电流与电压和电阻的关系教学设计

发表时间:2021/4/6   来源:《中国教师》2021年1期   作者:徐磊
[导读] 学会用电压表和电流表同时测量电阻两端的电压和其中的电流
        徐磊
        湖北省秭归县归州镇初级中学    443601
        学习目标:
        1.知识与技能
        学会用电压表和电流表同时测量电阻两端的电压和其中的电流
        能说出导体中的电流与导体两端的电压成正比
        知道滑动变阻器在电路中的作用
2.过程与方法
        通过实验探究电流与电压和电阻的关系,经历科学探究的全过程
        会观察、收集、分析实验中的数据,尝试采用图像法分析实验数据,培养学生的分析归纳能力
3.情感、态度与价值观
        在数据收集过程中,培养学生实事求是的科学态度
        在实验过程中培养学生的合作意识和与他人交流的意识。
教材分析:
        本节课是一个完整的科学探究过程,让学生经历科学的探究,学习科学猜想、设计实验、设计实验表格、实验操作、分析论证及评估。同时,进一步熟悉探究实验中常用的一种方法——控制变量法。因此,本节课无论在知识学习上、还是在培养学生运用知识解决实际问题的能力上都具有十分重要的作用。
学情分析:
        学习本节课前,学生会使用电流表、电压表测量数据,对控制变量法的研究思想有所了解,也有运用图像分析处理数据的基础。分别学习了电流、电压、电阻知识,但对电流与电压、电阻之间的联系,认识是定性而又肤浅的,没有形成科学体系。同时,在实验电路设计和数据分析方面是薄弱环节,需要教师加以引领。
教学重点:
        运用控制变量的方法来设计和完成实验
教学难点:
        1.运用控制变量的方法来设计和完成实验
        2.利用图像对实验数据进行分析
教学器材:
        学生用:电源(3节干电池串联)、导线、开关、电流表、电压表、定值电阻(5Ω、10Ω)、滑动变阻器
教学过程:
一、新课引入
        演示1:播放实验视频:将一个电阻分别接入电压不同的电路中,学生观察现象。提问:实验表明电路中电流的大小与什么因素有关?追问:有怎样的关系?在两次实验中控制了什么因素相同? 得出什么结论?
        演示2:播放实验视频:将铜丝与镍铬合金丝分别与小灯泡串联,然后接入等压的电路中,学生观察现象。提问:这两次实验表明电路中电流的大小与什么因素有关?追问:有怎样的关系?在两次实验中控制了什么因素相同? 得出什么结论?
        从上面两个实验我们知道了电路中的电流与电压和电阻的定性关系,今天,我们一起探究:电路中的电流与电压和电阻之间的定量关系,引入新课并出示新课题。
二、进行新课
   提出问题:你认为电路中的电流与电压和电阻之间存在怎样的定量关系呢?学生茫然……。教师板书I、U、R。

 两个量影响电流,我们要探究一个量对电流的影响,怎么办?引导学生回答控制变量法。
探究一:探究电流和电压的定量关系
        1.提出问题:你认为电流和电压之间存在什么定量关系?学生猜想……,说出依据。同学们的猜想是否正确,需要设计实验来验证。
        2.设计实验:(学生回答,教师出示磁性仪器)
        思考1:  完成该实验,需要控制的不变量什么?如何控制其不变?
                 (灯泡和定值电阻,我们选什么作为研究对象?为什么?)
        思考2:  该实验变量是什么?如何改变?
(A:改变电池的个数可以改变电压;B:可以串联滑动变阻器来改变定值电阻两端的电压)我们选用哪种方法?为什么?
        思考3: 既然是研究电流与电压的定量关系,我们需要测出哪几个物理量?电路中要有什么测量仪器?我们的实验电路……
请学生画出电路图,学生边画边思考:我们在连接电路时,注意哪些问题?

        3.进行实验:
        学生连接电路,教师巡查。
        4.进行实验与收集数据填表P75。
        5.分析与论证。
        a.学生分析自己的实验数据得出结论。
        b.在教师的引导下借助图象法P75,学生通过已有的数学知识总结电流与电压的关系。
(在这个实验中,我们控制了影响电流的另一个因素不变,什么因素?实验结论应该怎么表述?)
        结论:在电阻一定的情况下,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。
(引导学生再观察数据:R一定时,U与I的比值_____)

三、当堂练习
1、刘阳同学想利用如图所给实验器材,探究电流与电压的关系。
(1)在电压表尚未接入电路之前,已存在两处明显的连接错误,请你指出:A        , B      。
(2)在本实验中,若探究电流与电压的关系,应控制     不变,这种研究问题的方法叫做                 。
(3)在探究电阻一定时,电阻上的电流跟两端电压的关系的过程中,使用滑动变阻器的目的          。



2、一个电阻两端的电压为3V时通过的电流为0.3A,当电压增大到6V,那么它的电流为       A;如果要使电流为0.1A,那么电压为        V。


四、课堂小结
探究一:电阻一定时,电流与电压的关系
电路图:

滑动变阻器的作用:
①护电路
②改变定值电阻两端的电压

实验结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。

五、课后活动
《长江作业》

六、教学后记:
        本节课学生要经历一个完整的探究过程。学生学习电学后,第一次同时使用电流表、电压表和滑动变阻器。如何阶梯式地引导每一位学生积极参与并有效学习?如何落实物理学科的核心素养?如何把控好各个环节的时间?都需要教师精心设计。

教学反思
        本节内容共有两个实验需要探究,课标要求两个学时完成。若一节课只探究一个实验,整节课教学进程顺畅,学生掌握情况较好,但感觉又过于平淡,缺少深度。一节课若设计两个实验,深度够了,但导致整堂课节奏太快,学生掌握情况较差。鱼与熊掌不可兼得,这正是我以后在遇到类似情况时,需要深思的问题。
        学生是学习的主人,是学习的主体。教学中只有充分调动学生认知的,情感的,行为的等方面的因素,让学生进入一种自主的学习境界,才能充分发挥学生的主观能动性,所有老师都注重了学生在课堂中的主体地位,学生参与度高。
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