1、1第二节 科学探究:欧姆定律教学目标【知识与技能】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.尝试用图像法来分析实验数据。通过实验探究,进一步熟悉科学探究中被广泛采用的一种方法“控制变量法”。3.通过实验探究电流跟电压和电阻的定量关系,分析归纳出欧姆定律。4.会运用欧姆定律分析解决简单的电路问题。【过程与方法】让学生经历“猜想实验归纳验证”的教学过程,探究电流跟电压和电阻的关系,从中培养学生动手操作、合作交流、逻辑推理的能力。【情感态度价值观】实验过程中,要求学生分工明确,严格执行仪器的使用规则,读取数据要细心、认真,力争使每个小组 收集到的数据 真实、准确。引导学
2、生运用数学知识探讨实验记录中物理量之间的定量关系;评估时,引导学生大胆发表独立见解,对不同小组的数据进行综合和比较,正确对待实验中的失误,实事求是,培养学生严谨的科学态度。教学重难点【教学重点】电流与电压、电阻的关系,欧姆定律的内容及其表达式、变换式的物理意义。【教学难点 】探究电流与电压、电阻关系的实验设计,用图像法分析实验数据,对实验结果进行评估。教学过程一、新课导入阅读电压、电阻、电流的对白:电压:我是电压,我对电流传递正能量!我大,我的电流兄弟就大!电阻:我是电阻,实在汗颜,我是阻挡电流通过越多,我的电流难兄就越小!电流:我是电流,我的成长离不开你们的关爱,我需要你们!大家想一想:电流
3、和电压、电阻存在着什么样的定量关系呢?二、教学步骤探究点 1 电流的大小与哪些因素有关阅读课本P97 “电流的大小与哪些因素有关”。小组讨论(1)猜想:电流与电压是什么关系?电流与电阻 是什么关系?(2) 怎样 探究电流与电压、电阻的关系?(3)能不能说,电阻一定时, 导体中的电压与电流成正比关系?电压一定时,导体中的电阻与电流成反比关系?实验(一)探究电流与电压的关系:1.画出实验电路图,如图所示。22.选用 5 的定值电阻,根据电路图连接实物图,在连接实物图的过程中,开关应处于断开状态,滑动变阻器的滑片置于阻值最大处。3.闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,分别测出 4 组电压值和电流值,并将
4、测量结果填入表一中。表一电压 U/V 1 2 3 4R =5 电流 I/A 0.2 0.4 0.6 0.84.绘制图像:用横坐标表示电压,纵坐标表示电流,根据表一中电压与电流的对应数据,在坐标系中描点,然后将各点用平滑的线段连接起来,就能得到 I-U 图像,如图所示。(二)探究电流与电阻的关系:1.仍然利用刚才连接的电路,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数是 2 V 时,记 下电 流表的示数,把测量结果 填入表格二中。2.把 5 的电阻取下,再分别把 10 、15 、20 的电阻接入电路,分别测得电压是 2 V 时的电流表的示数,把测量结果填入表二中。表二电阻R/ 5 10 15 20U=2
5、 V电流 I/A 0.4 0.2 0.13 0.13.绘制图像:用横坐标表示 电阻,纵坐标表示电流,根据表二中电阻与电流的对应数据,在坐标系 中描点,然后将各点用平滑的线段连接起来,就能得到 I-R 图像,如图所示。分析(1)电流、电压、电阻的关系: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;在电压一定的情况下,导体中的电流与导体的电阻成反比。(2)探究电流与电压、电阻关系的思路:3因素 电压 电阻 探究的问题改变 不变 探究电流与电压的关系是否改变 不变 改变 探究电流与电 阻的关系(3)不能说电阻一定时,电压与电流成正比。这里存在着一个逻辑关系问题。物理量之间存在着一定的因果
6、关系,电压是因,电流是果,是因为导体两端加了电压,导体中才有电流,不是因为导体中有 了电流,导体两端才有了电压,因果关系不能颠倒。不能说电压一定时,电阻与电流成反比。我们知道,电阻是导体本身的一种性质,即使导体中没有电流,导体也会有电阻,导体不会因为通过它的电流的改变而使导体的电阻发生改变。归纳提升(1)“图像法”:定值电阻的 I-U 图像是一条过原点的直线, 该图像表明,电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。定值电阻的 I-R 图像是一条曲线,该曲线表明,电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。(2)“控制变量法”:研究电流与电 压、电阻的关系时,首先保持电阻不变,探究电流与电
7、压的关系;再保持电压不变,探究电流与电阻的关系。这种研究方法称为控制变量法。控制变量法是设计实验方案、分析实验数据、表述实验结论的依据。探究点 2 欧姆定律阅 读课本P100 “欧姆定律”。思考(1)欧姆定律的内容是什么?(2)欧姆定律用哪个公式来表示?它的变形式有哪些?(3)欧姆定律的实质是什么?(4)欧姆定律成立的条件是什么?(5) 欧姆定律有哪些应用?提示(1)内容:一段导体中的电流,跟加在这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。(2)公式: I= ,变形式: U=IR、 R= 。(3)实质:反映了一段导体中的电流跟电压和电阻之间的定量关系。(4)使用条件: I、 U、 R 是
8、指同一段电路中的电流、电压和电阻。(5)应用:欧姆定律公式明确了三个物理量之间的关系,在一段电路中,只要知道了I、 U、 R 中的任意两个物理量,就可以根据欧姆定律算出第三个物理量。小组讨论(1)怎样理解公式 R= ?(2)电流表为什么不能直接接到电源上?电压表为什么能直接接到电 源上?分析(1)导体的电阻在数值上等于导体两端的电压跟通过导体电流的比值。不能认为“电阻跟电压成正比,跟电流成反比”。因为电阻的大小只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,而与电流、电压无关。(2)电流表自身的电阻很小,如果把电流表直接接到电源两极上,通过电流表的电流很大,会烧坏电流表。电压表自身的电阻很大,把电压
9、表直接接到电源上,通 过电压表的电流很小,电压表不会被烧坏,且能测出电源电压的大小。三、板书设计第二节 科学探究:欧姆定律41.电流与电压、电阻的关 系(1)研究思 路:控制变量法(2)实验电路图(3)更换调节(4)实验结论(5)电流与电压、电阻的关系图像2.欧姆定律(1)内容:一段导体中的电流,跟加 在这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比(2)公式及变形式: I= 、 U=IR、 R=(3)实质(4)应用欧姆定律应注意的问题同一性同时性统一性 公式变形: U=IR、 R= 推导式: R=教学反思探究电流与电压、电阻的关系时,因为研究的是一个量跟多个量之间的关系,学生在已有经验的基础上,可以利用控制变量法设计实验方案、分析实验数据、表述实验结论。用图像法表示电流与电阻的关系时,因为它们是反比例 图像, 学生画起来感觉困难,对此可进行转化,即画 I 与 的图像,这样就把成反比例转化为成正比例来作图,学生对此较容易接受。5
