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教材版本:人教版初中物理八年级下册第七章《欧姆定律》 课题:探究电阻上的电流跟两端电压的关系(课堂实录)
【教学目标】: 知识与技能:
1、通过实验探究得出并认识电流、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、会使用滑动变阻器来改变部分电路两端的电压。 过程与方法:
1、通过探究过程进一步体会科学的探究方法。
2、体会用“控制变量”的研究方法研究物理规律的思路,学习用图像研究物理问题。 3、通过实验分析和探索的过程,提高根据实验数据归纳物理规律的能力。 情感、态度与价值观
1、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。 【重点与难点】
1、通过经历完整的实验探究,认识电流、电压和电阻的关系
2、运用控制变量法对实验数据进行分析,利用函数图象分析电流、电压和电阻的关系 【课前准备】
干电池(3节)、开关、导线、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω)滑动变阻器、电压表和电流表。 【思路】
本节课的内容有两个方面:一是探究电流跟电压的关系;
二是探究电流跟电阻的关系。
首先以生活实际为基础,提出问题,激发学生学习的欲望,让学生自己通过猜想设计实验方案,选用器材进行实验,再应用数学手段分析电流跟电压和电阻的关系,体会其中“控制变量”的实验方法,在期间教师可根据实际情况对实验的各个环节进行适度的提醒、引导、示范、演示和个别辅导。
本节课的教学关键是组织好探究活动。 课时安排:1课时 【教学过程】:
【创设情境,引入新课】:
出示亮度可调节台灯,调节台灯亮暗旋钮,改变台灯亮度,引发学生思考。大家觉得灯泡的亮暗与什么有关呢?
(实验现象虽然简单,但学生仍然觉得非常有趣,都在积极的思考,并踊跃回答) 生:是通过灯泡的电流发生了变化。
生:灯泡变暗发生变化是灯泡两端的电压改变造成的。 (引发学生思考,但不急于得出结论)
老师这儿有干电池(3节) 、 开关、 导线、小灯泡2.5V,4.5V各一个)、滑动变阻器等器材,谁能连接一个简单的电路,让小灯泡亮起来呢?
(学生们跃跃欲试,参与意识高涨,课堂气氛热烈) 学生连接好电路后,教师提出问题。
我们如何能够改变灯泡的亮度呢?请同学上来帮助改装一下? 【师生交流,动手实践】
1、改变电池节数
2、采用滑动变阻器
3、采用同样的电源换用不同的灯泡
(学生在观察的过程中发出惊奇的声音,并同时思考着)
(通过问题引导引发学生思考,并通过自己的实践去完成任务,体验思考带来的成功的喜悦)
通过上述实验,同学肯定意识到了通过导体电流的大小跟导体两端的电压和导体的电阻这两个因素有关。那么电流与电压、电阻之间的有什么样的定量关系呢?这就是我们这节课要探究的课题。(板书课题) 【设计实验,进行探究】:
根据探究实验的一般过程,首先请同学们猜想电流与电压、电阻之间有什么样的关系?说出依据并作出假设。
生:导体中的电流可能与导体两端的电压成正比;依据是电池节数越多小灯泡越亮。 生:导体中的电流可能与导体的电阻成反比;依据是不改变电池节数,2.5V与4.5伏的小灯泡亮度不同。
(应该注意:猜想不是瞎猜、乱猜,学生的猜想都应该引导学生在原有知识的基础上有根据,符合逻辑进行猜想。所以在这里设计实验,让学生通过实验猜想。)
上面的实验告诉我们电流可能受电压和电流两个因素的影响,如果两个因素同时变化(即在改变电压的同时,也改变电阻),能否判断电流变化是什么因素引起的吗?
生:不能
那么我们应该采用怎样的方法去研究这三个变量之间的关系呢?
生:应该保持其中的一个变量不发生改变研究另外两个变量之间的关系。 (学生讨论说出,大家的脸上流露出一种成功的喜悦)
大家说的很好,在物理学中,一个物理量往往受两个或多个因素影响,为了研究这个量与其中的一个因素的关系,可以固定其他的一些因素,只改变一个,以此进行实验研究,这种研究物理问题的方法叫“控制变量法”那么我们今天就要利用控制变量法来探究电阻上电流与电压之间的关系。
(通过对多变量问题的研究使学生能够对物理研究方法-控制变量法有更为深刻的了解和掌握为今后物理实验的研究打下基础)
(1)探究电阻一定时,电流跟电压之间的关系
若要研究电流与电压的关系,应保持电阻不变,要测量电阻两端的电压和通过它的电流应设计一个什么样的电路,我们如何改变电阻两端的电压呢?
生:可以改变电池的节数
生:可以通过滑动变阻器去改变电阻两端的电压 【师生互动】:共同讨论实验的最佳方案
(在此学生经过讨论都会选择滑动变阻器去进行实验,并借此契机去找同学口述采用滑动变阻器的好处。在活动过程中,要让学生学会合作交流。)
(a)请学生根据最佳方案画出电路图
(一切准备就绪学生已按捺不住自己的情绪,急于验证自己所设计的实验,学习气氛浓厚)
此时教师提出让学生互相说说实验中应注意的操作规范,说完后教师以试题的形式出现加深学生记忆,并保证实验的顺利进行。
(学生在活动中互相说,互相纠错,充分体现出了合作学习的好处,课堂气氛愉快热烈) (b)电脑出示实验中应注意的问题: ①连接电路时,开关应处于 状态。 ②滑动变阻器的滑片处于阻值 位置。
③注意认清电压表、电流表的 接线柱。电压表应与电阻 连。电流表应与电阻 连。
④电压表量程选 V,电流表量程选 A。
⑤闭合开关前,应 电路,确认无误后方可进行实验。
(根据学生的填写情况,教师给予纠正) 【学生动手,分组实验】:
实验中,闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片,使R两端的电压成整数倍地变化(如1V、2V、3V),读出每次加在R上的电压值和电流值,并填入下列表格中,并在图中画出电阻的U—I关系图象 R =10Ω 电压U(V) 1 1.5 2
电流I(A) 0.1 0.15 2
(c)学生分组实验,教师巡视指导,帮助困难学生。
(学生出现的问题是电压表或电流表指针反转;灯泡不亮等,教师可巡回指导,部分快的组可以当老师的助手帮助别的小组,使实验能够达到顺利同步进行)
学生以小组为单位进行实验,并将实验中测得的数据填到设计的表格中。并在图中画出电阻的U—I关系图象
(d)请学生分析实验表格中的数据,当电压成倍数地增大时,电流是怎样变化的?由此可以归纳出什么结论?
通过描点、连线后,你得到一条什么线?
请同学们利用所学的函数知识,来确定图象的函数表达式。 (分析过程中,老师注重学生对数据分析能力的培养)
生:归纳总结:在电阻一定的情况下,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。 (2)探究电压一定时,电流与电阻之间的关系
(a)利用刚才的电路如何用实验研究电流跟电阻的关系?
生:换用不同的电阻。
(b)在改变电阻时,加在电阻两端的电压也要改变,怎样才能保持每次电阻两端的电压不变呢?
【学生动手,分组实验】:
(c)实验中,换用不同的电阻,闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片,使R两端的电压(如U=2V)保持不变,读出每次R的电阻值和电流值,并填入表格中 U =
电阻R5 10 15 (Ω) 电流I0.4 0.2 0.15 (A) (d)教师巡视指导,帮助困难学生。 (e)请学生分析实验表格中的数据,当电阻成倍数地增大时,电流是怎样变化的?由此可以归纳出什么结论?
生:归纳总结:在电压一定的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
以上两个结论是同学们通过分析实验数据归纳得出的。在这之前,科学家们已经进行了大量的实验,并证明了上述结论是正确的。
(在这段教学中教师合理地启发学生选择实验器材,设计实验电路图,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作用。这样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,感受欧姆定律发现的逻辑过程,感受实验成功的喜悦)
【分析论证,交流评估】
(学生小组内讨论)
让学生讨论在实验中遇到的问题以及自己对问题的看法和解决办法,教师引领回答几个大家普遍遇到的问题。 【课堂小结】
请你查看笔记,回顾一下本节课我们所学的内容,你会了吗?让我们来检测一下吧! (一分钟让学生对所学内容留有回味的时间并加深记忆) 【课堂检测,巩固新知】
1、关于电流跟电压、电阻的关系,下列说法中正确的是( ) A、通过导体的电流跟导体两端的电压成正比 B、通过导体的电流跟导体的电阻成反比
C、电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比 D、电压一定时,导体的电阻跟导体中的电流成反比
2、我们在探究电阻上的电流跟两端电压的关系时,要保持 不变,研究电流跟电压之间的变化关系。
3、如果要使电路中的电流从0.2A增大到0.6A,保持这段电路两端电压不变,则电路中的电阻应为原来的 才行。
4、某导体两端的电压为5V时,通过它的电流是0.5A,该导体的电阻是 ?,如果将导体两端的电压增大到10V,通过导体的电流为 A;如果导体两端电压突然变为零,该导体的电阻是 ?。
(通过课堂检测进一步巩固加深知识的消化吸收,达到知识内化,使教学不流于形式,增强其实效性)
【拓展提高】
1、车床照明灯的电压是36V,电阻是720?,求这盏灯正常工作时,通过它的电流为多少? 2、 一只小灯泡正常发光时的电流是0.5A,灯丝电阻是5 ?,要测量灯泡两端的电压,电压表的量程选用多少伏的?
(拓展提高可用于课下学有能力的学生去继续提高,有利于不同层次的学生学习提高)
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