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课题

探究电阻上的电流跟两端电压的关系

学习

目标

知识目标:

 

1.通过实验得出探究电流、电压和电阻之间的关系;

 

2.使学生了解如何同时使用电流表和电压表测量一段导体两端的电压和电流;

 

3.会用滑动变阻器改变电路两端的电压。

过程方法:

 

1通过实验,学会用“控制变量”的方法来研究物理问题。

 

2.在探究中体会科学探究的方法,培养初步的科学探究能力。

情感目标:

 

1.通过学生的科学探究活动,形成尊重事实、探究真理的科学态度。

 

2.通过探究,揭示物理规律,使学生获得探索未知世界的乐趣。

 

3.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。

学习重点

通过实验,探究电流、电压、电阻之间的关系

学习难点

学生探究活动的开展

教学方式

探究法、实验法、观察法

课型

实验探究

教具与

媒体

演示器材:干电池组、25V63V小灯泡(带座)各一只、开关一只、导线若干、投影仪;

 

学生实验用器材:(3人一组)电源(电池组或学生电源)5Ω,10Ω,15Ω定值电阻各一个,滑动变阻器、电流表、电压表各一只,导线若干。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

内容与教师活动

学生活动

设计依据

一、创设情境,引入新课(10min)

 

〖师〗前面我们已经讲过了电学中的三个重要物理量──电流、电压和电阻,它们之间有怎样的关系呢?

 

1:电压越大,电流越大。

 

2:电阻越大,电流越小。

 

〖师〗下面我们观察一个实验。老师把小灯泡、电池、开关和一些导线组成一个简单电路。

 

【实验1】一节干电池和25 V小灯泡串联发光。

 

【实验2】两节干电池和25 V小灯泡串联发光。

 

【实验3】两节干电池和63 V的小灯泡串联发光。

 

同学们仔细观察三次演示小灯泡的发光情况;通过观察实验,你的结论是什么?

 

1:相同灯泡,所加电压越大,灯泡越亮。

 

2:所加电压一样,不同的灯泡,其亮度不同。

 

看来,电流、电压和电阻三个量间存在一定的关系,我们就研究一下它们之间到底存在什么关系?

 

二、进入新课,科学探究

 

(一)电阻上的电流跟电压的关系(30min)

 

【提出问题】你认为电阻上电流跟电压有怎样的关系呢?

 

【猜想与假设】大家大胆地猜测一下,它们之间可能的数量关系是什么?

 

1:电流等于电压除电阻

 

2:电流等于电压乘电阻

 

3:电压等于电流加电阻

 

……

 

【设计实验】

 

(1)电流和电压都用什么表测量?

 

(2)电阻是已知的,它的大小都标在了装置上,你都知道各个电阻的大小了吗?

 

(3)为了让实验更有说服力,我们做一次实验,得出一组数据是否可行?

 

(4)多次实验时,电压如何改变,使用干电池怎么办?使用滑动变阻器怎么办?

 

(5)如何同时能测出电路中的电流和电压呢?其电路图该如何设计?

 

〖学生展示自己的设计〗

 

1:电压通过改变电池的个数解决,电路图为图1

 

 

2:在电路中连入一个变阻器,通过改变电路中的电阻改变电压,电路图为图2

 

3:我准备三次实验,我认为生1的方案比较简单。

 

4:我认为生2的设计比较完好,它可以测量很多组电压和电流的值,从而得出多组数据。

 

〖表格的设计〗

实验次数

电阻R(Ω)

电压UV

电流IA

1

 

 

 

2

 

 

 

3

 

 

 

 

【进行实验】

 

1.每小组提供以下器材:电源、滑动变阻器、开关、电压表、电流表、导线、5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻。

 

2.实验步骤:

 

步骤一:按设计好的电路图正确连接实验电路;

 

步骤二:先保持电池组的电池节数不变,分别将5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻接入电路,合上开关,读出电压表和电流表的读数,将数据依次填入表中。

 

步骤三:保持定值电阻不变,改变电池组电池节数(分别为1节、2节、3节),合上开关,分别读取三次电流表、电压表的数值,依次填入表中。

 

【分析和论证】

 

1.由步骤二可知,电压基本不变,电流随着接入电阻值的增大而减小,但每次电流值和电阻值的乘积都近似等于电压值,甚至有一次完全相同。

 

2.由步骤三可知,电阻的阻值不变,随着电池组节数的改变,电压表指示数值几乎成倍地增加,但每次都很接近电池组的电压.电流表的指示数也几乎成倍地增大,并且和电压增大的倍数相同。每次电压除以电流的值都近似等于电阻的值。

 

综合以上分析结果,可以得到结论,我们的猜测是正确的。电流、电阻和电压的关系是:

 

当电压一定时,电阻越大,电流越小;

 

当电阻一定时,电压越大,电流越大。

 

【评估】

 

“控制变量”法──在电流、电压、电阻三个量中,我们先限制其中一个量不变,来讨论余下两个量的关系;然后再限制另一个量不变,研究剩下两个量的关系,这就叫控制变量法。

 

你对自己的实验还有哪些不如意的地方?

 

你想对这些地方如何改进?

 

同学们可以进行更充分的探讨、交流,互相取长补短,完善自己的探究报告。

 

说明:(规律使用的范围)同一性、因果性、不变性、纯阻性

 

()作业:

 

完成实验报告

 

 

 

 

 

 

学生回答

 

 

 

 

 

 

 

学生观察、思考

 

 

 

初步提出问题的意识

 

 

 

 

 

 

 

通过科学想像与科学推理方法的结合,发展学生的想像力和

 

 

 

 

 

制定计划与设计实验;进行实验与收集证据;分析与论证;评估

 

交流与合作 

 

 

 

学生动手实验

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学生实验,教师巡视

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学生回答

 

 

 

 

 

学生回答

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学生回答

 

 

 

 

 

 

 

学生交流、讨论、发言

 

 

 

 

 

学生回答可能不完整,没关系

 

 

 

从生活到物理的认识过程,激发学生的求知欲

 

分析概括能力,使学生养成良好的思维习惯,敢于质疑,勇于创新。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

符合学生认知特点,激发并保持学生的学习兴趣,通过探索物理现象,揭示隐藏其中的物理规律,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

培养学生科学探究的良好学习习惯和科学探究意识

 

 

 

 

 

 

 

老师要及时对个别组进行个别指导

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

发动学生,让他们把自己的数值、见解发表出来,供大家参考

 

 

 

 

 

 

 

一定要注意条件的运用

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

给学生提供一个这样发表自己看法的机会

这节课我们研究了电流、电压和电阻这三个物理量间的关系,知道了在电压一定时,电流与电阻成反比,电阻一定时,电流与电压成正比。

 

在研究问题时,学习了控制变量的思想,针对这个实验,在研究电流与电阻关系时,我们控制电压不变,即电池的个数不变;在研究电流与电压的关系时,我们控制了电阻不变,即定值电阻不变。

完成实验报告

第四节:欧姆定律(1)

 

一、探究:电阻上的电流跟电压的关系

 

实验次数

电阻R(Ω)

电压UV

电流IA

1

 

 

 

2

 

 

 

3

 

 

 

 

问题:

 

猜想:

 

设计实验:

 

数据记录表格:

 

实验结论:

 

在电阻一定的情况下,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。

 

在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。

本课是欧姆定律的第一课时,重在通过实验探究得出电流、电压和电阻间的关系,所以实验开展得好不好是该课成败的关键。

 

本来想安排两组不同的同学,一组用干电池改变电压,一组用滑动变阻器改变电压,可又怕变阻器刚学过,学生使用不好,所以都采用的是干电池改变电压,这样虽然统一整齐,节约时间,但总感到没让学生练到位,下一个班我一定用两组试试。

 

对数值的处理有的存在偏差,总感到不容易处理好这个问题,后来我总是让学生做更多次的实验,更多组同学发言,让大量的数据来说话,这样那些个别数值不准确的同学就主动查找自己的失误了,这个方法感到很好。

 

叙述的严谨性学生不容易做到,我也利用这个机会向他们加以展示,在说明电流与电压的关系时,如果不先确定电阻的大小、它是否在变化,是不能确定二者之间关系的,借此也给学生一个锻炼的机会。

    
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