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電流與電壓和電阻的關(guān)系 教案 【核心素養(yǎng)】 通過(guò)實(shí)驗(yàn)、分析和探索過(guò)程，提高根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納物理規(guī)律的能力，學(xué)會(huì)用圖像研究物理問(wèn)題。 【教學(xué)目標(biāo)】 1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究電流與電壓和電阻的關(guān)系。 2.能說(shuō)出電流與電壓、電阻的正比、反比關(guān)系。 【教學(xué)重點(diǎn)】 1.運(yùn)用“控制變量”的實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)和完成實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程。 2.實(shí)驗(yàn)的評(píng)估和交流。 【教學(xué)難點(diǎn)】 1.運(yùn)用“控制變量”的實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)和完成實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程。 2.利用圖像法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。 【教學(xué)準(zhǔn)備】 教師用：教學(xué)課件、演示實(shí)驗(yàn)電路、電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、定值電阻、規(guī)格不同的小燈泡。 學(xué)生分組用：電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω）、滑動(dòng)變阻器、電壓表和電流表等。 【教學(xué)過(guò)程】 主要教學(xué)過(guò)程 教學(xué)內(nèi)容 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 課前 登陸優(yōu)教平臺(tái)，發(fā)送預(yù)習(xí)任務(wù) 完成本節(jié)課的預(yù)習(xí)任務(wù)，反饋預(yù)習(xí)情況 一、創(chuàng)設(shè)情景 播放視頻： 展示電路： 一、播放視頻：舞臺(tái)音樂(lè)劇。 光束的強(qiáng)度、色彩隨音樂(lè)的高低起伏而發(fā)生變化。 （設(shè)計(jì)意圖：以光束強(qiáng)度的迅速變化和聲音大小的變化引起學(xué)生的好奇心，激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生進(jìn)一步的思考，體現(xiàn)從生活到物理的認(rèn)識(shí)過(guò)程。） 二、教師引導(dǎo)學(xué)生注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 展示電路演示板：用兩個(gè)完全相同的電路（如圖一所示），其中右邊電路作為對(duì)比電路，完成下列操作： 圖一 圖二 圖三 圖四 1.如圖一兩個(gè)電路中接入兩個(gè)標(biāo)有“2.5V,0.3A”規(guī)格的小燈泡。閉合開(kāi)關(guān)，觀察兩個(gè)小燈泡的亮度，現(xiàn)象如圖二所示； 2.將左邊電路中的小燈泡更換為“3.8V，0.3A”規(guī)格的小燈泡，觀察兩個(gè)燈泡的亮度，現(xiàn)象如圖三所示； 3.在第2步的左邊電路中再串聯(lián)接入一節(jié)干電池，再次觀察兩個(gè)燈泡的亮度，現(xiàn)象如圖三所示。 引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)燈泡亮度的變化分析電路中電流大小的變化，結(jié)合電路中的元件，提出問(wèn)題： 通過(guò)導(dǎo)體的電流大小與導(dǎo)體電阻和導(dǎo)體兩端電壓的定量關(guān)系？ 導(dǎo)入新課。 （設(shè)計(jì)意圖：利用更換電路中元件的方式，引導(dǎo)學(xué)生分析出電流大小與電壓和電阻有關(guān)，及時(shí)提出問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生探究的欲望。） 觀看視頻，分析光束強(qiáng)度以及樂(lè)曲聲音大小變化的原因？ 根據(jù)電路元件的變化，分析電流大小與哪些因素有關(guān)？ 二、新課講授： 1.探究實(shí)驗(yàn)： 電流與電壓的關(guān)系 2、探究實(shí)驗(yàn)： 電流與電阻的關(guān)系： 3.學(xué)以致用： （優(yōu)教提示：請(qǐng)打開(kāi)素材“實(shí)驗(yàn)演示：歐姆定律”） 一、探究電流與電壓的關(guān)系： 1、提出問(wèn)題：通過(guò)導(dǎo)體的電流跟電壓有怎樣的關(guān)系？ 2、猜想與假設(shè)： 它們之間可能存在何種關(guān)系，說(shuō)出猜想依據(jù)。 猜想1：導(dǎo)體兩端的電壓越大，通過(guò)的電流越大。 猜想2：通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。 3、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)： 選擇合適的器材設(shè)計(jì)探究方案,并畫(huà)出電路圖。 設(shè)置以下問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)： ①.你采用實(shí)驗(yàn)方法是 。 ②.實(shí)驗(yàn)中要記錄的數(shù)據(jù)是 。 ③.你設(shè)計(jì)的電路圖是 。 ④.選擇的實(shí)驗(yàn)器材是 。 ⑤.怎樣才能改變電阻兩端的電壓？ 4、展示學(xué)生關(guān)于改變電阻兩端的電壓設(shè)計(jì)的電路圖： ①.部分學(xué)生會(huì)通過(guò)改變干電池的節(jié)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)或通過(guò)學(xué)生電源來(lái)提供不同電壓。 ②.部分學(xué)生是通過(guò)滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)電壓分配，從而達(dá)到改變電阻兩端的電壓。 分析兩種設(shè)計(jì)電路的如何改變定值電阻兩端的電壓，比較兩種設(shè)計(jì)方案哪一種更容易成倍改變電阻兩端的電壓，更容易操作，選擇合理的設(shè)計(jì)方案。 （設(shè)計(jì)意圖：低起點(diǎn)、小坡度、階梯式設(shè)計(jì)問(wèn)題，適當(dāng)降低思維難度，增加學(xué)生課堂思維密度，讓不同層次的學(xué)生都能體會(huì)到成功的喜悅。） 5、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： 屏展動(dòng)畫(huà)：根據(jù)電路圖連接電路。 學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作前出示以下“溫馨提示”的內(nèi)容，提醒學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要注意的問(wèn)題。 溫馨提示： ①.小組成員分工合作； ②.及時(shí)記錄測(cè)量數(shù)據(jù)； ③.連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng) 斷開(kāi) ； ④.開(kāi)關(guān)閉合前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于 阻值最大端 。 （設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生分析理解如何根據(jù)電路圖連接電路，并強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問(wèn)題。） 6、打開(kāi)《探究學(xué)習(xí)活動(dòng)卡》（見(jiàn)附件1），開(kāi)始實(shí)驗(yàn)探究： 動(dòng)畫(huà)展示實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程：閉合開(kāi)關(guān)后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使R兩端的電壓成整數(shù)倍地變化（便于測(cè)量），讀出每次電阻R兩端的電壓值和通過(guò)的電流值，并記錄數(shù)據(jù)。 （學(xué)生分為若干探究小組，組內(nèi)成員分工合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。教師巡回指導(dǎo)，注意觀察學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，作為評(píng)估實(shí)驗(yàn)的參考。） 7、分析與論證： 引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)附件2），得出電流與電壓之間的定量關(guān)系： 在電阻一定的情況下，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓 。 進(jìn)一步提出問(wèn)題：還可以用什么方法分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？ 提出利用圖像法分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法。 在坐標(biāo)系中描點(diǎn)并畫(huà)出函數(shù)圖像，分析圖像特點(diǎn)，確定結(jié) 論的正確性。（學(xué)生圖像見(jiàn)附件2） 8、評(píng)估與交流： 小組交流討論不同實(shí)驗(yàn)小組數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合比較，得出實(shí)驗(yàn) 結(jié)論是本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn)之一，因此應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn) 操作過(guò)程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)結(jié)論做出客觀的評(píng)估。 （以下作為參考問(wèn)題） ①.你在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有哪些成功與不足之處？ ②.比較你所在小組得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論與其他小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)論有什么差別？ ③.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論與開(kāi)始的假設(shè)有什么差異。 ④.分析產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差的原因。是關(guān)鍵點(diǎn)之一，教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)探究的全過(guò)程進(jìn)行評(píng)估。 （設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)探究活動(dòng)，一方面培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，另一方面讓學(xué)生通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)更深入的分析，得出電流與電壓的定量關(guān)系。） 二、探究電流與電阻的關(guān)系： 1、提出問(wèn)題：通過(guò)導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體電阻有怎樣的關(guān)系？ 2、猜想與假設(shè)： 它們之間可能的數(shù)量關(guān)系是什么？ 猜想1：導(dǎo)體的電阻越大，通過(guò)的電流越小。 猜想2：通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。 3、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)： 以提問(wèn)方式進(jìn)行引導(dǎo)： ①.控制哪些量改變哪些量？ ②.如何改變電阻？ ③.怎樣才能控制電阻兩端的電壓不變？ 根據(jù)討論的結(jié)果確定設(shè)計(jì)方案，如下圖： 4、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： 實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程： （1）閉合開(kāi)關(guān)后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使R兩端的電壓為適當(dāng)值。 （2）更換不同電阻（成整數(shù)倍地變化），調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使R兩端的電壓保持不變。記錄通過(guò)的電流值。 5、分析與論證： 引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)附件3），得出電流與電阻之間的定量關(guān)系： 在導(dǎo)體兩端電壓一定的情況下,通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻 。 在坐標(biāo)系中描點(diǎn)并畫(huà)出函數(shù)圖像，分析圖像特點(diǎn)，確定結(jié) 論的正確性。（見(jiàn)附件3） 6、評(píng)估與交流： 學(xué)生對(duì)自己的探究過(guò)程進(jìn)行回顧、反思，思考在探究中哪些問(wèn)題不清楚，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否科學(xué)合理，操作中會(huì)造成誤差的因素可能有哪些——通過(guò)評(píng)估，能使學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足，及時(shí)總結(jié)，不斷提高。 （設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手操作能力、觀察思維能力，而且使學(xué)生在獲取知識(shí)的同時(shí)，體會(huì)歐姆定律發(fā)現(xiàn)的邏輯過(guò)程，感受實(shí)驗(yàn)成功的喜悅。） 三、想想議議： 利用“探究電壓與電流的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算 并與電阻R比較，看看電阻R與 有什么關(guān)系？ （設(shè)計(jì)意圖：理解并鞏固本節(jié)課所學(xué)知識(shí)，為歐姆定律的學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。） 根據(jù)已掌握的電學(xué)知識(shí)猜想電流大小與電壓的定量關(guān)系。 小組討論分析問(wèn)題,設(shè)計(jì)探究方案，畫(huà)出電路圖 分析討論： 這兩種設(shè)計(jì)方案如何完成實(shí)驗(yàn)探究，并比較兩種設(shè)計(jì)方案的準(zhǔn)確性和操作難易度。 明確實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題。 借助《探究學(xué)習(xí)活動(dòng)卡》完成實(shí)驗(yàn)探究。 分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論。 在坐標(biāo)系中描點(diǎn)并畫(huà)出函數(shù)圖像，結(jié)合圖像特點(diǎn)確定結(jié)論的正確性。 引導(dǎo)學(xué)生對(duì)不同小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合比較，分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的得與失。 根據(jù)已掌握的電學(xué)知識(shí)猜想電流大小與電阻的定量關(guān)系。 分析討論： 改變接入電路的電阻值時(shí)如何控制電阻兩端的電壓不變，認(rèn)識(shí)到滑動(dòng)變阻器在電路中控制電壓的重要作用。 進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并畫(huà)出函數(shù)圖像 引導(dǎo)學(xué)生對(duì)不同小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合比較，分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的得與失。 分析討論： 電阻R與的關(guān)系 三、盤點(diǎn)收獲 梳理、鞏固節(jié)課所學(xué)的知識(shí) 組內(nèi)討論本節(jié)課你有哪些收獲？還有什么困惑？ （設(shè)計(jì)意圖：及時(shí)總結(jié)在知識(shí)與學(xué)習(xí)方法上的收獲，使知識(shí)內(nèi)化形成學(xué)生的能力。） 學(xué)生交流討論做合理有效的整理。 四、課堂檢測(cè) 見(jiàn)附件2。（教師巡視指導(dǎo)） 完成練習(xí)。 五、布置作業(yè) 1.查閱相關(guān)資料，分析如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)才能減小誤差？ 課后完成 【板書(shū)設(shè)計(jì)】： 一、通過(guò)導(dǎo)體的電流大小與導(dǎo)體電阻和導(dǎo)體兩端電壓的定量關(guān)系？ 1. 在電阻一定的情況下，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓 。 2. 在導(dǎo)體兩端電壓一定的情況下,通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻 。 探究學(xué)習(xí)活動(dòng)卡 一、實(shí)驗(yàn)探究：通過(guò)導(dǎo)體的電流大小與導(dǎo)體電阻和導(dǎo)體兩端電壓的定量關(guān)系？ 1． 實(shí)驗(yàn)電路圖: 2．根據(jù)電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并記錄數(shù)據(jù)： 表一：保持電阻不變時(shí)，探究電流與電壓的關(guān)系 請(qǐng)注意:調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器可以改變電阻兩端的電壓，及時(shí)記錄電壓、電流的值。 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 電阻R/Ω 電壓U/V 電流I/A 1 R= 2 3 表二：保持電壓不變時(shí)，研究電流與電阻的關(guān)系 請(qǐng)注意：更換阻值不同的電阻后，要控制電阻兩端的電壓不變，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)保持個(gè)定值，觀察電阻并記錄電流的值。 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 電壓U/V 電阻R/Ω 電流I/A 1 U= 5 2 10 3 15 3．實(shí)驗(yàn)結(jié)論： ①在電阻一定的情況下，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓 。 ②在導(dǎo)體兩端電壓一定的情況下,通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻 。 4．圖像法處理數(shù)據(jù)： 附件2： 附件3： 附件4： 反饋練習(xí)： 1．根據(jù)歐姆定律，下列哪種說(shuō)法是正確的（ ） A．通過(guò)導(dǎo)體的電流越大，這段導(dǎo)體的電阻就越小 B．導(dǎo)體兩端的電壓越大，這段導(dǎo)體的電阻就越大 C．導(dǎo)體的電阻與電壓成正比，與電流成反比 D．導(dǎo)體兩端的電壓越大，這段導(dǎo)體中電流就越大 2．某導(dǎo)體兩端的電壓為5V,通過(guò)它的電流是0.1A，該導(dǎo)體的電阻是 Ω；若它兩端的電壓為2.5V，則通過(guò)它的電流變?yōu)? ；電阻是 Ω。 3.如圖所示的電路中，電源電壓恒定，R1為定值電阻，閉合開(kāi)關(guān)S滑動(dòng)變阻器R2的滑片P由b端移到a端的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ ） A.電壓表和電流表的示數(shù)都變大 B.電壓表和電流表的示數(shù)都變小 C.電壓表的示數(shù)變大，電流表的示數(shù)變小 D.電壓表的示數(shù)變小，電流表的示數(shù)變大 4.下列圖象中，能正確表示定值電阻上的電流與兩端電壓關(guān)系的是 5.如圖所示電路中，電源電壓保持不變，閉合開(kāi)關(guān)S后，將滑動(dòng)變阻器R的滑片P向左移動(dòng)，在此過(guò)程中（ ） A.電壓表V1示數(shù)變小，電壓表V2示數(shù)變大 B.電流表A示數(shù)變小，電壓表V1示數(shù)不變 C.電流表A示數(shù)不變，燈泡L亮度變亮 D.電壓表V1示數(shù)不變，燈泡L亮度變暗 6.在探究“電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中： （1）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)處于 （選填“斷開(kāi)”或“閉合”）狀態(tài)。 （2）小明按左圖連好電路后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù)，電壓表有示數(shù)，其原因可能是 （只填序號(hào)） A．電流表斷路 B．R斷路 C．R短路 （3）排除故障后，小明將5Ω的電阻接入電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)為1.5V，電流表示數(shù)（如右圖所示）為 A． （4）小明再分別換接10Ω、15Ω的電阻，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到表一中另兩組數(shù)據(jù)。分析表一數(shù)據(jù)，可得出結(jié)論：保持電壓不變時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成 比。 表一： 電阻R/Ω 5 10 15 電流I/A 0.15 0.10 （5）小麗在做此實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次只更換電阻，測(cè)得相應(yīng)的電流值，如表二所示，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，她無(wú)法得到與小明相同的結(jié)論，其原因是 。 表二： 電阻R/Ω 5 10 15 電流I/A 0.3 0.2 0.15 7.做探究“電阻一定時(shí)，電流與電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中可供使用的器材有： A．電流表(量程0～0.6A，0—3A) B．電壓表(量程0～3V，0—15V) C．定值電阻R1 (阻值為30Ω ) D．定值電阻R2 (阻值為10Ω ) E．滑動(dòng)變阻器Rl (10Ω，2A ) F．滑動(dòng)變阻器R2(100Ω，1A) G．干電池二節(jié)(一節(jié)電壓為1.5V) H．開(kāi)關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干。則： 現(xiàn)利用以上部分器材，操究“電阻一定時(shí)，電流與電壓的關(guān)系”，要求實(shí)驗(yàn) 過(guò)程中電流表的最大示數(shù)能超過(guò)電流表量程的一半，同時(shí)又考慮操作的方便，則： (1)用來(lái)探究的定值電阻R應(yīng)選 ，滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選 (選填實(shí)驗(yàn)器材前的字母代號(hào))，電流表的量程宜選 。 (2)、根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，在如圖所示的虛線框內(nèi)，正確畫(huà)出實(shí)驗(yàn)所需的電路圖。(其中，部分電路已畫(huà)出) (3)、根據(jù)所畫(huà)的電路圖，用筆代替導(dǎo)線將實(shí)物圖連接起來(lái)，要求滑動(dòng)變阻器的滑片P向左滑動(dòng)阻值變小，使之成為符合實(shí)驗(yàn)要求的電路。（其中，部分導(dǎo)線已連好) (4)某小組的同學(xué)還想通過(guò)此連接好的電路測(cè)量所選定值電阻的阻值。如果要比較精確測(cè)量所選定值電阻的阻值，要求電表的指針至少達(dá)到量程的三分之一，同時(shí)又要防止損壞電表，那么滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值變化范圍是 Ω。 附：反饋練習(xí)答案： 1.D； 2.50,0.05,50； 3.A； 4.A； 5.A； 6.斷開(kāi)；B；0.3；反；沒(méi)有控制電阻兩端的電壓不變； 7.D；E；0——0.6A；0—5