沪粤版物理九年级上册教学设计：14.2探究欧姆定律

14.2探究欧姆定律
【教学目标】
知识与技能：
1、通过实验探究使学生会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和通过它的电流。
2、会用滑动变阻器改变部分电路的电压。
3、通过实验探究电流、电压和电阻的关系。理解欧姆定理，并能进行简单的计算。
过程与方法：
1、
通过实验探究电流与电压、电阻的关系，让学生经历科学探究的全过程。
2、
通过实验探究，使学生进一步熟悉用“变量控制法”来研究物理问题的科学方法。
3、
尝试用图象法对实验数据进行分析处理。
情感态度与价值观：
　　
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。
【教学重点】
理解欧姆定律的内容及其表达式、变换式的物理意义。
【教学难点】
实验探究中，用图像法分析实验数据和对实验结果的评估。
【教学准备】
电源（干电池）、开关、导线、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω）、滑动变阻器（20Ω、1Α）、电压表、电流表、学生实验报告单（课前发给学生）。
【教学方法】
实验探究教学法、分层启发式教学法、讨论教学法和类比教学法。
【课时安排】2课时
第一课时
【教学过程】
一、复习提问及创设情景
1、
播放多媒体课件放一段优美的音乐，教师调节声音的强弱。
2、
[教师]：请同学们注意观察教师是通过什么方法改变声音的强弱的？
[学生]：老师是通过旋动音量开关改变声音的强弱的。
[教师]：你知道为什么通过旋动音量开关可以改变声音的强弱吗？
[学生]：可能是旋动音量开关改变电流的大小改变了声音的强弱。
[教师]：今天我们通过实验探究电流与哪些因素有关。
二、进行新课
（一）、实验探究：电流与电压、电阻有关
实验器具：电池组、电流表、电压表、三个不同定值电阻，一个滑动变阻器
猜想与假设：
1、[教师]：请同学们先回忆电流是怎样产生的？电源的作用是什么？
[学生]：电流是电荷定向移动形成的，电源是提供持续电流的装置，
电压是形成电流的原因。
2、[教师]：请同学们再回忆电阻的概念。
[学生]：电阻就是导体对电流的阻碍作用。
3、[教师]：请同学们对比水流的大小与落差和阻力的关系猜想电流与哪些因素有关？
4、[学生讨论交流]
猜想1：“电流大小可能与电压有关，可能是电压越大，电流越大。”
猜想2：“电流大小也可能与电阻有关，可能是电阻越小，电流越大。”
猜想3：“电流大小可能与电压和电阻都有关，可能是与电压成正比，与电阻成反比。”
5、为了验证猜想是否正确，科学探究的下一个环节是什么？
[制定计划与设计实验]
（1）如何测电流、电压？请画出电路图。
在实验报告册上画出测定值电阻的电流和电压的电路图，由会画的学生主动上讲台画在黑板指定位置。
（2）请同学们回忆探究电阻大小的影响因素采用的研究方法是什么？然后讨论本实验用什么研究方法？
本节课我们也要用“变量控制法”分别研究电流与电压和电阻的关系。
（3）在研究电流与电压的关系时，如何改变定值电阻两端的电压？用什么方法较方便？
可以通过改变电池组改变定值电阻两端的电压，也可以用串联滑动变阻器，改变滑动变阻器的阻值改变电路中电流来改变定值电阻两端的电压。后一种方法简单可行。
（4）请同学们设计出后面一种方法的电路图。
[学生在原有电路基础上修改设计出实验电路图]
（5）连接实验电路的过程中我们应该注意哪些问题？
①连接时，开关要断开；
②电流表和电压表接法要正确；
③滑动变阻器只能一上一下各接一个接线柱，开始滑动变阻器要置于电阻最大值；
④检查是否出现短路和接反接线柱的现象。
（6）记录数据我们一般都要用到表格，请在实验报告单中设计出记录实验数据的表格。
电阻不变，研究电流随电压的变化
实验次序
电压U/V
电流I/A
1
2
3
电压不变，研究电流随电阻的变化
实验次序
电阻R/Ω
电流I/A
1
2
3
[进行实验]
[教师]：下面由同学们自己探究电流与电压的关系。
要求：⑴组内同学要注意分工合作，人人参与；
⑵注意观察，认真读数；
⑶发现问题多开动脑筋；
⑷实事求是记录数据；
⑸每组做完后将实验收集到的数据上讲台前填入教师电脑的电子表格中备用；
⑹每组学生至少要对一个定值电阻测定三个不同电压下的电流，鼓励快的组多做。
6、分析与论证
（1）、请学生观察实验数据中电阻一定时，电压增大为几倍，电流怎么变的？
请学生在坐标系中画出电阻一定时，电流随电压变化的图像。
讨论得出结论：保持电阻不变时，电流跟电压成正比关系。
（2）保持电压不变时，又如何研究电流与电阻的关系呢？为了节省时间我们可以怎么办？
改变电阻，重新调节滑动变阻器控制电阻两端的电压分别为前一个电阻两端的三个电压值，测量通过电阻的电流。为了节省时间可以每个组只对一个电阻在三种不同电压下的电流进行测量，然后全班同学的测量结果集中分析。
讨论得出结论：保持电压不变时，电流跟电阻成反比关系。
7、交流与评估
（1）、你认为自己的实验成功与否？原因在哪里？如何改进？
（2）、你发现对于同一段电阻的电流、电压、电阻有什么定量的关系？如何表示？对于以上两个结论，你用一句话如何表达？
（3）、实验结论和猜想有什么关系？
（二）、欧姆定律
（1）、内容：一段导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。
（3）、公式：
I=U/R
四、学习小结
请同学们谈谈这节课的收获。
五、作业设计
根据自己在课堂上的探究实验，完成探究报告。
六、【板书设计】
第二课时
1、
复习
1、欧姆定律
（1）、内容：一段导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。
（3）、公式：
I=U/R
①如何理解定律中“一段”和“这段”？
[学生]：欧姆定律中“一段”和
“这段”强调欧姆定律的应用必须符合“同一性”和“同时性”，即对同一导体在同一时刻电流与电压和电阻才有以上规律。
②欧姆定律是怎么发现的？你受到什么启发？
[学生]：欧姆定律是欧姆在大量实验事实的基础上归纳总结出的。我们要学习他对科学强烈的好奇心和执著的探究精神。
③利用欧姆定律的数学表达式I=U/R还可以得到两个变形式是U=IR和R=U/I，如何理解和应用它们？
[学生]：欧姆定律反映了一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系，I=U/R反映了I与U成正比，I与R成反比的比例关系。
U=IR的意义为：“导体两端的电压在数值上等于通过导体的电流与导体的电阻的乘积”，不能认为：“电压跟电流和电阻成正比”。
R=U/I的意义为：“导体两端的电压和电流的比值反映了这段导体的电阻大小，但导体的电阻是导体本身的性质，与U、I均无关。”不能理解为：“R与U成正比，R与I成反比。”因此，在一段电路中，只要知道了I、U、R中的任意两个量，就可以根据欧姆定律算出第三个量。
④[教师]：还必须强调的就是I、U、R三个量必须针对同一段导体，同一时刻而言，不能张冠李戴。应用欧姆定律的公式进行计算时，一定要统一为国际单位后方可进行。
三、反馈练习
1.下图是某同学探究电流与电压、电阻的关系电路图，请你在图中圆圈内标出电流表和电压表的符号以及正负接线柱。（全班学生做）
实验次序
电阻R/Ω
电压U/V
电流I/A
1
5
1
2
5
0.4
3
2
0.2
2.右表是实验收集到的部分数据，请你将其中遗漏的几项数据根据自己实验发现的规律补充完善。（全班学生做）
3.
欧姆定律的内容是
，用公式表示就是
。
4.小灯泡正常工作时，电阻为5Ω，额定电压为2.5V，它的额定电流为
。
【教学反思】。
2
1
2
1
I/A
U/V
（2）符号的意义及单位：
U——电压——伏特（V）
R——电阻——欧姆（Ω）
I——电流——安培（A）
2.控制电压，研究电流与电阻的关系
结论：
二、欧姆定律
1.
内容：
2.
公式：
3.
注意：
第二节
科学探究：欧姆定律
1、
实验探究：电流与哪些因素有关
1.
控制电阻，研究电流与电压的关系。
电路图
记录表格
结论：
（2）符号的意义及单位：
U——电压——伏特（V）
R——电阻——欧姆（Ω）
I——电流——安培（A）