物理人教版九年级全册探究电流与电压、电阻的关系

《探究电流与电压、电阻的关系》教学设计（四卡式）

表一：课前教材分析卡 设计者:王小容

课题 探究电流与电压、电阻的关系 时间 教者

教

学

目

标

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．会使用滑动变阻器来改变一段导体两端的电压。

过程与方法

领悟用“控制变量法”来研究物理问题的科学方法；知道用图像分析法处理数据。

情感、态度与价值观

1．在解决问题的过程中，有克服困难的信心和决心，能体验战胜困难、解决物理问题时的 喜悦；

2．养成实事求是、尊重自然规律的科学态度。

3.重视学生对物理规律的客观性、普遍性和科学性的认识，培养学生科学世界观的形成

重

点 实验探究过程

难点 运用数学关系，图象分析出电流与电压和电阻的关系

教

学

方

演示法、探究法、比较法、小组交流讨论法等 法

教具 电流表、电压表、干电池、滑动变阻器、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω）、开关、导线等若干。 课时

1课时

备

注

表二：课堂教学设计卡

课题 探究电阻与电流和电压的关系 时间 教者

教 学 过 程

教师活动 学生活动

备注 一、创设情境，引入新课

〖师〗通过有音乐背景的视频，吸引学生注意，让学生回忆已经具备的知识储备：电压是形成电流的原因；电阻是对电流的阻碍用。

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？

〖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】两节干电池和小灯泡串联

【实验2】三节干电池和小灯泡串

【实验3】三节干电池和灯泡、电阻串联。

看来，电流受电压和电阻两个量的影响，我们来研究一下它们之间存在什么定量关系？

二、新课教学

提示：当探究几个量之间的关系时用什么方法？

两人一组谈论：怎样具体控制变量，分几次实验内容才可以完成探究？

怎样具体探究，接下来分两个实验完成。

（一）、实验一：探究电阻上的电流跟两端电压的关系

【提出问题】

提问：你认为电阻上电流跟电压有怎样的关系呢？

学生：电压是形成电流的原因；

学生：电阻是对电流的阻碍用。

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？

生1：相同灯泡，所加电压越大，灯泡越亮，电流越大。

生2：所加电压一样，电阻越大，电流越小。

控制变量法

分组代表展示讨论结果：

当R一定时，探究I与U 的关系

首先吸引学生的注意力，让学生尽快的进入上课的状态，带着快乐的心情和活跃的思维进入课堂。然后从已有知识入手开始新的探究，学会温故而知新，学会对在已有知识的基础上发现问题，并进行更深入的挖掘和研究。

刚进入上课状态进行简单的讨论，使学生获得成就感，激发学习热情。

大胆放手给学生时间,用问题的形式引导学生去思考去讨论,并进行实验的设计,发挥学生的主动性,提高学生设计电路图的能力,加深学生运用控

根据教师的演示实验和下面事实来引导和启发学生的想象力，进行猜想和假设

【设计实验】

1、教师引导学生思考问题，设计实验原理图。

提出以下问题进行引导：

(1)需要测量哪些量，用什么测量？

(2)如何控制电阻不变？

通过对学生的设计方案进行辨析讨论(最终引导学生确定方案二):

方案一: 用改变电源电压

方案二:滑动变阻器改变

引导学生发现方案一的设计弊端:

、对电路无法起到保护作用。

、电压的改变总是倍数的变化,电压改变不连续,不具有普遍性

2、学生讨论、设计操作方案：

引导学生学生一起讨论设计具体实验器材、实验步骤等。

（二）、实验二：电阻上的电流与电阻大小的关系

有实验一作为参考，此次实验较为轻松，教师引导学生解决三个问题 当U一定时，探究I与R 的关系

【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？

学生：:1：电流随电压的增大而增大;

2： 可能是导体两端的电压增大几倍,那导体中的电流也增大几倍;

或者是 ……

1、学生：电流通过电流表测量；电压通过电压表测量；可用定值电阻控制电阻不变，它的大小都标在了装置上。

学生：开始小组讨论实验方案,，可能设计出一下原理图：

学生1：发现图一只能测量一组数据，不能得到普遍的结论。

学生2：图一可以改变电源电压来实现多组数据测量。

学生3：也可以通过使用滑动变阻器来实现。

2、展示操作实验方案：

（1）按照实验原理图连接电路。

（2）滑动滑动变阻器从电流表和电压制变量法分析和研究问题的能力。

在实验设计中,改变电源电压和改变滑动变阻器都使电压变化,让学生知道科学探究的多样性,同时,通过对改变电源电压来改变定值电阻的电压的局限性和不足之处的讲解,让同学们深入体验科学探究严谨性。

学生可能不一定思考全面到位，主要引导学生分析和解决问题。养成思先于行的习惯。

实验中对学生进行适当的辅导，让不同层次的学生都学有所获，找到学习的成就感，即可进行实验探究：

①参照实验一实验原理图。提问：实验中需要测量哪些量？

②实验中哪些量在变化，？

③实验中哪些不变？如何保证不变？

（三）实验前注意事项

展示问题，集体思考讨论

师：连接电路时要注意什么问题?

师:如果在实验中使用了滑动变阻器,那接法上要注意什么问题?

师：电流表、电压表连接时应注意什么？

师：测量多少次数据较合适?

师：滑动变阻器的作用是什么？

教师：对表达的内容进行归纳、提炼。

【进行实验】

同学们知道了两次实验的操作方法，对照自己桌前的器材选择你所需的实验仪器进行分组实验。

教师：巡视，观察具体实验情况和实验进度，对学生解答实验中的疑问。

教师提示:在实验中若用滑动变阻器来改变导体两端的电压的情况下,应尽量使定值电阻两端的电压成整数倍变(如:1V,2V,3V……)。

实验完成后，互相交换实验数据，讨论分析实验数据。

【分析和论证】 表记录多组数据。

（3）分析数据得出结论

（4）可以更换定值电阻，反复多次实验。

3、学生自由发挥，回答问题

根据提示思考：每次更换完定值电阻，接下来应该怎么操作？

生：移动滑片让电压不变，重复实验。

生1:连接电路时,开关应处于断开状态；确定电路无误后方可进行实验。

生2:接线柱不能同上或同下,应该一上一下;且闭合电路之前应该将滑片移到最大电阻处。

生3:根据实际情况，使用试触法合理选择电流表、电压表的量程。此次实验电源电压才3伏，所以电压表只需要接0-3伏量程的接线柱。一个灯泡电阻几十欧姆，所以电流表也可以确定为小量程。

生4：测量次数不要过多,根据时间而定,一般测量三次或四次左右。

生5：改变（或保持）电阻两端的电压。

激发学习的兴趣。

由于学生思维能力参差不齐，所以对于电阻发热问题学生不一定都能够思考到位，为了培养学生大胆操作，小心求证的科学探究精神，教师对之进行引导。

实验过程中学生能力不一，探究速度各有快慢，实行能者多劳，实验较快的可以多次探究。

数据实验一处理时,可引导学生仔细思考测量数据：分析电压是怎样发生变化,从而影响到电流的怎样变化;同时还应考虑到实验会有误差,可能数据不很一致。得出电流、电压的关系的结论。

处理实验二数据,教师首先教会学生学习反比例关系,最后得出结论:当电压相同时,通过导体的电流和导体两端的电阻成反比。

然后画出I-R图。启发学生将图线结果与数学中的反比例函数的知识作对比,可知成反比的关系。

师：可否有哪组实验的结论与这不一致的？

【交流、评估】

评估：课堂加深理解实验结论。

要求学生反思自己的探究活动一些问题,填入探究卡中，下节课交给老师。

可要求学生课后进行交流,互相取长补短。交流时,可以相互交换各自的探究卡片,也可以口头表述自己在探究时与他人不同的意见,同时还应听取他人正确的意见。

教师提示也可以思考：

（1）实验为什么不用小灯泡做实验？

（2）实验的误差原因分析。

（3）对实验数据的处理有哪些方法？

（4）滑动变阻器的作用是什么？

师：两次实验结论前人经过无数次精确的实验得出，我们通过探究论证，学生：分组实验，实事求是地填写和处理实验数据、实验信息。

实验完成后，为了实现多次实验得出正确结论，发挥集体力量，互相收集彼此的数据可以讨论分析得出实验结论。

学生：通过数据记录不难发现，通过导体的电流变化的倍数和导体两端的电压变化倍数一致，说明成正比

生：时间长，电阻受到温度影响，实验数据就存在偏差。

在教师的引导下将表格式的数据转化为图像式（如下），然后根据已有的函数知识，发现关系，得出结论。

结论：当电阻相同时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。

当电压相同时,通过导体的电流和导体两端的电阻成反比。

学生评估如:

1、评估实验结论。电流与电压这两个物理量,哪个量随着哪个量变化?

电流与电阻这两个物理量,哪个量随着哪个量变化?

养成反思的好习惯，通过学生之间的互相交流，提高学习的主动性，制造积极的学习氛围，培养交流协作的能力。教师也可以通过探究卡片更加了解