九年级全册 物理 17.1 电流与电压和电阻的关系（教案）

第1节　电流与电压和电阻的关系
知识与技能
1.通过实验探究得出并认识电流、电压和电阻的关系.
2.会同时使用电压表、电流表,会用滑动变阻器来改变部分电路两端的电压.
3.会分析实验中的数据,并用图像法处理实验数据.
4.能说出电流与电压和电阻的关系.
过程与方法
1.使学生初步领会用控制变量法研究物理规律的思路;
2.通过实验、分析和探究的过程,提高归纳物理规律的能力;
3.尝试应用已知的科学知识去解决具体的问题.
情感态度与价值观
1.在收集、处理数据的过程中培养学生实事求是的科学态度.
2.重视学生对物理规律的客观性、普遍性和科学性的认识,注意学生科学世界观的形成.
教学重难点
【重点】　通过经历完整的实验探究,认识电流与电压和电阻的关系.
【难点】　运用控制变量法进行实验和对实验数据进行分析得到结论.
教学准备
【教师准备】　学生电源、教学用电流表、教学用电压表、定值电阻、滑动变阻器、多媒体课件、电路板一块等.
【学生准备】　干电池、开关、灯泡、电压表、电流表、导线等.
教学过程
新课导入
导入一:问题导入
通过前面的学习和实验,同学们已经隐约感觉到电流、电压、电阻之间存在着一定的关系,那么这三者之间到底存在着怎样的关系呢 这里有三个研究它们之间关系的课题,请同学们分组讨论以下哪个课题有研究的必要,为什么
1.电流跟电压、电阻的关系;
2.电压跟电流、电阻的关系;
3.电阻跟电流、电压的关系.
导入二:情景导入
情景:我们常常看到这样的现象:傍晚灯的亮度较暗,深夜灯的亮度较亮,这是为什么
同样两节干电池,2.5 V的灯比3.8 V的灯亮.灯泡不同,其电阻值一般不同,由此可知,电路中的电流跟导体的电阻关系.
导入三:实验导入
演示实验:出示调光台灯,打开开关,并转动旋钮,让学生观察台灯亮度的变化.
问题1:同学们都使用过台灯,当我们调节台灯旋钮的时候,台灯的亮度会发生改变,灯泡逐渐变亮(或变暗),说明通过灯泡的电流是怎样变化
学生实验1:把2.5 V小灯泡和教学用电流表串联,分别跟一节干电池和两节干电池组成电路.闭合开关,观察先后两次电流表示数及小灯泡的亮度.分析实验现象,大胆猜想电流的变化可能跟什么有关
猜想1:跟两节干电池串联时,灯泡较亮,电流较大.由此可猜想:灯泡两端所加电压越高,电流会越大.
学生实验2:分别把2.5 V和3.8 V小灯泡跟两节干电池和教学用电流表组成串联电路.闭合开关,观察先后两次电流表的示数和小灯泡的亮度.分析实验现象,大胆猜想电流的变化可能跟什么有关
猜想2:3.8 V小灯泡较暗,电流较小.灯泡不同,其电阻值一般不同.由此可猜想:导体电阻越大,电流就越小.
构建新知
一、探究电流与电压的关系
思路一
(一)探究方法
由前面的猜想知道导体中的电流跟导体两端的电压、导体的电阻有关,那么如何研究电流跟电压、电阻的定量关系呢 让学生分组讨论下面两个问题:
(二)研究电流跟电压的关系
设计实验电路的时候应考虑的问题:
问题1:怎样测量导体两端的电压U和导体中的电流I呢
问题2:怎样保持导体的电阻R不变呢
问题3:通过什么方法改变定值电阻两端的电压U呢
学生分别独立设计电路,以小组为单位进行组内讨论,拟定一个达成共识的设计方案.师生共同讨论,对各组设计方案的优缺点进行评估,帮助学生形成科学的思想,以确定出实验的最佳方案.指导学生设计出实验电路图.
(三)学生分组实验与收集数据
1.研究电流跟电压的关系
按电路图连接实物电路,利用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压,并记录所对应的电流值,填入表一中:
表一:R=10 Ω
电压U(V) 1 1.5 2
电流I(A)
　　2.更换定值电阻,利用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压,记录对应电流值,填入表二中:
表二:R=15 Ω
电压U(V) 1 1.5 2
电流I(A)
　　(四)分析与论证
实验数据是客观事实的反映,不等于实验结论.实验结论是在数据基础上进行科学分析的结果.教师选择两组实验数据展示在黑板上,以供分析与论证.引导学生进行因果推理,认识因果推理关系,在控制物理条件下,关注物理条件改变与物理现象变化之间的联系,寻找数据之间的相互关系的特征,培养学生分析简单的因果关系的能力.
学生讨论回答下列问题,逐层概括电流与电压的关系:
(五)实验结论
在电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比.
【拓展延伸】　台灯的调节旋钮其实是一个变阻器,转动旋钮,实际上是调节变阻器,使加在灯泡两端的电压发生变化,而灯的电阻不变,所以电流随电压成正比变化.
思路二
【提出问题】　展示部分用电器的电流:浴霸:约5 A;滚筒洗衣机:约1 A;电烤箱:约2 A.
问题1:各种用电器的电流大小不同,那么电流大小与哪些因素有关
展示家庭电路中不同的灯泡,亮度不同:
问题2:通过灯泡的电流与灯丝电阻有关吗 电路中的电流与电压、电阻有什么关系
【猜想】　若电阻一定,电压越大,电流越大.
【实验器材】　电源、滑动变阻器、开关、电阻、电流表、电压表、导线等.
实验探究:电流与电压的关系
【设计实验】
1.测电阻两端电压,选择什么器材 如何改变电阻两端电压 怎么操作
2.测通过电阻的电流,选择什么器材
3.实验过程中的不变量是什么,如何控制其不变
4.滑动变阻器在实验中都起到什么作用
【实验电路图】
【实物图】
【表格设计】
R=10 Ω不变
1 2 3
U/V
I/A
　　【实验步骤】
1.电流表、电压表调零,按电路图连接电路,调节滑动变阻器的滑片至阻值最大端;
2.闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至适当位置,将电压表示数U,电流表示数I记录到表格中;
3.分别调节滑动变阻器的滑片在不同位置,仿照步骤2再做2次实验,分别记录电压表示数U、电流表示数I.
【实验分析与结论】
R=10 Ω不变
1 2 3
U/V 1.0 1.5 2.0
I/A 0.1 0.15 0.2
　　分析:当电压成比例增大时,电流也成比例增大.
实验结论: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.
【拓展延伸】　1.实验时间不宜过长,最好做完一次实验断开开关一次,避免电阻温度升高,阻值发生变化.2.结论中导体中的电流和导体两端的电压都是针对同一导体来说的.3.不能反过来说,电阻一定时,电压与电流成正比.这里存在一定的因果关系,电压是原因,电流是结果.因为导体两端加了电压,导体中才有电流,不是因为导体中通了电流才加了电压.
二、探究电流与电阻的关系
【设计实验】
1.在电路中如何改变电阻,选用什么器材 怎么操作
2.如何使电阻两端电压不变,如何控制其不变
3.滑动变阻器在实验中起到什么作用
【表格设计】
U=3 V不变
1 2 3
R/Ω
I/A
　　【实验步骤】
1.电流表、电压表调零,按电路图连接电路,调节滑动变阻器的滑片移至阻值最大端;
2.闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至适当位置,电压表示数为U,将定值电阻的阻值R和电流表示数I记录到表格中;
3.断开开关,改变连入电路中定值电阻的阻值,闭合开关,调节滑动变阻器使电压表的示数为U不变,将定值电阻的阻值R和电流表示数I记入表格.
4.仿照步骤3再做1次实验,分别记录定值电阻的阻值R和电流表示数I.
【实验分析与结论】
U=3 V不变
1 2 3
R/Ω 5 10 15
I/A 0.6 0.3 0.2
　　分析:当电阻成比例增大时,电流成比例减小.
结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比.
【拓展延伸】　结论中导体中的电流和电阻的关系不能反过来说电压一定时,电阻与电流成反比.因为电阻是导体本身的一种性质,它只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端电压和导体中的电流无关.
课堂小结
电流跟电压的关系:
1.实验电路:
2.实验表格:
R=　　　　Ω
电压U/V
电流I/A
　　3.实验结论:在电阻一定的情况下,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比.
电流跟电阻的关系:
1.实验电路:
2.实验表格:
U=　　　　V
电阻R/Ω
电流I/A
　　3.实验结论:在电压一定的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比.
板书设计
电流跟电压、电阻的关系:
在电阻一定的情况下,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比.
在电压一定的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比.
作业
一、教材作业
【必做题】　
教材第77页动手动脑学物理的2题
【选做题】　
教材第76页动手动脑学物理的1题