科学态度,另一方面让学生通过对数据更深入的分析,得出电流与电压的定量关系。

 

训练学生用图象表示物理规律的能力。

 

培养学生的物理语言的表达能力,知道物理语言注重逻辑性,表达要科学、准确、简练。

活动二:电流与电阻的关系

【设计实验】

在电路中如何改变电阻,选用什么器材?怎么操作?

如何控制电阻两端电压不变?

【实验步骤】

1.电流表、电压表调零,按电路图连接电路,调节滑动变阻器的滑片移至阻值最大端。

2.闭合开关,调节滑动变阻器至适当位置,电压表示数为U,将定值电阻的阻值R和电流表示数I记录到表格中。

3.断开开关,改变连入电路中定值电阻的阻值,闭合开关,调节滑动变阻器使电压表的示数为U不变,将定值电阻的阻值R和电流表示数I记入表格。

4.仿照步骤3再做4次实验,分别记录定值电阻的阻值R和电流表示数I。

【巡视指导】

指导重点与活动一相同。

【实验分析与结论】

教师提问:根据多组学生的数据分析,当电阻增大为原来几倍时,电流是如何变化的?

【得出结论】

当导体两端电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。

 

 

学生思考回答:可以将定值电阻换成其他阻值,即可改变电阻。在改变电阻的同时,需要调节滑动变阻器来控制不同的定值电阻其两端电压一定。

 

 

 

 

 

 

 

 

学生根据实验步骤进行实验,将数据记录在课本对应表格中。

 

 

 

学生回答:当电阻增大为原来几倍时,电流就减小为原来几分之一。

学生可能想不到在更换定值电阻后,其两端电压会发生变化,教师可以让学生先试着操作,在总结规律时发现很难找到定量关系,这时教师再提醒学生,需要通过调节滑动变阻器来控制定值电阻两端电压一定。

 

 

 

分析实验数据。讨论交流,得出结论。

 

教师提出要求:利用“探究电流和电压的关系”的实验数据计算17.1《电流与电压和电阻的关系》教学设计 - 物理 - 物理,并与电阻R比较,看看这两者有什么关系。

学生回答17.1《电流与电压和电阻的关系》教学设计 - 物理 - 物理

为下节课得出欧姆定律做了铺垫。

课堂小结

(5分钟)

这节课我们通过实验的方法,找到了电流与电压和电流的关系:在电阻一定时,电流与电压成正比;在电压一定时,电流与电阻成反比。在两次的实验中滑动变阻器的作用有所不同,第一次是改变定值电阻的电压,第二次是控制电压不变。总体来说,滑动变阻器起到调节电阻的作用。

学生归纳总结。

进一步掌握所学知识。

作业布置

1.完成《动手动脑学物理》第1、2题。

按要求完成。

知识巩固,启发思维,开阔眼界,提高学习兴趣。


 

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