初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第1节 电流与电压、电阻的关系第2课时教案设计

这是一份初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第1节 电流与电压、电阻的关系第2课时教案设计，共6页。教案主要包含了师生活动，设计意图等内容，欢迎下载使用。
1．通过实验，认识电流与电阻的关系。能基于实验数据进行推理与论证，得出电流与电阻的定量关系，体会控制变量的方法。
2．能根据实验现象作出合理猜想和假设，能基于问题和实验目的合理设计电路及实验方案，能使用电压表、电流表和滑动变阻器获取实验数据。
3．在探究电流与电阻的关系过程中，培养乐于思考、实践，以及善于与他人分享、合作的能力。
教学重点
1．自主设计并完成，探究电压一定时，电流与电阻的关系，根据实验证据，通过列表分析和I－R图像分析得出结论。
2．运用控制变量的方法来设计和完成实验。
教学难点
自主设计并完成，探究电压一定时，电流与电阻的关系，根据实验证据，通过列表分析和图像分析得出结论。
教学材料
实验电源、几节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻（R1=5 Ω、R2=10 Ω、R3=15 Ω）、导线若干、开关、I-R图像坐标纸等。
教学过程
新课导入
【师生活动】教师展示课件，并创设情境：通过上节课的学习，我们知道在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
提出问题：如果当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻又有怎样的关系呢？
学生思考并作答。
【设计意图】提出问题，引导学生思考，激发学生的学习兴趣，调动学生学习的积极性。
新知探究
一、探究电压一定时电流与电阻的关系
【师生活动】教师展示课件，引导学生根据问题，提出假设，并能设计实验，完成实验：
提出问题：探究电压一定时，电流与电阻存在怎样的关系？
猜想假设：因为电阻对电流有阻碍作用，所以若电压一定，可能电阻越大，电流越小。
实验思路：要探究电压一定时电流与电阻的关系，需要知道导体的电阻和通过导体的电流。可以将不同阻值的定值电阻接入电路中，以改变电阻，测量通过每个定值电阻的电流，找出电流与电阻的关系。
实验时还需要考虑保持定值电阻两端电压不变的方法。
1．方法一：使用实验电源。选择某一电压挡保持不变。
2．方法二：使用滑动变阻器。
滑动变阻器与定值电阻串联，将不同阻值的定值电阻接入电路中时，调节滑动变阻器，可以使定值电阻两端的电压保持不变。
实验过程：
1．根据电路图，连接实物电路。
2．闭合开关前，检查电路中各元器件的连接是否正确，将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。
3．把阻值为5 Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数为3 V保持不变，读出电流表的示数，记录在下面的表格中。
4．把阻值为5 Ω的定值电阻分别更换为10 Ω、15 Ω、25 Ω的定值电阻，调节滑动变阻器，使电压表示数保持3 V不变，读出电流表的示数，记录在下面的表格中。
分析论证：
1．分析实验数据：电流与电阻有关，电流随电阻的增大而减小，且电流与电阻的乘积为一定值，说明电流与电阻成反比。
2．分析I－R图像：在坐标系中画出I－R图像。分析图像可得出：通过导体的电流与导体的电阻成反比。
实验结论：导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
评估交流：
1．对I－R图像的改进是作出I－1/R图像，“电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比”也可以说成“电压一定时，导体中的电流与导体电阻的倒数成正比”。
2．更换阻值大的定值电阻后，电压表示数不能调节到所需要的值的原因是电源电压过大或滑动变阻器的最大阻值过小。
3．注意：对实验结论两种错误的语言描述：
（1）“导体中的电流与导体的电阻成反比”，漏掉了结论的前提条件（在电压一定时）。
（2）“电压一定时，导体的电阻与导体中的电流成反比”，弄错了结论的因果关系（因为电阻是导体本身的性质，跟电压和电流都没关系）。
【设计意图】通过引导学生提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、分析实验、总结实验，以及交流评估等实验流程，对电流与电阻关系的深入探究。培养学生发散思维和质疑创新能力，也有利于培养学生合作交流的能力。
二、课堂练习
【师生活动】展示课堂练习，学生思考作答。
1．在“探究电流与电压、电阻关系”的实验中，同学们也想用图像来反映三个物理量之间的关系，绘制了四条图线如图所示，正确的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【解析】在AC选项中，电流与电压、电阻有关，研究电流与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变。在电阻不变时，通过导体的电流与导体的电压成正比，故电流随电压的变化关系为一过原点的直线；在BD选项中，在电压不变时，通过导体的电流与电阻成反比，故电流随电阻的变化关系为反比例函数曲线；通过导体的电流与电阻的倒数成正比，故通过导体的电流与电阻的倒数的变化关系为一过原点的直线。故选A。
2．某同学在探究“电流与电压、电阻的关系”时，根据收集到的数据画出了如图所示的I - R图像。下列结论与图像相符的是（ ）
A．电阻一定时，电流随着电压的增大而增大
B．电阻一定时，电压随着电流的增大而减小
C．电压一定时，电阻随着电流的增大而减小
D．电压一定时，电流随着电阻的增大而减小
【答案】D
【解析】图像的横坐标表示电阻，纵坐标表示电流，是个反比例函数图像，因此说明：电压一定时，电流随电阻的增大而减小，即电流与电阻成反比。故选D。
3．小刚用如图所示电路探究“一段电路中电流与电阻的关系”。实验过程中，小刚应该保持AB间的 不变，当A、B两点间的电阻由5 Ω更换为10 Ω后，为了完成后续探究，他应该将滑动变阻器的滑片向 移动适当距离。
【答案】电压 右
【解析】探究“一段电路中电流与电阻的关系”时，应控制电阻两端电压不变，即电压表的示数不变，当A、B两点间的电阻由5 Ω更换为10 Ω后，定值电阻两端的电压变大，实验中需要控制电压表的示数不变，由串联电路电压的规律可知，增大滑动变阻器两端的电压，由串联分压可知需要增大滑动变阻器连入电路的电阻，将滑动变阻器的滑片向右移动适当距离。
【设计意图】通过学生对课堂练习的作答与教师的讲解，进一步巩固学生对电流与电阻关系的理解与应用。
课堂小结
数据序号
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
电流I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
0.12