初中物理北师大版九年级全册一 学生实验：探究——电流与电压、电阻的关系教学设计

这是一份初中物理北师大版九年级全册一 学生实验：探究——电流与电压、电阻的关系教学设计，共3页。教案主要包含了教学设计，教学反思等内容，欢迎下载使用。

一、教学目标
1、知识与技能
(1) 能说出欧姆定律的内容、公式及其涉及的单位；
(2) 理解欧姆定律，能进行欧姆定律公式的变形，理解应用公式时要注意“同体性”和“同时性”，会在新的问题情境中，应用欧姆定律进行解释、推断和计算。
2、过程与方法
（1）经历探究通过导体的电流与电压、电阻的关系的实验研究过程，从而能较熟练地运用图像处理实验数据，了解电流与电压、电阻间的正比、反比关系。
（2）初步学会在实验探究的基础上交流讨论，互相合作。
（3）学习用数学公式来表达物理规律的方法，体会这样做的优势。
3、情感态度与价值观：结合欧姆当年研究电流、电压和电阻三者关系的简史，培养学生刻苦钻研、大胆探索的科学精神，同时让学生在自我实现中增强成功体会。
二、教学重点：欧姆定律所揭示的物理意义及其数学表达式；
三、教学难点：欧姆定律的实验设计及学生对实验数据的分析、归纳以及结论的得出。
四、教学器材：调光灯、小灯泡、电池组、滑动变阻器、电流表、电压表、阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的电阻各一个、导线数根等。
五、教学过程
（一）设置物理情境进行讨论，提出问题。
如图的电路，你有哪些方法可以改变小灯泡的亮度？小组内讨论，然后进行交流。
学生的方法：①改变电源的电压，②改变定值电阻的阻值③串联一个滑动变阻器等。
实验验证，学生观察灯的亮度的变化
师：灯时亮时暗说明什么？
生：电路中的电流有大有小。
师：电路中电流的大小由哪些因素决定?
(二)大胆猜想，激活思维
鼓励学生大胆猜测：你猜电流的大小究竟由哪些因素决定呢?
学生分组讨论，教师适当提示。学生联系已学内容以及刚才的实验现象，猜想：电流与电压的大小有关，因为电压是形成电流的原因；电流与导体的电阻有关，因为电阻对电流有阻碍作用-教师针对学生的回答，给予肯定：最后，根据猜想师生共同得出结论：电路中的电流与电压、电阻两者有关：
过渡：到底有怎样的关系呢?
“创设情景——提出问题——猜想”这两步引起学生极大的兴趣，学生注意力高度集中，急切盼望问题的解决，产生主动探索的动机，
(三)设计实验
1、课件出示思考题
（1）根据研究电阻大小影响因素的方法，这个问题应采用什么方法研究？
(2)选择使用哪些器材？
(3)该实验应分几步，具体步骤怎样?
2、学生激烈讨论，明确本问题的研究方法：必须设法控制其中一个量不变，才能研究另外两个物理量之间的变化关系，即控制变量法。
学生讨论，提出本实验必须分两步来完成：第一步，保持R不变（确定应该用定值电阻而不用灯泡），研究I与U的关系；第二步，保持U不变，研究I与R的关系。对于第一步，改变U(用电压表测)，观察I(用电流表测量)，且电压的调节可通过：改变电池节数来实现(阻值为R的电阻直接接在电源两端)，或者通过电阻与滑动变阻器串联，移动变阻器滑片来实现。
师生共同讨论：通过改变滑动变阻器的滑片改变电阻两端的电压比通过改变电池节数方案要好。
3、设计实验电路，画出电路图：学生个人设计，然后选取了有代表性的几个用实物投影进行展示，分析方案的好处和不足。
4、学生进一步讨论：对于第二步，要研究I与R的关系，首先要改变图中R的值，可用5Ω、10Ω、15Ω的电阻。要保持U不变，可调节滑片P的位置，使电压表示数不变。
5、师生共同讨论：要完成以上实验，还必须测量相关数据，需要设计实验数据记录表格。
(四)分组合作，深入探究
在此环节中，学生以小组为单位，像科学家那样兴趣盎然地开始按拟定的方案实验，边做边想边记。教师巡视，注意他们的设计是否合理，仪器使用是否得当，数据记录是否正确，作个别辅导。
学生在教师的指导下，自觉、主动地和教师、教材、同学、教具相互作用，进行信息交流，自我调节，形成了一种和谐亲密、积极参与的教学气氛和一个思维活跃、鼓励创新的环境。学生的思维在开放、发散中涨落，在求异、探索中又趋于有序，这培养了学生的独立操作能力，发展了学生的思维能力、创造能力：
(五)综合分析，归纳总结
1、学生汇报：实验完毕后，分别推出代表汇报实验的数据．下面是两组学生的实验记录和结论(出示投影)；
表一 电阻R=10Ω 表二 电压U=3V
2、讨论得到结论：
从表一知:电阻一定时，电流跟电压成正比；
从表二知:电压一定时,电流跟电阻成反比.
师：同学们总结得很好 我们用了几十分钟研究得出了这个电学规律；然而这一规律是德国物理学家欧姆在1827年用实验方法研究得出的，为此欧姆花费了10年心血：为了纪念他的伟大发现．这一规律被命名为欧姆定律：今天．当我们一起学习这一规律时，每名同学都能从他身上学到一点精神——坚持不懈地从事科学研究
3、根据实验数据，绘制图象，从数学的角度来认识正比、反比。
4、实验过程中细节的讨论：
在研究电流与电压、电阻的关系的两次实验时，滑动变阻器各起什么作用？
讨论交流
(六)巩固练习，强化理解
例1、在一段导体的两端加6V的电压时，通过它的电流0.2A，
（1）这段导体的电阻是多大？
（2）如果在该导体两端加10V的电压时，通过它的电流又是多大？导体的电阻是多大？
（3）如果导体两端不加电压时，它的电阻又是多大，通过电流多大？
着重进行对欧姆定律的理解，使学生明确：同一导体，电R增加几倍，电流也增加几倍，它们的比值不变；R与I、U无关，导体的电阻等于导体两端电压与通过导体的电流的比值。
例2、家庭中使用的是交流电，当人体通过交流电的电流达到50mA 时，就会导致人体呼吸麻痹、心室颤动。假定某人身体的电阻为2kΩ，算一算，当通过50mA 电流时的电压是多大？
初次应用欧姆定律进行计算的计算题，规范解题的要求。
（七）课堂教学小结与延展：
(1)让学生回顾本课的探究过程：发现问题----进行猜想----探索研究----得出结论----指导实践，指明这是研究物理的基本思路；物理教学中应注意渗透科学研究方法，同时也进行学法指导和辩证唯物主义教育。
(2)鼓励学生课后总结：“我们现在学到的物理有哪些地方也用到了这种探究方法?你能找出多少处？”布置课后作业让学生自己寻找，让课虽完而学未完。
【教学反思】：本节课通过实验探究，学生掌握了控制变量法这一物理研究方法。探究过程中，通过自行设计、自己动手操作，培养了学生的创新思维能力；通过分析实验数据，分别概括出电流与电压、电阻的关系，以及两条结论的融合，提高了学生的分析概括能力，增强了主体参与意识。
实验次序
电压U/V
电流I/A
1
1
0.1
2
2
0.2
3
3
0.3
实验次序
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.6
2
10
0.3
3
15
0.2