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【大单元教学】第十七章 欧姆定律
第1节 电流与电压和电阻的关系
第1节 电流与电压和电阻的关系
课题
课型 新授课 √ 复习课 试卷讲评课 其他课
1.教学内容分析 电流跟电压、电阻的关系实际上就是欧姆定律，它是电学中的基本定律，是进一步学习电学知识和分析电路的基础，是本章的重点。要求学生通过探究活动得出，从而更进一步体验科学探究的方法。这一节综合性较强，从知识上讲，要用到电路中的电流、电压和电阻的概念；从技能上讲，要用到电流表、电压表和滑动变阻器等。学生要通过自己的实验得出欧姆定律，但最关键的又是实验方法学生对实验方法的掌握既是重点也是难点，这个实验难度比较大，主要在实验的设计、数据的记录及分析方面，学生出现错误的可能性也比较大，所以实验的评估和交流也比较重要。
2.学习者分析 学生在前面已学习过电压、电阻、电流的概念，电路图的连接等知识，对电路的学习有一定的基础，但是缺乏了对电路中的电压、电流、电阻之间的联系的认识，因此教师在教学过程中要注重引导学生观察和分析实验规律，让学生更加直观地感受到电流和电压、电阻的关系。
3.学习目标确定 1.通过实验探究电流、电压和电阻的关系。 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.会用滑动变阻器改变部分电路两端的电压或使电阻两端电压不变。
4.学习评价设计 学习评价自我评价表项目评价内容掌握情况很好一般不好科学知识1通过实验探究电流、电压和电阻的关系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会用滑动变阻器改变部分电路两端的电压或使电阻两端电压不变。学科能力通过实验探究得出电流与电压的关系和电流与电阻的关系。学习用表格数据和图像的方法来总结物理规律。感悟用“控制变量”来研究物理问题的科学方法。科学态度重视学生对物理规律客观性、普遍性和科学性的认识，注意学生科学世界观的形成。小组评价表评价内容得分标准成员一成员二成员 三团队精神5分：能高效分工合作完成任务 3分：重大问题能有效沟通 1分：各自独立，不能完成任务实施能力5分：能准确设计详细的实验过程和所用实验道具。 3分：能设计出大概方框架，但不够准确和详细。 1分：不能设计出任何过程和方案。结果展示能力5分：小组完成任务并解答正确。 3分：小组 任务，但解答部分正确，部分错误。 1分：小组完成任务，但解答全部不正确。总分
5.学习活动设计
教师活动 学生活动 设计意图/学习评价
任务一：创设情境
思考： 电压是产生电流的原因，那么，电压越高，电流会怎样变化呢？（猜想） 电阻表示导体对电流的阻碍作用，那么，电阻越大，电流会怎样变化呢？（猜想） 本节课我们就通过实验来探究通过导体的电流与导体两端的电压和导体的电阻存在怎样的定量关系。 学生思考、猜想：电压越高，电流可能越大；电阻越大，电流可能越小。 创设学习情境激发学生学习兴趣，引出本节要探究的内容。
任务二：探究电流与电压的关系
提出问题：电阻一定时，电流与电压存在怎样的关系？ 猜想与假设：因为电压是形成电流的原因。若电阻一定，可能电压越大，电流越大。 设计实验： 提问：实验中，应该控制哪些物理量不变，哪些量改变？画出电路图，写出用到的实验器材。 总结：（1）运用控制变量法，控制电阻的阻值不变。并用电流表测出电路中的电流，用电压表测出定值电阻两端的电压，通过调节滑动变阻器改变电阻两端的电压。 （2）实验电路图如图所示。 （3）实验器材：电源、定值电阻、滑动变阻器、电键、电流表、电压表、导线等。 组织学生进行分组实验： （1）按电路图把一个10Ω的定值电阻连接电路。 （2）闭合开关前，检查电路中各元件的连接是否正确，将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。 （3）调节滑动变阻器使电阻两端的电压分别为 1V、2V、3V、4V、5V、6V，读出此时相应的电流值记入下表中。 电阻R10 Ω电压U/V1.02.03.04.05.06.0电流I/A
分析论证： （1）分析实验数据发现电流与电压有关，电流随电压的增大而增大，并且成正比。 （2）请你在坐标系中画出I-U图像。 分析图像，你能得出什么结论？ （3）实验结论： 在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 组织学生进行评估与交流： （1）滑动变阻器的作用：保护电路、改变定值电阻两端的电压. （2）表格错误数据的分析：分析比较各组数据电压与电流的比值是否相同，不同的一组数据为错误数据。 （3）提示： ①结论中的电流、电压、电阻是针对同一导体而言的。 ②明确电流与电压存在的因果关系，电压是导体中产生电流的原因，而不是导体中有了电流才在导体两端产生电压，所以不能说电阻一定时，电压与电流成正比。 ③在归纳结论时，不能漏掉前提条件“电阻一定”。 学生思考、讨论。 学生根据演示实验现象进行大胆猜想。 学生对设计的实验方案进行交流展示。 学生了解用控制变量法进行实验，画出实验电路图，写出实验器材。 学生进行分组实验，收集数据。 学生调节滑动变阻器使电阻两端的电压，分别读出相应的电流值，并在表格中记录。 学生对获得的数据进行分析论证，归纳出结论。 学生在坐标系中根据各电流值和对应的电压值描点，画出I-U图像。 学生分析图像、讨论，并回答：通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 学生就实验中的疑问进行评估与交流，提高科学探究能力。 问题低起点、小坡度、阶梯式设计问题，适当降低思维难度，增加学生课堂思维的密度，让不同层次的学生都能体会到成功的喜悦。 培养学生自主探究能力，让学生经历科学探究的全过程。 通过引导学生积极实验，记录、分析数据，培养了学生对实验数据的处理分析能力，同时也增强了学生实事求是的科学态度。 培养学生用图像分析、研究问题的能力。 使学生从实验中寻找物理规律，培养学生从实验中归纳出科学规律的能力，同时也锻炼了学生的科学探究能力。
任务三：探究电流与电阻的关系
思考： 不变量：电压(如何控制电压不变) 自变量：电阻(如何改变电阻) 因变量：电流(如何观察 【或测量】它变化的情况) 1．实验电路图 2．实物连接图 ◆探究活动： 组织学生利用实验桌上的器材探究电流与电阻的关系。 3．数据表格 方法一：替换电阻电压UR＝3V 电阻R/Q51015电流IR/A0.60.30.2
方法二：电阻箱电压UR＝3V 电阻R/Q51015202530电流IR/A0.60.30.20.150.120.1
4．在图中画出每个电阻的R－I关系图像。 5．请你总结实验结论。 结论：当导体两端电压一定时，通过导体中的电流跟导体的电阻成反比。 6.评估与交流：组织学生对自己的探究过程进行回顾、反思，思考在探究中哪些问题不清楚，实验设计是否科学合理，操作中会造成误差的因素可能有哪些。 学生思考、交流、实验、回答。 学生进行分组实验，探究电流与电阻的关系。 学生用表格记录实验数据。 学生根据实验数据，画出每个电阻的R－I关系图像。 学生对不同小组的实验数据进行综合比较，分析实验过程中的得与失。尝试归纳、总结实验结论。 学生分析讨论：电阻R与（U/I）的关系 学生通过经历教师设计的探究电流与电阻的关系的活动，进一步掌握控制变量法，此设计推进课程，使教学进程层层递进。 培养了学生的动手操作能力、观察思维能力，而且使学生在获取知识的同时，体会欧姆定律发现的逻辑过程，感受实验成功的喜悦。 引导学生对数据进行分析、并得出结论，提高了学生的分析问题、分析实验数据、总结归纳能力。 通过评估，使学生发现自己的不足，及时总结，不断提高。
任务四：总结反思
通过本节课的学习，你学到了什么？你还有什么问题？ 归纳本课所学 培养学生总结归纳的能力。
6.板书设计 第1节 电流与电压和电阻的关系 一、电阻一定时，电流与电压的关系 （1）实验器材：定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、电源、开关、导线。 （2）实验电路图。 （3）实验方法：实验采用调节滑动变阻器的方法来改变导体两端的电压。 （4）实验结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 二、电压一定时，电流与电阻的关系 （1）实验器材：若干不同阻值的定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、电源、开关、导线若干。 （2）实验电路图（同上）。 （3）实验方法：更换不同阻值的电阻时，调节滑动变阻器的滑片，控制电压表的示数一定。 （4）实验结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
7.作业与拓展学习设计 1.在探究电阻一定时，电流与电压关系的实验中，某同学连接的电路如图所示，电源电压保持3V不变，闭合开关，调节滑动变阻器，得到的实验数据如下表；下列说法正确的是（ C ） 实验序号12345电压U/V0.60.91.21.51.8电流I/A0.150.220.300.380.45
A．多次实验的目的是减小误差 B．第4次实验数据是错误的 C．由该实验可得出：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 D．由该实验可得出：在电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比 2.在“探究电流与电阻的关系”的实验中如图，下列说法正确的是（ B ） A．导体中的电流与导体的电阻成正比 B．实验中应控制电阻两端电压不变 C．记录多组数据是为了求平均值，减小误差 D．实验只需用到一个10Ω的电阻 3.小明在探究通过导体的电流跟电阻的关系实验中，如图甲所示，电源电压恒为6V，根据测量数据得到如图乙所示图像。以下结论正确的是（ C ） ①实验中应控制导体两端的电压不变，换用不同的导体 ②实验过程中，小明控制导体两端的电压为2.5V ③分析图像可得：在电压一定时，导体的电阻与电流成反比 ④分析图像可得：在电压一定时，导体的电流与电阻成反比 A. ① ② B. ③ ④ C. ① ④ D. ② ③
8.特色学习资源分析、技术手段应用说明 多媒体、三节干电池、教学用电流表、教学用电压表、导线、滑动变阻器一个、定值电阻（R1=5Ω、R2=10Ω、R3=15Ω）、导线若干、开关、图像坐标纸等。
9.教学反思与改进 本节需要合理地启发学生选择实验器材，设计实验电路，亲自动手实验，分析数据，归纳得出结论，充分体现了学生的主体地位。不仅培养了学生的动手操作能力，观察思维能力，而且使学生在获取知识的同时，体会欧姆定律发现的逻辑过程，感受实验成功的喜悦。
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【大单元教学】物理九年级大单元整体教学设计
第十七章 《欧姆定律》
本章内容分析
本章教科书的主要内容有：探究电流跟电压、电阻的关系，欧姆定律，电阻的测量，欧姆定律在串、并联电路中的应用。本章是第十五章电流和电路、第十六章电压和电阻这两章知识的延伸。电流、电压、电阻这三个概念的建立是探究电流跟电压、电阻的关系的知识基础，正确规范使用电流表和电压表则是研究电流跟电压、电流的关系的技能基础。
欧姆定律是电学中的基本定律，它是进一步学习电学知识和分析电路的基础，是学习电功率、家庭电路等后续章节的必备知识，本章具有承上启下的作用，是电学的重点之一。
本章的章首图展示的是彩灯映照下的古镇夜色。这些美丽的灯光在给人们的生活带来方便的同时，也带来了许多美的享受。这些美丽景色的背后包含着物理学的规律，这就将生活中司空见惯的现象与物理知识很好地联系了起来。很好地利用了生活中类似的情景，既有利于培养学生理论联系实际、透过现象看本质等一些科学素养，也有利于培养学生热爱生活、热爱社会的良好情感与态度。
本章课标要求
本章内容在《义务教育物理课程标准 （2022年版） 》中属于“五大主题” 中的“能量”（电磁能）、“实验探究”和“跨学科实践”这三个主题。
3.4.2知道电压、电流和电阻。探究电流与电压、电阻的关系。理解欧姆定律。
4.1.9用电流表和电压表测量电阻
4.2.12探究电流表语电压、电阻的关系
既包含“探究电流与电压和电阻关系”的物理探究过程、研究方法以及科学态度与价值观,“欧姆定律”的基本物理规律 （ “能量”主题） ；又强调物理课程的实践性，凸显物理实验的整体设计，含有“探究电流与电压、电阻的关系” 和“电阻的测量”两个必做实验 （ “实验探究”主题） ；同时“欧姆定律在串、 并联电路中的应用”又侧重体现物理学与日常生活的联系（“跨学科实践”主题）。
为促进学生核心素养的养成和发展，引导学生学会学习、学会合作、学会生活，为学生的终身发展奠定基础，教学时应注意让学生通过观察、操作、体验等方式，经历科学探究电流、电压和电阻的关系的过程，具有初步的科学探究能力。
本章核心素养
物理观念：
1.从物理学视角客观地认识电流与电阻的反比关系。
2. 理解欧姆定律并能进行简单的计算。
3.在实验探究中，用图像法分析实验数据和对实验结果的评估。
4. 学习一种电阻的测量方法--伏安法测电阻。
5. 会根据欧姆定律算出电阻。
科学探究：
1.通过实验探究得出电流与电阻的关系，经历科学探究的全过程。
2. 培养学生的观察、思考、分析、讨论、总结、归纳的能力。
科学思维：
1.学会观察、收集、分析实验中的数据并尝试采用图像法分析数据。
2.通过探究过程，进一步体会科学探究方法。
3.能运用欧姆定律解决简单的串、并联电路问题；
科学态度与责任：
1.培养学生对物理规律客观性、普遍性和科学性的认识，注意学生科学世界观的形成。
2.在解决问题的过程中，有克服困难的信心和决心，能体验战胜困难、解决物理问题时的喜悦。
3.在解决问题的过程中，有克服困难的信心和决心，能体验战胜困难、解决物理问题时的喜悦。
4.通过计算，学会解答电学计算题的一般方法，培养逻辑思维能力，培养解答电学问题的良好习惯。
单元教学目标
（一）内容目标
1．能说出电流与电压、电阻间的正比、反比关系。
2．通过实验探究电流跟电压、电阻的定量关系，分析归纳得到欧姆定律。
3．掌握使用电流表、电压表的方法。
4．学会用伏安法测电阻。
5. 能运用欧姆定律解决简单的串、并联电路问题。
（二）学业目标
1．通过实验探究电流跟电压、电阻的关系，让学生经历科学探究的全过程。
2. 进一步熟悉探究实验中常用的一种方法—控制变量法。
3. 会观察、收集、分析实验中的数据并尝试采用图像法分析实验数据。
4. 理解欧姆定律，能运用欧姆定律分析解决简单的电路问题。
5. 加深对欧姆定律及其应用的理解。
6.通过计算，学会解答电学计算题的一般方法，培养学生逻辑思维能力，培养解答电学问题的良好习惯。
五、教学重点：
1. 学生运用控制变量的方法来设计和完成“电流与电压和电阻的关系”实验。
2. 理解欧姆定律的内容以及其表达式、变换式的意义。
3. 根据实验原理设计电路测电阻。
4. 运用欧姆定律、串并联电路知识解决实际问题。
六、教学难点：
1. 学生运用控制变量的方法来设计和完成“电流与电压和电阻的关系”实验。
2. 推理、图像的方法处理实验数据。
3. 学生运用欧姆定律解决简单的实际问题。
4. 按要求正确连接变阻器。
七、学情分析，教学建议：
学生思维特点：初三学生认识事物的特点是：开始从形象思维向抽象逻辑思维过渡，但其思维 还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的知识来支持。
学生的知识情况：学生在前面已经学习了电流、电压、电阻的概念，初步学会电压表、电流表和 滑动变阻器的使用，具备学习本章知识的基础知识和基本技能。但对电流与电压、 电阻之间定量关系，认识是肤浅的不完整的，没有上升到理性认识，没有形成科学 的体系。
教学建议：
1．用实验预约单启发学生选择实验器材，设计实验电路，亲自动手实验，分析数据，归纳得出结论。
2．充分给学生提供初中常用电学器材综合使用的机会，提高学生掌握电路连接，电流表、电压表使用和读数，滑动变阻器的使用等基本技能，提高学生动手操作的能力。
3．通过解决生活中简单的串、并联电路问题，使学生了解欧姆定律相关知识， 形成将物理知识与生活相联系的意识。理论联系实际，提高学生分析问题，解决 问题的能力。
4．通过探究电流与电压、电阻的关系，引导学生明确实验目的，运用控制变量等方法制定简单的探究方案，学会分析处理实验数据，正确表述科学探究过程和结果，提高学生科学研究能力。
5．设置丰富的实践活动，如“观察同一灯泡在不同电压下，不同灯泡在相同电压下的亮度”，“用额定电压为 2.5V 的小灯泡替代定值电阻，探究电流与电压的关系，结论是否与定值电阻实验相同？ ”，“分别用电流表内接和外接两种方法测量电阻，结果是否相同？ ”等，促进学生在实验中发现问题，提出问题，解决问题的意识，并会对实验进行反思，提出改进建议，获得学习物理的兴趣和严谨认真、实事求是的科学态度。
八、本章活动主题：
中学教师却发现欧姆定律
欧姆最主要的贡献是通过实验发现了电流公式，后来被称为欧姆定律。1826年，他把这些研究成果写成题目为《金属导电定律的测定》的论文，发表在德国《化学和物理学杂志》上。欧姆在1827年出版的《动力电路的数学研究》一书中，从理论上推导了欧姆定律，此外他对声学也有贡献。1833年，他前往纽伦堡理工学院任物理学教授。1841年，欧姆获英国伦敦皇家学会的柯希利奖章，第二年当选为该学会的国外会员。1852年，他被任命为慕尼黑大学教授。1854年7月，欧姆在德国曼纳希逝世。
欧姆的家境十分困难，但从小受到良好的熏陶，父亲是个技术熟练的锁匠，还爱好数学和哲学。父亲对他的技术启蒙，使欧姆养成了动手的好习惯，他心灵手巧，做什么都像样。物理是一门实验学科，如果只会动脑不会动手，那么就好像是用一条腿走路，走不快也走不远。欧姆要不是有这一手好手艺，木工、车工、钳工样样都能来一手，那么他是不可能获得如此成就的。
在进行了电流随电压变化的实验中，正是欧姆巧妙地利用电流的磁效应，自己动手制成了电流扭秤，用它来测量电流强度，才取得了较精确的结果。
1827年，欧姆发表《伽伐尼电路的数学论述》，从理论上论证了欧姆定律。可是书的出版招来不少讽刺和诋毁，大学教授们看不起他这个中学教师。德国人鲍尔攻击他说：“以虔诚的眼光看待世界的人不要去读这本书，因为它纯然是不可置信的欺骗，它的唯一目的是要亵渎自然的尊严。”这一切使欧姆十分伤心，他在给朋友的信中写道：“伽伐尼电路的诞生已经给我带来了巨大的痛苦，我真抱怨它生不逢时，因为深居朝廷的人学识浅薄，他们不能理解它的母亲的真实感情。”
当然也有不少人为欧姆抱不平，发表欧姆论文的《化学和物理杂志》主编施韦格写信给欧姆说：“请您相信，在乌云和尘埃后面的真理之光最终会透射出来，并含笑驱散它们。”直到七八年之后，人们逐渐认识到欧姆定律的重要性，欧姆本人的声誉也大大提高。1841年英国皇家学会授予他科普利奖章。
九、教学过程性评价细目设计
学习任务 电流与电压和电阻的关系 欧姆定律 电阻的测量 欧姆定律在串、并联电路中的应用
优秀 1. 通过实验探究电流跟电压、电阻的关系，经历并理解科学探究的全过程。 2. 进一步熟悉探究实验中常用的一种方法—控制变量法。 3. 熟悉观察、收集、分析实验中的数据并尝试采用图像法分析实验数据。 4. 能熟练说出电流与电压、电阻间的正比、反比关系。 1. 通过实验探究电流跟电压、电阻的定量关系，自主分析归纳得到欧姆定律。 2. 理解欧姆定律，能运用欧姆定律分析解决电路问题。 3. 通过计算，熟知解答电学计算题的一般方法，培养逻辑思维能力，培养解答电学问题的良好习惯。 1. 进一步掌握使用电流表、电压表的方法。 2. 熟知用伏安法测电阻。 3. 加深对欧姆定律及其应用的理解。 1. 能熟练运用欧姆定律解决简单的串、并联电路问题。 2. 熟知解答电学计算题的一般方法，培养逻辑思维能力，培养解答电学问题的良好习惯。
良好 1. 通过实验探究电流跟电压、电阻的关系，经历科学探究的全过程。 2. 进一步熟悉探究实验中常用的一种方法—控制变量法。 3. 会观察、收集、分析实验中的数据并尝试采用图像法分析实验数据。 4. 能说出电流与电压、电阻间的正比、反比关系。 1. 通过实验探究电流跟电压、电阻的定量关系，分析归纳得到欧姆定律。 2. 理解欧姆定律，能运用欧姆定律分析解决简单的电路问题。 3. 通过计算，学会解答电学计算题的一般方法，培养逻辑思维能力，培养解答电学问题的良好习惯。 1. 进一步掌握使用电流表、电压表的方法。 2. 学会用伏安法测电阻。 3. 加深对欧姆定律及其应用的理解。 1. 能运用欧姆定律解决简单的串、并联电路问题。 2. 通过计算，学会解答电学计算题的一般方法，培养逻辑思维能力，培养解答电学问题的良好习惯。
合格 1. 通过实验探究电流跟电压、电阻的关系，初步经历科学探究的全过程。 2.初步熟悉探究实验中常用的一种方法——控制变量法。 3. 初步学会观察、收集、分析实验中的数据并尝试采用图像法分析实验数据。 4. 了解电流与电压、电阻间的正比、反比关系。 1. 通过实验探究电流跟电压、电阻的定量关系，了解归纳出的欧姆定律。 2. 理解欧姆定律，了解欧姆定律分析解决简单的电路问题。 3. 通过计算，学会解答电学计算题的一般方法。 1.进一步掌握使用电流表、电压表的方法。 2.初步学会用伏安法测电阻。 3. 加深对欧姆定律及其应用的理解。 1.能运用欧姆定律解决简单的串、并联电路问题。 2. 通过计算，学会解答电学计算题的一般方法。
十、教学流程图（思维导图展现整个整体单元教学的思路及课时安排）
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