物理探究电流与电压电阻的关系学生版.docx
- 文档编号:3204592
- 上传时间:2023-05-05
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:211.55KB
物理探究电流与电压电阻的关系学生版.docx
《物理探究电流与电压电阻的关系学生版.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《物理探究电流与电压电阻的关系学生版.docx(15页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
物理探究电流与电压电阻的关系学生版
探究电流与电压、电阻的关系
一、教学内容分析
《探究—电流与电压、电阻的关系》是人民教育出版社初中《物理》九年级第十七章第一节内容,是得出电路中最重要的电学规律之一的欧姆定律的前提。
这三个物理量的关系是在学习了电流、电压、电阻等概念以及电压表、电流表、滑动变阻器使用方法之后的进一步深入,从而使学生的知识结构更具有系统性。
这节课要体现出探究性学习与科学方法的渗透,重视科学探究过程,让学生在探究过程中体验方法、学习方法,掌握得出欧姆定律的大概过程。
二、教学目标
(一)知识与技能
1.知道研究电流跟电压、电流跟电阻关系的实验方法和实验电路图;
2.学会使用控制变量法来研究电流与电压、电阻的关系;
3.理解欧姆定律,能利用欧姆定律进行简单的计算,解决简单的实际问题。
(二)过程与方法
1.通过实验探究电流跟电压、电阻的关系,让学生经历科学探究的全过程;通过实验探究,体会用“控制变量法”的研究方法研究物理规律的思路;
2.通过实验、分析和探索的过程,提高根据实验数据归纳、总结物理规律的能力;
3.进一步培养学生电路连接和有关电路的电学实验操作能力及根据实验结果分析、概括实验结论的能力。
(三)情感态度与价值观
1.体验探究自然规律的曲折和乐趣,激发学生的好奇心,增强学习的兴趣和克服困难的信心。
2.通过实验探究,培养实事求是的科学态度、学生学习物理的兴趣和热爱科学的精神。
三、教学重难点
教学重点:
能通过实验使学生知道导体中电流跟电压与电阻的关系。
教学难点:
1.引导学生制定计划与设计实验;
2.在实验探究中,用图像法分析实验数据和对实验结果的评估。
四、教学过程
(一)学习任务设计
1.引导回忆、复习旧知
教师:
前面我们学习了电流、电压和电阻三个物理量的知识,我们知道当导体中的自由电子在电场力的作用下做有规则的定向运动时就形成了电流,那么导体中原本无规则运动的自由电荷为什么会定向移动形成电流呢?
电压在电路中起什么作用?
学生:
电压是形成电流的必要条件。
教师:
很好,同学们还记得什么是电阻吗?
学生:
导体对电流阻碍作用的大小叫电阻。
教师:
没错,电压是形成电流的必要条件,电阻表示导体对电流的阻碍作用,其实这三个量之间的关系并不是孤立存在的,而是互相联系、互相影响的。
电压的变化可能会引起电流的变化,电阻的变化可能也会引起电流的变化。
2.创设情境,提出问题
教师通过调光台灯开关,并转动旋钮,让学生观察台灯变亮(或变暗)。
引出问题:
台灯的亮度发生变化说明通过灯泡的电流是怎样变化?
(学生积极回答)
教师根据学生的回答,提出问题:
电流的变大或变小与哪些因素有关?
通过展示下面两个实验引导学生得出答案。
教师演示(利用金华科物理仿真实验室):
把2.5V的小灯泡与两节干电池、滑动变阻器、开关串联,并在小灯泡上并联一个电压表,组成一个闭合电路,闭合开关,请学生观察调节滑动变阻器时电压表示数及小灯泡的亮度。
(学生回答观察到的实验现象)
教师根据学生的回答总结实验现像,调节滑动变阻器,当电压较大时小灯泡就会较亮,说明此时通过小灯泡的电流也较大。
进而让学生猜想电流与电压可能是一种怎样的关系?
(学生提出猜想:
电压越高,电流可能会越大)
教师让学生记下自己的猜想,并展示下一个实验。
教师演示(利用物理虚拟实验室):
分别把2.5V的小灯泡与两节干电池、滑动变阻器、开关、电流表串联组成电路。
闭合开关,请学生观察调节滑动变阻器时电流表的示数和小灯泡的亮度。
(学生回答观察到的实验现象)
教师根据学生的回答总结实验现象,当滑动变阻器移到阻值较大位置时,电流表读数变小,小灯泡变暗;当滑动变阻器移到阻值最小位置时,电流表读数变大,小灯泡变亮。
教师通过提供问题支架:
滑动变阻器起到了什么作用?
引导学生思考得出电阻发生变化,小灯泡两端的电流也会发生了变化,进而让学生学生猜想电阻与电流具体是怎样的关系?
(学生猜想:
电阻越大,电流越小)
通过实验,教师总结导体电流的大小跟导体两端的电压和导体的电阻这两个因素有关。
并引出问题:
电流与电压、电阻之间具体是怎样的关系呢?
请学生利用所学的知识进行思考,并根据前面的猜想,利用虚拟实验室进行探究验证。
3.布置任务
(1)学生以小组为单位讨论交流设计实验方案来验证猜想。
(2)各小组利用虚拟实验室分别探究电流与电压、电阻的关系,将测得的数据填写表1、表2中
表1:
R=___Ω
电压U/V
电流I/A
表2:
U=___V
电阻R/Ω
电流I/A
(2)利用Excel分别对三个不同大小电压情况下的实验数据进行处理,输出形成电流与电压的图像。
分别对三个不同大小电阻情况下的实验数据进行处理,输出形成电流与电阻的图像。
(3)各小组利用虚拟实验室演示、汇报探究过程
(二)学习过程设计
1.组建小组,教师指导制定探究方案
(1)按照就近分组的原则,将全班分成6组,每组4—6人,然后选出每组的小组长。
(2)组内分工,明确每名组员的职责,其中组内分工主要包括:
记录探究方案、监控探究过程、演示汇报等。
(3)教师指导
教师:
通过前面的实验我们知道电流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),我就不能判断电流变化是谁引起的。
那么应该采用什么方法进行实验呢?
(学生头脑风暴)
教师根据学生的回答给出控制变量法概念,并告知学生如果想测得电流与电压、电阻之间的关系,需要设计能够同时测量电压和电流的电路图,在设计实验电路的时候应考虑:
①怎样测量定值电阻两端的电压U和定值电阻中的电流I呢?
②怎样保持导体的电阻R不变呢?
③通过什么方法改变定值电阻两端的电压U呢?
以此引导学生思考如何利用这种方法探究电流与电压、电阻之间的关系?
在做实验前请学生查看实验注意事项。
(4)小组交流探讨,制定探究方案
在小组内部交流讨论的过程中,每个小组利用思维导图记录每位组员对探究方案提出的意见,进而完成探究方案的设计。
2.小组探究活动
(1)在开始探究前,阅读评价量表,明确探究需要达到的目标
(2)每个小组按照“提出猜想——制定探究方案——验证猜想——得出结论”的流程完成探究任务
3.展示及交流成果
各小组派一名组员利用虚拟实验室向全班汇报演示探究过程,师生结合探究学习评价表对探究学习活动进行评价,教师进行总结。
(三)评价量表
评价项目
内容
很好
(5分)
较好
(4分)
一般(3分)
较差
(2分)
很差
(1分)
分工协作
1.小组内部分工与责任明确,任务分配合理
2.小组内部制定一定的活动计划及时间安排
3.每个成员都能够明确自身的角色和及任务安排
参与程度
1.认真参与探究,积极思考,善于发现问题,勇于解决问题
2.积极发言,表达自己的观点
3.积极解决难题,不半途而废
实验设计
1.能迅速地完成电流与电压、电阻关系的实验探究设计
2能够设计探究电流与电压、电阻关系的方案
3.小组的实验方案设计科学、合理且具有可行性
成果展示
1.实验探究过程操作准确规范
2测量实验数据正确
3.对误差数据、问题数据做出合理且信服的解释
4.能够流利、准确、清晰地表达探究过程及探究结果
5.小组其他成员能够积极补充发言
动手操作能力
1.能够熟练操作虚拟实验室
2.能够准确利用虚拟实验室获取数据
3.能够准确利用Excel对实验数据进行处理
学生的活动
Ø本组的探究成果
1.提出猜想
1.猜测导体两端的电压越大,通过的电流就越大,电流可能与电压成正比,即I∝U;
2.猜测导体的电阻越小,通过的电流就越大,电流可能与电阻成反比,
即I∝
,
3.由此我们猜测I=K
2.制定探究方案
(1)小组讨论
组长:
在开始探究之前,我们需要制定探究方案,根据老师提供的方法和探究思路,首先我们想想怎样利用控制变量法设计实验。
组员1:
我认为在研究电流和电压之间关系时,我们可以选用阻值已知的电阻,固定电阻不变,让电压发生改变,观察电流的变化;在研究电流和电阻之间关系时,我们可固定电压不变,改变电阻,观察电流的变化。
组长:
我同意,接下来需要画出能够测量电压和电流的电路图。
组员2:
老师提醒我们在设计实验电路时应考虑:
①怎样测量定值电阻两端的电压U和定值电阻中的电流I呢?
②怎样保持导体的电阻R不变呢?
③通过什么方法改变定值电阻两端的电压U呢?
组员3:
在实验要多次测量电压和电流值,我们还需要思考一下怎样去改变导体两端的电压和通过它的电流呢?
组员4:
可以利用滑动变阻器。
组员5:
我们可以用电流表和电压表这两个仪器来测量电流和电压的值。
组长:
大家说的都非常对,回想一下刚刚老师向我们展示的实验,也许可以在那个实验的基础上画出电路图。
(2)探究过程
①画出实验探究的电路图。
②根据设计的电路图,在物理虚拟实验室中连接电路。
③开始实验,将实验数据记录在实验数据表格中。
④利用Excel对实验数据进行处理,输出形成的图像,分析实验结果,验证猜想。
3、探究过程
(1)首先画出能够同时测量电压和电流的电路图
(2)根据设计的电路图,在物理虚拟实验室中连接电路
(3)首先确定电阻值分别为10Ω,开关处于断开,滑动变阻器的滑片处于阻值最大位置,然后闭合开关,通过调节滑动变阻器,改变电流和电压的大小,读出电压表与电流表显示的示数,记录在表格中。
R=10Ω
电压U/V
1V
2V
3V
电流I/A
0.1A
0.2A
0.3A
将滑动变阻器的滑片处于阻值最大位置,断开开关,改变电阻值为5Ω,然后闭合开关,调节滑动变阻器,改变电流和电压的大小,读出电压表与电流表显示的示数,记录在表格中。
R=5Ω
电压U/V
0.5V
1V
2V
电流I/A
0.1A
0.2A
0.4A
(4)在测量电流与电压的关系时,首先将滑动变阻器的滑片处于阻值最大位置,断开开关,然后闭合开关,通过调节滑动变阻器确定电压值1V,改变电阻值,读出电流表显示的示数,记录在表格中。
U=1V
电阻R/Ω
2Ω
5Ω
10Ω
电流I/A
0.5A
0.2A
0.1A
通过调节滑动变阻器确定电压值2V,改变电阻值,读出电流表显示的示数,记录在表格中。
U=2V
电阻R/Ω
5Ω
10Ω
15Ω
电流I/A
0.4A
0.2A
0.13A
(5)利用Excel分别对三个不同大小电压情况下的实验数据进行处理,输出形成电流与电压的图像。
如图3、4
(图3R=10Ω电压与电阻的图像关系)
(图4R=5Ω电压与电阻的图像关系)
(6)分别对三个不同大小电阻情况下的实验数据进行处理,输出形成电流与电阻的图像。
如图5、6
(图5U=1V电流与电阻的图像关系)
(图6U=2V电流与电阻的图像关系)
(7)通过对图3和图4进行分析,可以看出:
在电阻不变时,通过导体的电流随着导体两端的电压增大而增大,说明当电阻一定时,电压与电流成正比,即I∝U;
(8)通过对图5和图6进行分析,可以看出:
在电压不变时,通过导体的电流随着导体的电阻增大而减小,说明当电压一定时,电流与电阻成正比,即I∝
;
(9)将实验测得的数值带入公式I=K
中,反复计算,得到参数K的
值为1,由此得到I=
。
4.得出结论
描述结论:
1.在电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,即I∝U;
2.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,
即I∝
;
3.将实验测得的数值带入公式I=K
中,得到参数K的值为1,由
此得到I=
。
教师总结:
在同一电路中,导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比,这就是欧姆定律。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 物理 探究 电流 电压 电阻 关系 学生
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)