第1课时 电流的大小与哪些因素有关
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《电阻》教学设计(精选4篇)《电阻》教学设计篇16.3 电阻教学设计1、学问和技能知道电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量;知道电阻及其单位,能进行电阻的不同单位之间的变换;知道影响电阻大小的因素,电阻是导体本身的性质,能依据打算电阻大小的因素,推断、比较不同导体电阻的大小。
2、过程和方法重点培育同学的科学探究精神与自主学习方法。
3、情感、态度、价值观通过了解半导体和超导体以及它们在现代科学技术中的应用,开阔视野;让同学建立将物理学问应用于生活,服务于人类的意识。
重点:电阻的概念;影响电阻大小的因素。
难点:电阻是导体本身的性质。
自制电阻定律演示器,一节干电池,一只演示电流表,一个开关,废日光灯管的灯丝(图1),或固定在胶木板上的用直径0.3毫米以下的铁丝绕成的螺旋状线圈(铁丝线圈),酒精灯一个,小灯泡一只,电源一个,导线若干。
1课时1.复习提问:将一只灯泡、一个演示电流表、一节干电池和一个开关连接成电路,并读出电流表的示数.(一位同学到前面来连接电路,其他同学审查连接过程是否正确)2.引入新课用电阻定律演示器做演示试验.将导线ab代替灯泡连入上述电路,闭合开关,读出电流表的示数;再将导线cd代替ab,接通电路,读出电流表的示数,两次示数不同.提出问题:上述两次试验,用的都是一节干电池,也就是说电压相同,那么两条导线中的电流大小为什么不同呢?3.进行新课原来,导体能够通过电流,但同时对电流有阻碍作用.以金属导体为例,金属导体中定向移动的电子跟金属正离子频繁碰撞而形成对电流的阻碍作用,在物理学中用“电阻”这个物理量来表示导体对电流阻碍作用的大小.在相同的电压下,导线ab中通过的电流大,表明ab对电流的阻碍作用小,导线ab的电阻小;导线cd中通过的电流小,表明cd对电流的阻碍作用大,导线cd的电阻大.不同导体,电阻一般不同,电阻是导体本身的一种性质.(这部分教材是通过演示试验引出电阻的概念,明确怎样用试验的方法比较导体电阻的大小,为讲授打算电阻大小的因素作好预备,并说明电阻是导体本身的性质.)板书:〈一、电阻用来表示导体对电流阻碍作用的大小,用字母r表示.二、在国际单位制里,电阻的单位是欧母,简称欧,符号是ω.〉提出问题:导体的电阻既然是导体本身的一种性质,你猜一猜它跟哪些因素有关?你能不能设计一组试验来证明你的猜想是否正确?(提示:电阻是否跟材料、长度、导线的粗细有关)在同学提出猜想的基础上加以归纳,用图2所示的装置做下面三组同学试验.(1)讨论导体的电阻跟制作它的材料是否有关.交代新课开头的试验所用的导线是锰铜线ab和镍铬合金线cd,将电流表示数填入表1内.表1:讨论导体的电阻跟材料的关系导线材料长度横截面积电压电流电阻ab 锰铜相同相同相同cd 镍铬合金提问:分析试验数据,可以得到什么结论?(导体的电阻跟导体的材料有关.)(2)讨论导体的电阻跟它的长度是否有关.用镍铬合金导线cd和ef做试验,将试验测出的电流表示数填入表2内.表2:讨论导体的电阻跟长度的关系导线材料长度横截面积电压电流电阻cd 相同 1米相同相同ef 0.5米提问:分析试验数据,可以得到什么结论?(导体的材料、横截面积,都相同时,导体越长,电阻越大.)(3)讨论导体的电阻跟它的横截面积是否有关.用镍铬合金线cd和gh做试验.将试验测出的电流表的示数填入表3内.表3:讨论导体的电阻跟横截面积的关系导线材料长度横截面积电压电流电阻cd 相同相同 s 相同gh 2s提问:分析试验数据,可以得到什么结论?(导体的材料、长度都相同时,导体的横截面积越小,电阻越大.)导体的电阻跟长度、横截面积的关系可以用人在街上行走作比方,街道越长,街面越窄,行人受到阻碍的机会越多.同理,导体越长、越细,自由电子定向移动受到碰撞的机会就会越多.导体的电阻还跟什么因素有关?请大家看下面的演示试验(图3).演示试验:把铁丝线圈(或日光灯管的灯丝)按图3接入电路,用酒精灯缓慢地对灯丝加热观看加热前后,演示电流表的示数有什么变化.提问:从电流表示数的变化,得到什么结论?(导体被加热后,它的温度上升,电流表示数变小,表明导体的电阻变大,这说明导体的电阻还跟温度有关,对大多数导体来说,温度越高电阻越大.)板书:〈三、导体的电阻打算于它的材料、长度、横截面积和温度.〉导体的电阻由它自身的条件打算,因此,不同的导体,电阻一般不同,所以说,电阻是导体本身的一种性质.为了表示导体的电阻跟材料的关系,应取相同长度,相同的横截面积的不同材料在相同温度下加以比较,课本上的表列出了一些长1米、横截面积1毫米2、在20℃时的不同材料的导线的电阻值.提问:从查表,你知道哪些材料的导电性能好?(银的导电性能最好,因此,在相同长度和横截面积的状况下,它的电阻最小.其次是铜,再次是铝.)看课本中的小注,介绍电阻率的概念.练习题:(1)电阻的国际单位是什么?0.2兆欧=______欧.(2)为什么说电阻是导体本身的一种性质?(3)有两条粗细相同、材料相同的导线,一条长20厘米,另一条长1.3米,哪条导线电阻大,为什么?(4)有两条长短相同、材料相同的导线,一条横截面积0.4厘米2,一条2毫米2,哪条导线电阻大,为什么?(5)“铜导线比铁导线的电阻小.”这种说法对吗?应当怎么说?《电阻》教学设计篇2学习目标学问目标:1.知道什么是电阻,理解电阻是导体本身的一种性质;2.知道电阻的单位及其换算关系;3.理解电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积有关。
2020年12月Vol .38 No . 24 中学物理不用滑动支阻器採堯电流与电屈、电阻的关糸牛云景1张功维2(1.云南省昆明市西山区第一中学650106; 2•云南省昆明市第十八中学65〇114)摘要:欧姆定律是初中物理重要规律之一,探究电流与电压、电阻的关系是得出欧姆定律的前提.学生在探究电 流与电压、电阻的关系时,教师通常要求学生设计出含有滑动变阻器的“标准电路图”进行实验探究,这样,不仅在知识 运用方面出现逻辑错误,而且使实验探究的过程变得较为复杂.在此,笔者基于学生实际,引导学生自主设计实验电路, 不用滑动变阻器便可以顺利完成实验探究,同时使实验探究的过程更加简单.关键词:欧姆定律;滑动变阻器;实验探究文章编号:1〇〇8 -4134(2020)24 -0036中图分类号:G 633.7文献标识码:B欧姆定律是初中电学的基本定律,它是初中学生深人学习电学知识的基础.通过实验探究得出电流与 电压的关系以及电流与电阻的关系是得出欧姆定律 的前提和条件.《义务教育物理课程标准(2011年 版)》(以下简称《课标(2011年版)》)对“电流与电 压、电阻的关系”内容的要求是:“通过实验,探究电流 与电压、电阻的关系.”[1 ]从《课标(2011年版)》的要 求不难看出,教师在引导学生探究“电流与电压、电阻 的关系”时,学生不仅要明确具体内容,而且要通过实 验探究得出结论.图1笔者发现,无论是在学校常规教学的课堂上,还 是在大型教研活动的公开课上,教师在进行教学时, 在设计探究电流与电压、电阻的关系的实验电路图环 节中,大多数教师都是引导学生使用滑动变阻器,进 而得出探究电路的“标准电路图”,如图1所示.然后, 学生根据“标准电路图”探究得出结论.但在课堂教学 中,学生是否能够自主设计出含有滑动变阻器的“标 准电路图”呢?学生是否理解滑动变阻器在探究电流 与电压、电阻时的不同作用?在进行本实验探究时, 是否一定要使用滑动变阻器?接下来,笔者对其加以分析阐述.1分析学生不能设计“标准电路图”的原因在课堂教学中,学生不可能自主设计出含有滑动 变阻器的“标准电路图”.原因如下:第一,学生根据 “标准电路图”连接的“标准电路”实质上是一个串联 电路.根据这个电路,通过移动滑动变阻器的滑片改 变连人电路中电阻的阻值,从而改变电路中的总电 阻,进而改变电路中(通过定值电阻)的电流,达到改 变定值电阻两端的电压的目的.在这个过程中,显然 涉及到学生还没有学习的电阻的串联以及欧姆定律 等知识.这种利用学生尚未学习的知识以解决相应问 题的做法,在知识的应用上犯了“先应用后学习”逻辑 错误.第二,学生目前使用的沪科版教科书“探究电流 与电压、电阻的关系”的前一节,也就是教科书的第十 五章第1节“电阻和变阻器”,也只是介绍滑动变阻器 的原理、结构、符号、连接方式和改变连人电路电阻的 方法121,对利用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压 和通过定值电阻电流大小方面的知识根本没有涉及_ 在学生不知道滑动变阻器可以改变、如何改变定值电 阻两端的电压以及通过定值电阻电流大小的前提下, 教师几乎不可能引导学生设计出所谓的“标准电路 图”.即使有的学生把滑动变阻器强加于他们所设计 的电路中,得出“标准电路”,也会导致学生在利用“标 准电路”进行实验探究时,由于不明白定值电阻两端 的电压和通过它的电流大小改变的原因,因此,学生 在“探究电流与电压的关系”时,只能通过左右来回移 动滑片的位置“尝试”进行实验,更不用说在“探究电作者简介:牛云景(1963 -),男,河南南阳人,本科,中学物理特级教师,研究方向:初中物理教学策略与实施;张功维( 1987 -),男,云南宣威人,本科,中学物理一级教师,研究方向:初中物理教学策略与实施.• 36•中学物理 Vol.38 No.242020年12月流与电阻的关系”时,明确怎样移动滑动变阻器的滑片使得更换后的不同定值电阻两端的电压保持不变. 最终的结果是,学生的实验探究是盲目的,并且无所 适从.2教学实践笔者在课堂教学的过程中,在引导学生探究“电流与电压、电阻的关系”时,采用如下方式加以处理.首先,师生共同列举生产生活中不同用电器正常 工作时电流的大小,使学生进一步认识到,不同的用 电器正常工作时电流的大小并不相同.接下来,教师 提出问题:通过导体的电流大小可能与哪些因素有 关?学生根据学习过的电流、电压和电阻的知识,进 行猜想并得出假设:通过导体电流的大小可能与加在 导体两端的电压和导体的电阻有关.然后,教师引导 学生利用“控制变量法”将此“双因素问题”转化为两 个“单因素问题”:(1)通过导体的电流与加在它两端 的电压有什么关系?(2)通过导体的电流与它的电阻 有什么关系?并且使学生明确:在探究电流与电压的 关系时,应保持导体的电阻不变,改变导体两端的电 压,测量通过导体的电流;在探究电流与电阻的关系 时,应保持定值电阻两端电压不变,改变导体的电阻, 测量通过导体的电流.笔者认为,教师在进行初中物理电学实验的教学 时,设计满足实验需要和要求的电路图是进行实验的 基础和关键之所在.所以,在进行探究电流与电压、电阻关系的教学时,教师应当着力引导学生,在师生互 动的过程中设计出符合实验探究要求的电路图方面 多下功夫.教师在引导学生设计“探究电流与电压的关系”实验的电路图时,首先,应引导学生从“保持导体的电 阻不变”这一条件出发,分别选择实验室用的小灯泡 和定值电阻作为研究对象,用改变干电池节数来改变 小灯泡和定值电阻两端的电压.为了测量通过导体的 电流和导体两端的电压,学生可以分别将电流表与研 究对象串联,将电压表与研究对象并联.设计出如图 2、图3所示的实验电路图.在分析讨论的过程中,•部分学生根据教科书F93“信息窗”的相关知识认识 到[2],小灯泡在发光的过程中,温度升高,电阻会随温 度的变化而改变,不能满足“电阻不变”的实验条件, 因此,将如图2所示的实验电路图予以排除.学生按照如图3所示电路图连接实物电路进行 实验.每个实验小组使用的电流表均为J0407型直流----1-----------S----1-----------1s n鲁L R图2 图3电流表,使用4节电压为1.5 V的新干电池作为实验 电源,分别使用5 Q、10 D、15 D的定值电阻进行实 验.实验数据见表1.表I电流与电压的关系电阻尺/Q电压r/v电流//A51.20.242.50.523.80.785.0 1.00101.40. 142.70.284.00.405.40.55151.50. 102.70.204.20.305.50.38教师在引导学生分析实验数据时,首先得出“电 阻一定时,导体中的电流随导体两端电压的增加而增 大”的定性结论.接着,教师指导学生绘制“/-t/图像”并将图像向坐标系原点方向延长,学生会发现“/ -"图像”是一条经过原点的直线,进而得出结论:电阻一定时,导体中的电流与它两端的电压成正比.教师在引导学生设计“探究电流与电阻的关系”的电路图时,学生首先从“保持导体两端电压不变”的 条件出发,选择定值电阻作为研究对象,设计如图4、图5所示的实验电路图.图4 图5学生在介绍电路图的设计依据、是否满足实验要 求以及如何进行实验操作时,设计如图5所示实验电•37•2020年12月Vol.38 No.24 中学物理路图,并进行如下讲述:“实验过程中若想保持电压不 变,可以将电路设计成并联电路,因为并联电路中各 支路两端的电压相将几个阻值不同的定值电阻并联接入电路中,在各支路上串联接入电流表,再将开 关接在干路上,一次就可以完成实验探究.”依照学生 设计的如图5所示的电路图进行实验,不仅省去拆接 电路更换电阻的麻烦,更简便易行,而且可以同时测 出通过不同定值电阻的电流大小,减小实验误差.大 多数学生设计出的是如图4所示的电路图,看似能够 完成探究电流与电阻关系的实验,实则不行.限于学 生的知识水平,教师无法明确地进行分析说明,予以 否定,而是根据“试错”的思想,让学生通过实验及实 验数据分析,切实感受并充分认识到,利用如图4所 示的电路图进行实验时,接入不同阻值的定值电阻 时,它们两端的电压不相同,不能满足“电压相同”的条件,因此,不能探究电流与电阻的关系.同时,为学 生高中阶段学习全电路欧姆定律埋下伏笔.学生进行实验时,教师可以安排一个小组按照如 图4所示的电路图连接实物电路进行实验,其余小组 按照如图5所示的电路图连接实物电路进行实验.每 个实验小组均使用电压为1.5 V的新干电池两节串 联作为实验电源,电流表均为J0407型直流电流表.学生根据如图4所示的电路图进行实验的实验 数据见表2.由表2的实验数值可以看出:在实验的过 程中,不同阻值的定值电阻两端的电压随电阻阻值的 变化而变化,不满足“电压保持不变”的条件.这样利 用实验和对实验结果的分析,使学生很容易明白为什 么不能利用图4所示的电路图探究电流与电阻的关系.表2电流与电阻的关系电源电压r/v电阻尺/Q电流//A电压(//V50.231. 153100. 13 1.30150.09 1.35学生按照图5所示的电路图进行实验的实验数 据见表3.表3电流与电阻的关系电源电压r/v电阻尺/n电流//A电压i//V50.5 2.503100.25 2.50150. 17 2.50教师引导学生分析表3的实验数据时,首先得出“电压一定时,导体中的电流随导体电阻的增大而减 小”的定性结论.接着,教师指导绘制“/-/?图像学生通过观察图像可以看出,此时的“/-/?图像”是反比例函数图像,进而得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.通过上述课堂教学实践表明,不用滑动变阻器也能够探究“电流与电压、电阻的关系3教学启示在这节实验探究课中,笔者利用实际现象提出问题后,让学生进行猜想、设计实验、进行实验与收集证 据、分析处理数据,最终得出实验结论,既符合初中学生的认知规律,又充分体现课程标准所提倡的课程理 念.笔者在设计实验环节时,充分相信学生,放手让学生思考、讨论,只是在恰当时机“相机诱导”,由学生自己设计出符合实验探究要求、便于实验操作的实验电路图,在这个过程中,教师不仅让学生将所学习的知识和方法运用到解决实际问题中,而且培养学生设计实验的能力,达到激发学生学习物理的兴趣的目的,使学生获得成就感,提高学生科学探究能力.学生在发表不同的想法或观点时,即使想法错误,那也是他们深入思考的结果、真实思想的表白,教师要在尊重学生、鼓励表扬学生的基础上,通过理论分析或实验验证,使学生明白自己的想法或观点的不妥之处.作为教师,不能固守自己的想法,囿于所谓的“标准”,把自己的想法和所谓的“标准”强加给学生,要深入了解学生,稚化自己的思维,沿着学生的思路推进课堂教学的节奏和速度,做好组织者、引导者和参与者的角 色,适时适当“放手”,一定会收获不一样的惊喜.参考文献:[1]方碧烟.基于核心素养下初中物理课堂教学策略的研究——以人教版“电流与电压和电阻的关系”为例[〗].中学物a,2020,38(08) :4 -5.[2]刘永树.运用信息技术提高学科素养—以“电流与电压和电阻的关系”为例[•!].湖北教育(教育教学),2020 (03) :71 -72.[3 ]齐亚坤,倪玲燕,谢垂河.基于任务中心教学理念的初中物理的实验教学——以“电流与电压、电阻的关系(第一课时)”为例[J].理科考试研究,2〇19,26(20):46-49.[4] 辛成辉.“电流与电压和电阻的关系”实验浅析[J].中学物理教学参考,2019,48( 16) :59.[5] 李云宝.初中物理PCK视角下“探究电流与电压、电阻的关系”[J].试题与研究,2〇19( 18) :137.(收稿日期:2020 -09 -19)•38 •。
2.2 法拉第电磁感应定律(第一课时)教学目标:(一)知识与技能1、从实验中得出影响感生电动势大小的因素,学会分析实验的方法。
2、知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量,并能区别Φ、ΔΦ、t∆∆Φ。
3、理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式及应用。
(二)过程与方法培养学生的探究实验能力、定性分析和总结的能力。
(三)情感态度与价值观1、培养学生对不同事物进行分析,找出共性与个性的辩证唯物主义思想2、通过探究实验,引导学生把握主要矛盾,忽略次要因素。
【教学难点】法拉第电磁感应定律的物理意义【教学重点】实验分析,得出影响感应电动势的因素,感应电动势公式的应用【教学方法】实验、讨论分析、总结归纳【教学过程设计】(一)引入新课:复习提问:1、在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么?答:闭合回路、磁通量发生变化2、恒定电流中学过,电路中存在持续电流的条件是什么?答:电路闭合,一定有电源。
3、试从本质上比较甲、乙两电路的异同相同点:两电路都是闭合的,有电流不同点:甲中有电池(电源),乙中有螺线管(相当于电源)既然闭合电路中有感应电流,这个电路中就一定有电动势。
问题4上图中,若开关断开,电路中有电流吗?(没有)问题5:如果电路不是闭合的,电路中就没有电流,电源的电动势是否还存在呢?(存在)由此可见,在电磁感应现象中,不论电路是否闭合,只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就有感应电动势,但产生感应电流还需要电路闭合,因此研究感应电动势更有意义。
二、进行新课如图所示,产生感应电动势的那部分导体相当于电源(一)、感应电动势1、定义:在电磁感应现象中产生的电动势。
2、条件:只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就产生感应电动势。
与电路是否闭合无关。
3、电磁感应现象的本质磁通量变化是电磁感应的根本原因; 产生感应电动势是电磁感应现象的本质,产生感应电流只不过是一个现象,表示电路中输送着电能;而产生感应电动势才是电磁感应现象的本质,它表示电路已经具备随时输出电能的能力。