《电流与电压电阻的关系》教案

六、重点及难点
重点： ①引导学生发现电流与电压和电阻的关系； ②电流和电压、电阻间的定量关系的实验设计。 难点： ①电流和电压、电阻间的定量关系的实验设计及学生对实验数据的 分析、归纳并得出结论; ②实验器材多，实验注意点多，动手能力要求较高; ③出现故障的可能性较大，学生很难同步; ④各组实验数据存在差异，与教师期待的数据略有出入。
探究—电流与电压、电阻的关系
设计者（张德文、永登县连城镇初级中学）
一、概述
《探究—电流与电压、电阻的关系》是北师大版义务教育 课程标准实验教科书九年级物理第十二章第一节内容，是得出 电路中最重要的电学规律之一的欧姆定律的前提。这三个物理 量的关系是在学习了电流、电压、电阻等概念以及电压表、电 流表、滑动变阻器使用方法之后的进一步深入，从而使学生的 知识结构更具有系统性。这节课要体现出探究性学习与科学方 法的渗透，重视科学探究过程，让学生在探究过程中体验方 法、学习方法，得出欧姆定律的大概过程。
②电路设计。教师首先画出一个电阻R，启发学生思考：要组成一个 简单电路，需哪些电路器件；要知道电阻R两端的电压和通过电阻R的 电流，需用什么仪器测量，怎么连接？如何改变加在电阻R两端的电压 呢？引导学生逐步完善电路，并让学生画出完整的电路图（如图所 示）。教师用实物投影展示学生设计的实验电路图。
通过实验，进一步猜想：电流与电压成正比吗？ ②演示二：相同电压使不同电阻的灯泡发光。把25瓦和100瓦两只照 明灯（可说明25瓦灯泡的电阻比100瓦的灯泡的电阻大）并联在照明电 路中，观察发光情况。现象：一明一暗，100瓦的灯亮，即电阻小的电 流大。 通过实验，进一步猜想：电流与电阻成反比吗？ 设计意图：引导学生合理猜想，引出探究课题，视频展示台投视演 示，突出效果。 4、学生主体，实验研究，定量探究 以上猜想是否能成立，需经过探索性的定量实验的验证。科学发展 史表明，大部分物理规律的发现是先有科学猜想，后设计实验验证的。 ⑴小组讨论，设计实验 ①研究方法。引导学生回忆研究“电阻大小与导体材料、长度和横截 面积有关”的实验方法，启发学生思考：要研究电流与电压、电阻两个 因素的关系时，应该怎么办？ 学生讨论后回答：本实验必须分两步来完成。第一步，保持电阻不 变，研究电流与电压的关系；第二步，保持电压不变，研究电流与电阻 的关系。最后将两次实验结论综合起来，就能得出电流与电压、电阻的 关系。 教师强调指出：这种研究方法叫“控制变量法”，是科学研究中被广 泛采用的一种方法。教师启发：针对以上两个方案，如何设计实验，需 要哪些实验器材，需要测哪些物理量？ 设计意图：学会用控制变量法探究问题。
设计意图：通过对学生设计的肯定，激发学生学习欲望，且为学生 给出了一个正确的示范。
让学生讨论：对于第一步，调节U(用电压表测)观察I（用电流表 测），并且电压的调节可通过改变电池的节数来实现（电阻R直接接在 电源两端），或者通过电阻R与滑动变阻器串联（上图），移动滑片来 实现。
师生共同讨论：方法一可行，但电压不一定是整数倍增加，显然给 测量带来麻烦，并且实验电路必须多次改接：方法二因为变阻器的作用 可改变电路中的电流，由此可以肯定移动滑片，电阻两端的电压一定要 变化，这种方法只需要连接一次电路，通过连续改变滑片的位置，就可 以改变电阻两端的电压，比方法一好。
继续让学生讨论：对于第二步，要研究I与R的关系，首先要改变上 图中R的值（提供5欧、10欧、20欧的定值电阻），要保持R两端的电压 不变，同样可调节滑片的位置，这样就保证了当改变电阻R的大小时， 通过调节R′的滑片位置，使电压表示数不变，观察电流表示数的变化。
教师强调：要得到一个规律，至少需要几组数据？ 学生：3组。 教师：好，我们在实验中必须收集3组数据才能进行总结分析。 ③表格设计。启发学生：要完成以上实验，还必须测量相关数据， 并把数据填入表格。那么如何设计表格呢？思考后让学生画出有关表格 （如图）。教师用实物投影展示学生的表格。
③在与小组成员合作完成实验的过程中，加强与他人的协 同、合作能力。
三、学习者特征分析
学生在前几章中已经分别学习了电路中的三个基本物理量电流、电 压、电阻，而本节是建立电流、电压、电阻三者关系的课，采用控制变 量法通过实验得出当电阻不变时电流与电压的关系，当电压不变时电流 与电阻的关系，使学生初步建立了电流、电压、电阻的联系。从内容上 看，意在通过实验探究，让学生经历科学探究的全过程，认识影响电流 大小的因素，同时，进一步学习科学探究方法，发展初步的探究能力， 增强与他人协同、合作的能力。
电压U/V 4 6
10
电流I/A 0.5
1 1.25
⑶、在研究电流与电压、电阻关系时，通过移动滑动变阻器的滑片 来 导体两端电压。当研究电流与电阻关系时，用不同阻值接入电路， 每次都通过移动滑动变阻器上的滑片来 导体两端电压值（选填“改 变”、“维持”）。
⑷、如图是小明同学在探究电流跟电压关系后，根据数据画出的U— I图象，由图象可知，R1和R2的大小关系是（ ）
教师：当然，实验误差也会造成实验数据有差异，不一定能得到严 格相等的比例关系。在实验中，我们要尊重事实、实事求是地记录和分 析数据。
设计意图：让学生学会交流，激发学生交流的欲望让学生思维发生 碰撞，取长补短，培养学生实事求是的科学态度。
5、巩固练习，加深理解，提高能力，评估收获 ⑴、在研究欧姆定律的实验中，我们先保持 不变，得出导体中的电 流强度跟这段导体两端的电压关系；然后保持 不变，得出导体中的电 流强度跟这段导体电阻的关系。 ⑵、某同学在探究电压和电流的关系时，记录了如下表的实验数 据，但有两处忘记填写，请你替他补上，
R=___Ω
U=___ V
实验 电压 次序 U/V ① ② ③ Nhomakorabea电流I/ Ａ
实验 电阻R/ 电流I/
次序 Ω
Ａ
①
②
③
表一
表二
设计意图：通过对学生设计的肯定，激发学生学习欲望，且为学生 给出了一个正确的示范。
⑵团结协作，进行实验，收集数据 ①实验操作。依照电路图，指导学生选择器材，连接电路，拟定实 验步骤，动手实验，记录实验数据。 教师：实验中，注意以下问题（展示幻灯片：1、连接电路时，开关 要 ；2、闭合开关前，滑动变阻器的滑片滑到 位置）。1、2、3、4 小组研究保持电阻不变，电流与电压的关系，即保持R不变，调节R′， 使R两端的电压成整数倍增加，测出通过R的电流，记录每次的电压值 和电流值。5、6、7、8小组研究保持电压不变，电流与电阻的关系，即 改变R的阻值，先后用5欧、10欧、20欧的电阻接入，调节R′，保持R两 端的电压不变，记录每次的电阻值和相应的电流值。开始实验，数据记 在设计的表格中。 在学生实验过程中，教师边巡视边指导。鼓励速度快的学生完成另 外一实验，达到因材施教。 设计意图：对实验的总结，为学生的成功探究奠定基础，并让学生 体验团结合作学习。 ⑶小组汇报，分析归纳，系统总结，得出结论 分析比较以上实验数据，组织讨论，系统总结，归纳实验结论。 让学生分析表一，并得出：电流随电压的增大而增大，且电压增大 几倍，电流也增大几倍。结论1：当电阻一定时，电流与电压成正比。 教师强调：电阻不变是前提，电压变化是“因”，电流变化是“果”。 让学生分析表二，并得出：电流随电阻增大而减小，且电阻增大到 几倍，电流就减小到几分之一。结论2：当电压一定时，电流与电阻成 反比。 教师强调：电压不变是前提，电阻不变是“因”，电流变化是“果”。 教师：同样探究这个问题的小组，是否也发现了这样的规律？如果 有的小组有不同结论，与其他同学交流一下，找找原因。（学生间短暂 交流）
七、教学过程
1、提出问题，启动思维，知识铺垫，导入新课 ①教师问：电压的作用是什么？ 学生答：电压是形成电流的必要条件。 ②教师问：电阻表示什么？ 学生答：电阻表示导体对电流有阻碍作用。 教师问：那么电流与电压、电阻有什么关系？、 （学生积极思考） 设计意图：利用学生已经有的一些关于电流与电压、电阻的关系定 性认识电流与电压、电阻的关系。 2、大胆猜想，活化思维，主动探究，形成假设 在学生积极思考的过程中，引导他们大胆假设： ①电压是形成电流的必要条件，学生猜想：电压越高，电流可能越 大。 ②电阻表示导体对电流有阻碍作用，学生猜想：电阻越大，电流可 能越小。学生通过对有关概念的理解，说出了猜想的理由，教师给予肯 定。 教师：牛顿曾说过“没有大胆的猜想，就不会有伟大的发现。”你们
依据本节课的知识结构特点、教学目标和学生实际，确定本节课 为“探究式”课型。即用演示实验、学生实验、学生观察、师生讨论、探 究发现、分析推理为主的多边教学。通过引导和启发学生理解和掌握物 理探究方法，激发学生探究和发现物理规律的动机和兴趣，为学生学习 物理而创造理想的情境。通过学生实验，激发学生学习的兴趣，培养学 生的实验能力和创新精神。结合教材、教育和教学的特点，主要采 用“探究学习”的方法。即让学生通过自己发现物理问题、探究实验过 程，以获取知识并发展探究能力的一种学习方式。在探究学习中，学生 的主要任务不是接受和记忆现成的知识，而是参与知识的发现过程；教 师的主要任务也不是向学生传授现成的知识，而是为学生探究并发现知 识营造情境、创造条件、提供指导和进行评价。
通过本节课学习，主要是为了让学生掌握同一电路中电学 的三个基本物理量之间的关系，进一步了解运用“控制变量 法”研究多个变量间的关系的实验方法，为进一步学习电学知 识打下基础。
二、教学目标分析
1、知识与技能 ①通过实验探究，认识影响电流大小的因素； ②知道导体中的电流与电压、电阻的关系。 ③培养学生依据实验事实，探索、分析推理、归纳得出物 理规律的能力，以及利用物理规律解释同类物理现象的能力， 使学生接受科学思维方法的训练； ④培养学生的动手能力和创新精神。 2、过程与方法 ①通过探究过程进一步体会猜想与假设、设计实验、分析 论证、评估等探究要素； ②通过制定研究方案进一步体会“控制变量”这一重要的研 究方法。 ③初步掌握利用探究性实验研究物理问题，并归纳得出规 律的一般研究方法； 3、情感、态度与价值观 ①在数据收集的过程中形成实事求是的科学态度； ②通过探究，揭示隐藏的物理规律，感受探索的乐趣；