九年级上册物理人教版 17.1 电流与电压和电阻的关系教学设计

17.1电流与电压和电阻的关系
教学目标
知识与技能:
1.通过实验探究电流、电压和电阻之间的关系。
2.使学生懂得同时使用电流表和电压表测量一段导体两端的电压和电流。
3.会用滑动变阻器改变部分电路两端的电压。
过程与方法:
1.通过实验探究电流、电压、电阻的关系,学会用“控制变量”来研究物理问题的科学方法。
2.通过在科学探究中经历与科学家进行科学探究的相似过程,学会科学探究的方法,培养初步的科学探究能力。
学情分析
本节课是学生学习电路、电流、电压和电阻的知识后,对上述知识的综合运用,涉及电流表、电压表和滑动变阻器的使用等技能。本节课的关键是实验设计和数据分析,实验操作难度比较大,要注意的细节多,教学中应通过充分的交流和评估,让每个学生都能在科学素养上有所提高。
重点难点
重点: 通过实验探究电流、电压、电阻之间的关系。
难点: 引导学生在探究过程中认真观察、仔细分析,并得出真实、科学的结论
教学过程
教学活动
【导入】引课
一、新课引入
师:我们已经学习了电学的三个基本物理量,电流、电压和电阻,请回顾有关这三个量的知识:
(1)电阻的定义;电压的作用;电流是怎样形成的
生:……
师:(2)影响电阻大小的因素;
生:……
师:电阻是导体本身的性质,电阻的大小由导体本身决定的,与电流和电压有关系吗
生:……
师:(3)电压由谁提供,电路的总电压的大小由什么决定;
生:……
师:电阻的大小与电流、电压无关,总电压的大小由电源决定,与电流、电阻也无关,电流的大小由什么因素决定的 与电压、电阻是否有关 请看这个实验:
(演示小灯泡亮度实验)
用一节电池给小灯泡供电,观察灯泡的亮度;再用两节电池给小灯泡供电,对比灯泡亮度的变化;这个实验对你有什么启示
生:电流的大小可能和电压的大小有关。两节电池的电压比一节电池的电压大,电灯变亮,说明电流变大;
师:…请再再观察这个实验(用滑动变阻器改变电灯亮度)
将小灯泡和滑动变阻器串联,改变电路的电阻,观察灯泡亮度的变化;
这个实验对你有什么启示
生:…电灯亮度改变了,电流也改变了,电流的大小可能和电阻有关;
师:…电流和电压、电阻有关,他们之间有怎样的关系呢 这就是这节课我们要研究的问题
(板书) 电流与电压和电阻的关系
【活动】(一)设计实验
二、新知学习
(学生活动一).设计实验
要研究这三个量之间的关系,你有什么建议吗
生:…要控制变量;研究电流与电压的关系时,要保持电阻不变,研究电流与电阻的关系时,要保持电压不变;
1. 研究电流与电压的关系
(1).设计实验:
师:…我们研究电流与电压的关系
明确下面几个问题:
(A)实验选取的研究对象是什么 (定值电阻)
(B)怎样测量通过电阻的电流 (电阻和一个电流表串联)
(C)怎样测量电阻两端的电压 (电阻两端并联一个电压表)
(D)实验中保持哪些物理量不变 怎样保持它不变 (电阻)(使用一个定值电阻)
(E)实验中改变哪些物理量 怎样改变 (电压)(改变电池节数,改变电压;电路中串联一个滑动变阻器调节电压大小)
师:…请各小组成员协商,共同设计实验方案。画出电路图和实验记录表格,列出所需要的实验器材
(学生设计实验方案,教师指导)
(2).实验方案展示
师:…请各小组派一名代表介绍本组实验方案
生:…(A)用一个定值电阻,用电流表测量电流,电压表测量电压,改变电池节数来改变电压,测出三组数值,最后找出规律;
师:…这个方案可行吗 需要改进或完善吗
生:……
师:还有不同的方案吗
生:…(B) 用一个定值电阻,用电流表测量电流,电压表测量电压,通过调节滑动变阻器来改变电压,测出三组数值,最后找出规律;
师:…这个方案可行吗 需要改进或完善吗 还有不同的方案吗
生:…(C组)……
师:…请修正自己的实验方案,完善实验记录;
生:…(学生修改实验方案)
2. 研究电流与电阻的关系
(1).设计实验:
师:…下面我们设计电流与电阻的关系实验的方案;
(1)实验选取的研究对象是什么 (定值电阻)
(2)怎样测量通过电阻的电流 (电阻和一个电流表串联)
(3)怎样测量电阻两端的电压 (电阻两端并联一个电压表)
(4)实验中改变哪些物理量 怎样改变
(电阻)(换用不同阻值的电阻;用电阻箱调节大小)
(5)实验中保持哪些物理量不变 (电压)
(6)更换电阻后,电阻两端的电压是否改变 怎样知道电压是否变化
(7)如果电压改变了,通过什么方式保持电压不变 (用两节电池供电;使用滑动变阻器调节)
师:…请各小组成员协商,共同设计实验方案。画出电路图和实验记录表格,列出所需要的实验器材
(学生设计实验方案,教师指导)
(2).实验方案展示
师:…请各小组派一名代表介绍本组实验方案
生:…(D)用电流表测量电流,电压表测量电压,使用不同阻值的电阻R1.R2.R3来改变电阻,用滑动变阻器来调整电压,保持电压不变,测出三组数值,最后找出规律;
师:…这个方案可行吗 需要改进或完善吗
生:……
师:还有不同的方案吗
生:…(E) 用电流表测量电流,电压表测量电压,用两节电池供电,使用不同阻值的电阻R1.R2.R3来改变电阻,测出三组数值,最后找出规律;
师:…这个方案可行吗 需要改进或完善吗 (生:…电压不一定恒定不变;)
师:设计者说出你们设计的理由
生:…一节电池电压是1.5V,两节电池电压是3V,所以电压是不变的。
师:…实际情况是否如此 你们小组可以用这个方案,不过必须用电压表测量电压,观察电压是否改变;
还有不同的方案吗
生:…(F组)……
师:…没有设计出实验方案或者方案不完善的请修正自己的方案,并实验记录;
生:…(学生修改实验方案)
【活动】(二).进行实验
1.实验注意事项
师:…老师给大家准备了以下实验器材,根据你设计的实验方案,选用器材,特殊设计,另取器材。
电学实验有许多要注意的问题,请看实验注意事项:
(1)连接电路时开关要断开;(2)闭合开关前将滑动变阻器滑片移到最大值处
(3)电流表和电压表接线:(a)电流从“+”接线接流入,从“-”接线柱流出(b)选择合适的量程
实验数据处理,除了直接观察、分析方法,还有图像法,这种方法我们在晶体熔化实验、观察水的沸腾实验中都运用过,教师给大家准备了坐标纸,你们也可以运用图像法处理数据。
2、进行实验
由于时间的关系,各小组只需要完成一个实验内容,实验快的可以完成两个实验内容。
确定各组研究的课题
建议:研究电流与电压的关系时,电压最好整数倍变化。
(学生进行实验,教师指导)
【活动】(三).　分析数据　总结规律
(1)电流和电压的关系
师:…各组都完成了实验内容,请整理好器材。
请完成电流与电压关系实验的小组介绍本组实验情况。
生:…(A)改变电池节数来改变电压,测出三组电流和电压值,画出图像,得出结论:
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;
生:…(B)通过调节滑动变阻器来改变电压,测出三组电流和电压值,画出图像,得出的结论是:
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;
师:…哪些小组实验方法与结论和这个小组相同 有不相同的吗
……
师:…通过多组实验,我们找到了电流和电压的关系:
(板书):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;
(2)电流和电阻的关系
下面请完成电流与电阻关系实验的小组介绍本组实验情况。
生:…(C)用两节电池供电,使用不同阻值的电阻R1.R2.R3来改变电阻,测出三组电流,画出图像,得出的结论是:
电阻越大,通过导体的电流越小;
师:…对比上一组的实验结果,这个小组的实验结论是不正确
生:…不正确,他们的电压是变化的,没有控制变量
师:…出现这样的问题,原因是什么
生:…电池输出的电压不是稳定的。
师:…这个方案需要改进。关于为什么电池输出电压会改变,课后大家上网查找相关资料,下节课交流。
还有不同的实验结论吗
生:…(D组)使用不同阻值的电阻R1.R2.R3来改变电阻,用滑动变阻器来调整电压,保持电压不变,测出三组电流,画出图像,得出的结论是:
在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
师:…哪些小组实验方法与结论和这个小组相同 有不相同的吗
通过多组实验,我们找到了电流和电阻的关系:
(板书):在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【活动】(四).实验评估
师:…我们运用多种方法,完成了探究实验,实验方案有几种,各种方案都有什么特点,你在实验过程中、数据处理时有什么体会,请做自我评价。
生:…
研究电流与电压的关系实验:
(1)通过改变电池节数来改变电压,电压值不是整数,如果不画出图像,不好分析规律。
(2)通过调节滑动变阻器来改变电压,调整电压为整数比较慢,但是数据处理比较轻松,直接分析就能得出结论;
研究电流与电阻的关系实验:
(1)使用不同阻值的电阻R1.R2.R3来改变电阻,用滑动变阻器来调整电压,保持电压不变,完成了实验。
(2)用两节电池供电,使用不同阻值的电阻R1.R2.R3来改变电阻,电阻改变后,电压也改变了,没有控制变量.
师:…这些方案中,哪一个方案相对比较好 滑动变阻器起到了什么作用
生:…
电流与电压的关系实验,滑动变阻器作用(1)保护电路(2)改变电阻两端电压,多测几组值
电流与电阻的关系实验,滑动变阻器作用(1)保护电路(2)控制电阻两端电压不变
【活动】课堂小结
师:这节课我们学了哪些知识和方法
【练习】巩固练习与作业
练习:
1.关于导体中通过的电流与导体两端的电压关系,下列叙述中正确的是( )
A.导体中通过的电流越大,其两端的电压越高.
B.导体中通过的电流越小,其两端的电压越低.
C.在导体电阻不变的情况下,导体中通过的电流与导体两端的电压成正比.
D.在导体电阻一定时,其两端的电压与通过的 电流成正比
2.一导体接到电路中 ,如果把它两端的电压增大到原来的三倍,下列说法中正确的是
A.它的电阻是原来的三倍 B.它的电流保持不变
C.它的电流是原来的三分之一 D.它的电流是原来的三倍
3.某电路的电阻为20Ω,通过导体的电流为0.2A时;现将另一个电路接在同样的电源上,通过导体的电流为0.4A,则导体电阻为____Ω