京改版九年级全册 物理 教案 10.3学生实验：探究影响电流的因素

学生实验：探究影响电流的因素
【教学目标】
1．知识与技能
（1）通过实验探究电流和电压、电阻的关系，理解欧姆定律。
（2）会使用欧姆定律公式及其变形公式进行简单的计算。
（3）会利用电流表和电压表测量同一个导体的电流和电压。
（4）会利用滑动变阻器的不同作用设计电路。
2．过程与方法
（1）了解并感悟控制变量法。
（2）通过实验探究活动，学习收集、分析实验数据，总结得出欧姆定律。
3．情感、态度与价值观
（1）通过设计电路图，培养学生对科学的求知欲和严谨的科学态度。
（2）培养学生互相配合，乐于探索物理规律的协作精神。
（3）通过欧姆定律的教学，进行热爱科学和尊重科学家的教育。
【教学重点】
探究电流与电压、电阻之间的关系，总结得出欧姆定律。
【教学难点】
设计实验电路图，收集与分析数据。
【教学过程】
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
创设情境 引入新课 复习：电压是形成电流的原因；导体的电阻体现了导体对电流的阻碍作用。
【教师演示实验】
1．连接电路，控制滑动电阻器的滑片位置不变，第一次接入一节电池，第二次接入两节电池，观察灯泡的发光情况，并分析原因。
2．控制电池的电压不变，通过调节滑动变阻器，使灯泡的亮度发生变化，引导学生猜测教师的操作目的，并分析原因。

根据经验判断出电流和电压、电阻之间的定性关后，教师提出问题：电流的大小和电压、电阻之间有什么样的定量关系呢？ 复习旧知识，在此基础上对两个实验中灯泡的发光亮度进行观察，结合学过的知识对教师的操作进行猜测，并猜想电流大小和什么因素有关。 从旧知识入手，为后面的猜想做好铺垫。
猜测教师的操作，激发学生的兴趣。

设计实验
进行探究
确定研究方法：控制变量法。
请学生猜想：
通过导体的电流和它两端的电压是什么关系？
通过导体的电流和导体本身的电阻是什么关系？
根据控制变量法，确定每个实验中的自变量、因变量和控制变量。
一、电路图
归纳学生设计的电路图，通过分析总结确定最佳设计方案。
（一）电阻一定，电流和电压的关系
（二）电压一定，电流和电阻的关系
总结两个电路图中滑动变阻器的作用：
1．保护电路。
2．改变定值电阻两端的电压。
3．保证电阻R两端的电压不变。
二、实验步骤
在设计电路图的基础上，补充如何测量并改变自变量，如何测量因变量，如何控制中间变量不变。由此总结出两个实验的步骤。
（一）电阻一定，电流和电压的关系
将电流表和电压表调零，根据实验电路图，连接电路。
调节滑动变阻器滑片P的位置，10 Ω定值电阻两端的电压为2．5 V，记录电流表的示数。
改变滑动变阻器滑片P的位置，使定值电阻两端的电压为3 V，记录电流表的示数。
移动滑片P，依次改变电压表的示数为3．5 V、4 V、4．5 V、5 V，记录电流表的示数。
（二）电压一定，电流和电阻的关系
将电流表和电压表调零，根据实验电路图，连接电路。
调节滑动变阻器滑片P的位置，保证5 Ω定值电阻两端的电压为3 V，记录电阻值和电流表的示数。
改变定值电阻的阻值为10 Ω，调节滑片P的位置，保证定值电阻两端的电压为3 V，记录电阻值和电流表的示数。
分别改变定值电阻的阻值为15 Ω、20 Ω、25 Ω、30 Ω，调节滑片P的位置，保证每次定值电阻两端的电压均为3 V，记录每次电阻值和电流表的示数。
三、实验表格
组织学生根据实验步骤，补充实验表格。
（一）电阻一定，电流和电压的关系
R＝10 Ω
（二）电压一定，电流和电阻的关系
U＝3 V
四、学生分组实验
将学生分为两个大组，每个大组都要独立完成至少一个实验，并将实验数据记录在表格中。
教师提示实验注意事项：
连接电路过程中，开关要_________。
将滑动变阻器放在__________阻值处。
连接好电路，开关_________。
五、实验数据分析和总结
根据实验所得到的数据，请学生在坐标纸上分别画出电流随电压变化的曲线图以及电流随电阻变化的曲线图。让其中一组学生将自己的实验数据填写在Excel表格中，并通过Excel制作图像，展示电流和电压的关系、电流和电阻的关系。
根据所描绘的图像，结合数学知识，得出结论：当电阻一定时，通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
当导体两端的电压一定时，通过导体的电流和导体的电阻成反比。
六、知识升华
分析在曲线图中偏离曲线的坐标点，引导学生分析在实验中产生误差的原因。 学生根据教师演示实验，猜想出当导体两端的电压增加时，通过它的电流会增加；导体本身的电阻增加，通过它的电流会减小，为探究定量关系做好铺垫。
学生根据所学知识以及之前的分析设计电路图，并说明在自己的电路图中是如何改变导体两端电压的。
在前一个电路图的基础上，学生设计探究电流和电阻关系的电路图。
根据两个实验电路图总结滑动变阻器在两个实验中的作用。
控制变量：电阻。
自变量：电压。
因变量：电流。
结合电路图及上述分析，归纳总结出该实验的步骤。
通过对自变量和因变量的分析，简单叙述实验步骤。
根据所掌握的实验表格设计原则，自行填写表格中的表头。
学生分组实验。
根据实验所得的数据描绘曲线图。
结合数学知识，总结电流和电压的关系。
学生分析原因（电流表和电压表内部电阻等的影响）。 开展探究过程，明确要使用的研究方法，让学生进一步接近探究历程，巩固所学知识。
发散思维，整合思路。
总结归纳。
经历科学探究过程，培养学生的动手能力，创造能力以及总结归纳能力。
锻炼描述实验步骤。
设计表格表头，与中考相联系。
培养动手实验能力。
和数学结合，整合学科间的知识。
培养学生总结归纳能力。
培养学生分析数据的能力。
总结规律 根据实验规律，介绍科学家欧姆和他的研究过程，给出欧姆定律的表达式I＝U/R。 结合实验数据，总结规律。 介绍欧姆发现电流和电压、电阻之间的关系，让学生了解科学研究的艰辛。
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