物理第1节 电流与电压和电阻的关系第二课时教案

这是一份物理第1节 电流与电压和电阻的关系第二课时教案，共7页。教案主要包含了点PPT，学生回答等内容，欢迎下载使用。
课程基本信息课例编号 学科物理年级9年级学期第1学期课题电流与电压和电阻的关系（第二课时）教科书书名： 物理 九年级全一册                          出版社：人教版             出版日期： 2012   年 6 月教学人员 姓名单位授课教师  指导教师    教学目标教学目标：知识目标：（1）通过实验探究，得出并认识电流与电阻的关系。（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控制定值电阻两端的电压。能力目标：（1）通过实验探究，使学生进一步熟悉用“控制变量法”来研究物理问题的科学方法。（2）尝试用图像法对实验数据进行分析处理。情感目标：引导学生正确对待实验中的失误，实事求是，切忌弄虚作假，帮助学生分析实验失败的原因，研究实验改进的措施，研究减小误差的方法，培养学生严谨的科学态度。教学重点：学习科学探究的方法，并得出结论。教学难点：提高学生研究物理问题的能力。       教学过程时间教学环节主要师生活动2分钟                             6分钟                                                2分秒                      2分钟         4分钟                 4分钟                                                                       1分钟    1分钟  引入                              提出猜想
实验方案                                                设计电路图和实验表格                      设计实验
操作步骤         实验操作                  分析结果
得出结论                                                                       课堂小结     布置作业  【讲解】上一节课，通过实验，我们得到了电流与电压的关系。
即：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。【点PPT】【提问】那么，通过导体的电流与导体电阻之间，它们的关系又是怎样的呢？【点PPT】【学生回答】在学习电阻时，我们知道：电阻对电流有阻碍的作用。【点PPT】
【讲解】在前面课程的实验里，我们发现：闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，使变阻器接入电路中的电阻变大时，电路中的电流就变小这一实验现象。
所以，我们可以猜想：电阻越大，电流越小。【点PPT】【提问】请同学们想一想，我们应该如何来设计实验方案呢？
【学生回答】结合控制变量的思想，我们需要：控制电阻两端的电压不变，改变电路中的电阻，测量通过电阻的电流。
【讲解】考虑到实验结论的可信度，在可能的条件下，尽量多获取几组数据。结合这一思路，我们需要解决几个具体问题：
（1）如何控制电阻两端的电压不变？
（2）如何改变电路中的电阻？
（3）如何测量通过电阻的电流。【点PPT】【提问】第一个问题：如何控制定值电阻两端的电压不变？
【学生回答】在实验中选择使用同一个电源。
这似乎很有道理！
【提问】但是，如果把不同阻值的定值电阻接在同一个电源上，那么定值电阻两端的电压真的会不变吗？
【讲解】我们按下图连接电路，通过实验来了解这个问题。【点PPT】【实验】我们首先将电池组、5Ω的定值电阻和开关依次连接，将电压表并联在定值电阻两端。检查无误后，闭合开关。
记录电压表的示数大小为2.2V。
断开开关，用25的电阻替换5的电阻接入电路。
闭合开关后，再次记录电压表示数的大小为2.7V。【点PPT】【讲解】我们将两次电压表示数进行对比。
在两次实验中，连入电路中的电阻阻值不同，电阻两端的电压也不相等，这说明电源的输出电压是变化的，这和同学们的预期并不相同。【点PPT】【提问】同学们，为了实现控制定值电阻两端的电压不变，我们还可以采取哪些措施呢？【学生回答】滑动变阻器。
没错！
【讲解】在上一节课，我们发现：滑动变阻器可以改变定值电阻两端的电压。在这一节课，滑动变阻器同样可以控制定值电阻两端的电压不变，恰好能满足实验的需求。
结合上述讨论，我们需要在电路中串联一个滑动变阻器。【点PPT】【提问】那么，电路中的电阻又该有何改变呢？
【学生回答】再串联一个滑动变阻器。
【讲解】虽然滑动变阻器可以改变接入电路的电阻值，
但是，我们并不能读出滑动变阻器接入电路中的确切阻值。
所以，滑动变阻器不能替代定值电阻接入电路”。
通过上一节课的学习，同学们已经知道：我们选择定值电阻。
为了实现改变接入电路中的电阻，我们需要在实验中更换不同阻值的定值电阻。【点PPT】【提问】最后，如何测量电路中的电流？
【学生回答】通过前面的学习，我们已经知道，测量电流需要用电流表。
【讲解】所以，在实验电路中，除了要有电压表、滑动变阻器之外，还需要在电路中串联一块电流表，至此，实验电路中需要用到的电路元件基本准备完毕。
【提问】同学们，你能设计出实验电路图吗？
在你的任务单上试着把它画出来，然后跟老师设计的电路图比较一下。看看是否一样。【点PPT】 【讲解】这是老师设计的电路图，你设计的电路图，与老师设计的是否一致呢？没错，与上一节课的电路图一模一样。
在闭合开关后，电路中就会有电流流过，我们就可以获取数据了。
明确了需要收集的数据，现在，请同学们在任务单上设计好实验数据记录表格吧。
【提问】这是老师设计的实验数据记录表，咱们的一样吗？
需要注意的是，我们还应该记录定值电阻两端的电压值。【点PPT】【讲解】电路图和数据表格已经设计完毕。
接下来，我们需要设计相应的操作步骤。
首先是准备阶段，按照电路图来连接电路，检查无误后试触，确认电路连接状态正常后闭合开关。【点PPT】【讲解】利用跟上节课相同的方法，确定电流的取值范围。
本次实验需要保持定值电阻两端的不变，所以在这里我们选择电压值为2.4V。
电阻方面，我们设定从5 Ω开始，每隔5 Ω取值一次，共取6组数据。【点PPT】【讲解】闭合开关，改变滑动变阻器接入电路的电阻值，按计划读取、记录电流表的示数。
现在我们正式开始实验：探究电流与电阻的关系。【点PPT】【实验】改变滑动变阻器接入电路的电阻值，当电压表的示数为2.4V时开始取值，记录此时电流表的示数为0.48A。
断开开关，将滑动变阻器移至阻值最大处，取下5Ω的定值电阻，更换为10Ω的定值电阻，闭合开关，移动滑动变阻器滑片至适当位置，当电压表的示数为2.4V时，电流表的示数为0.24A。
以此往复：
用15的定值电阻替换10的定值电阻接入电路，当电压表示数为2.4V时，电流表示数为0.16A。
用20的定值电阻替换15的定值电阻接入电路，当电压表示数为2.4V时，电流表示数为0.12A。
用25的定值电阻替换20的定值电阻接入电路，当电压表示数为2.4V时，电流表示数为0.10A。
用30的定值电阻替换25的定值电阻接入电路，当电压表示数为2.4V时，电流表示数为0.08A。【讲解】以下是通过实验获取的数据，我们发现：当电压一定时，电阻越大，电流越小。【讲解】仔细观察数据，不难发现，第二组数据中的电阻值是第一组电阻值的2倍。
而第三组数据的电阻值是第一组电阻值的3倍……
电流方面，第二组数组中的电流值是第一组的1/2。
而第三组数据的电流值是第一组电流值的1/3……
以上结果表明：电阻与电流的大小分别在以相同的倍数增加和递减着。
有同学就会想到，每一组实验数据中，电阻与电流的乘积应该是一个定值。
【提问】到底是不是这样呢？
【讲解】让我们一起来检查一下吧。
I1·R1=2.4A·Ω；I2·R2=2.4A·Ω；I3·R3=2.4A·Ω……
我们发现：除第五组数据稍有偏差以外，每一组的电流与电阻的乘积是一个不变的常数。我们可以认为：每一组数据中，电流与电阻的乘积均相等。
I1·R1= I2·R2……= I7·R7=k，即电流与电阻的乘积为2.4A·Ω，是一个定值。【点PPT】【讲解】这种关系，我们可以借助数学表达式 I·R=k来进行描述，变形后I=k/R，满足数学中对反比例函数的定义，以上这些均告诉我们：当电压为2.4V且不变时，电流与电阻成反比。【点PPT】【讲解】以上实验数据均是在电压为2.4V时获得的。
对于上述结论，如果加在点值电阻两端的电压值发生改变，其结论是否依然成立呢？
我们可以设置其他电压值，重复上述的实验过程。
比如，我们可以换用3V的电压再次实验。【点PPT】【讲解】以相同的方法，分析实验数据，我们可以发现当U=3V时，电流与电阻仍然成反比。【点PPT】【讲解】对于电流与电阻的关系，我们仍然可以像上节课一样，做出它们的图像。
有的同学说：以电阻R为横坐标，电流I为纵坐标，点点描迹，做出图线。
对于还没有学习反比函数的同学，我们也有变通的方法。【点PPT】【讲解】把表达式I=k1/R与I=kU做对比，可以知道，电流I与电阻的倒数1/R成正比。【点PPT】【讲解】于是，我们可以电阻的倒数1/R为横坐标，以电流I为纵坐标。做出I-1/R的图线。【点PPT】【讲解】这样，我们可以获得一条过原点的直线。原点表示的意思是，1/R为0时，表示电阻R无穷大，即电路处于断路状态，电路断开时，电流I为0。
这条过原点的直线再次说明：电压为2.4V时，电流与电阻的倒数成正比，即电流与电阻成反比。
不仅如此，我们还可以利用3.0V的电压所获得的数据，再次在坐标系内描点、连线。
我们发现，当U=3.0V时，电流与电阻依然满足反比关系，再次验证了我们的结论。
仔细观察，我们还发现不同电压值，在图像中直线的倾斜程度不同。
电压值越大，直线倾斜程度越大。【点PPT】【讲解】通过上面的讨论，我们得出了结论：当导体两端的电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
科学家做了大量的实验，得到的结论都是相同的。【点PPT】【讲解】以上即为本节课的探究内容。
下面我们对本节课的内容进行小结：
今天我们在上节课的基础上，经历提出问题、猜想与假设、设计实验方案、获取数据、分析论证等环节，完成了实验探究，得到了当电压不变时电流与电阻的关系。【点PPT】【讲解】本节课后的基础性作业是请同学们完成“学生资源”中的课后练习。
拓展性作业是请同学们利用“探究电流与电阻的关系”的实验数据计算IR，并与电压U比较，看看电压U与IR的关系。
今天我们就学习到这里，同学们，再见！