粵滬版《探究歐姆定律》教案設(shè)計

時間：2024-08-12 04:08:51

粵滬版《探究歐姆定律》教案設(shè)計

粵滬版《探究歐姆定律》教案設(shè)計

　　1．目標

　　知識與技能

　　⑴理解歐姆定律，并能運用歐姆定律進行簡單的計算。

　　過程與方法

　　⑵運用控制變量法探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系，歸納得出歐姆定律。

　　情感態(tài)度與價值觀

　　⑶體驗探究自然規(guī)律的曲折和樂趣，激發(fā)學(xué)生的好奇心，增強學(xué)習(xí)的興趣和克服困難的信心。

　　2．教材說明

　　本節(jié)主要內(nèi)容有：實驗探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系，歐姆定律的內(nèi)容和公式。

　　前面學(xué)習(xí)了電學(xué)中的三個基本物理量：電流、電壓、電阻，本節(jié)通過科學(xué)探究建立電流、電壓、電阻之間的定量關(guān)系，得出電學(xué)中重要的基本規(guī)律――歐姆定律。

　　教材的編寫思路：本節(jié)教材與傳統(tǒng)教材的重要區(qū)別，就是本教材更加重視過程與方法、情感態(tài)度與價值觀的教育。學(xué)生已經(jīng)學(xué)過電流、電壓和電阻，但是并不明白它們之間的關(guān)系，教材從學(xué)生熟悉的電學(xué)現(xiàn)象出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生思考電流與電壓、電阻之間的關(guān)系，讓學(xué)生先提出自己的猜想，再來設(shè)計實驗，通過實驗收集數(shù)據(jù)，最后歸納得出電流與電壓、電阻的定量關(guān)系。這樣不僅加深了學(xué)生對歐姆定律的理解，而且培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)探究的能力和興趣，讓學(xué)生真正學(xué)會用控制變量法進行實驗探究。

　　本節(jié)重點：歐姆定律是本章的重點，課標要求學(xué)生“理解”，而且能進行簡單的計算。探究歐姆定律的實驗，能夠培養(yǎng)學(xué)生正確使用儀器儀表（電流表、電壓表、滑動變阻器等）的能力和連接電路的能力，同時讓學(xué)生學(xué)會用儀器儀表去探索物理規(guī)律、用控制變量法研究多個因素的關(guān)系，還有利于培養(yǎng)學(xué)生的合作交流意識和處理信息的能力。所以歐姆定律及其探究過程是本節(jié)教學(xué)的重點。

　　本節(jié)教學(xué)難點：對學(xué)生來說，探究歐姆定律的實驗，電路比較復(fù)雜，測量的數(shù)據(jù)較多，又要控制變量，操作起來比較麻煩，所以學(xué)生設(shè)計并進行實驗探究歐姆定律，是本章教學(xué)的難點。

　　本節(jié)是一堂重要的科學(xué)規(guī)律探究課，教師決不能僅僅停留在如何“教會”學(xué)生記住結(jié)論，“學(xué)會” 套用公式解題這個層面上，更應(yīng)多方面關(guān)注學(xué)生的“學(xué)”。在備課和課堂教學(xué)中，教師要更多地站在學(xué)生的角度分析教材、調(diào)控課堂，讓學(xué)生在親身體驗的平臺上，手腦并用地參與科學(xué)探究活動，能動地認識和生成科學(xué)知識，真切地體驗科學(xué)探究過程的曲折和樂趣，真正去感悟科學(xué)。

　　3．教學(xué)建議

　　●提出問題

　　可以像教材那樣，引導(dǎo)學(xué)生回憶以前的實驗活動，直接提出問題：電路中的電流跟電壓、電阻之間究竟存在怎樣的關(guān)系呢？

　　也可采取以下方法提出問題。

　　⑴溫故知新，提出問題

　　教師：在電學(xué)中，我們已經(jīng)學(xué)過了3個物理量：電流、電壓和電阻。請問：電壓的作用是什么？（學(xué)生：電壓是一段電路中產(chǎn)生電流的原因。）什么是電阻？（學(xué)生：電阻表示導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小。）既然電壓使電路中產(chǎn)生電流，電阻對電流有阻礙作用，那么電路中電流的大小跟電壓、電阻一定存在必然的聯(lián)系，它們之間究竟存在怎樣的關(guān)系呢？

　　⑵觀察實驗，發(fā)現(xiàn)問題

　　如圖12-13所示，先用一節(jié)干電池給2.5V的小燈泡供電，觀察燈泡的亮度和電流表的示數(shù)；再用兩節(jié)干電池供電，觀察實驗現(xiàn)象。問學(xué)生：發(fā)現(xiàn)了什么？怎樣解釋看到的現(xiàn)象？（電壓越大，電流越大。電流的大小跟電壓有關(guān)。）

　　圖12-13

　　如圖12-14所示，同時展示兩個電路：兩電路都用一節(jié)干電池供電，但兩只小燈泡的型號不同，讓學(xué)生再次比較燈泡的亮度和電流表的示數(shù)。

　　圖12-14

　　教師：以上幾個實驗說明電流的大小跟哪些因素有關(guān)？

　　學(xué)生討論、回答。

　　⑶問題設(shè)疑，激活思維

　　教師出示問題：有一個小燈泡，上面標明其正常工作時的電流為0.3A。在一次實驗中，小紅測出通過燈泡的實際電流為0.4A，為使該燈正常工作（避免燈泡被燒壞），需要減小通過燈泡的電流，你能想出哪些辦法？并簡述理由。

　　這樣的問題對學(xué)生來說略帶一點“挑戰(zhàn)性”，學(xué)生為了展示自己的聰明才智，往往會爭相想辦法、出主意。其實辦法不外乎兩種：減小電壓，或增大電阻。

　　教師：大家認為電流的大小跟電壓、電阻有關(guān)，那么它們之間有沒有定量的規(guī)律呢？

　　●設(shè)計實驗

　　為明確實驗?zāi)康模梢园焉弦粋€環(huán)節(jié)中提出的問題（電路中的電流跟電壓、電阻之間存在怎樣的關(guān)系？）板書在黑板上。

　　如果學(xué)生的基礎(chǔ)比較好，可以放給學(xué)生討論，讓學(xué)生利用桌面上的器材設(shè)計實驗，探究電流跟電壓、電流分別存在怎樣的關(guān)系。采取這種教學(xué)方法，要給學(xué)生留出足夠的時間，并對學(xué)生提出明確的要求，如要求畫出電路圖，設(shè)計出記錄數(shù)據(jù)的表格等。然后全班集中交流，可投出學(xué)生設(shè)計的電路圖和實驗記錄表格，讓學(xué)生結(jié)合圖表闡述實驗方法步驟，相互補充，完善實驗方案。

　　也可以讓學(xué)生自己閱讀教材，然后思考、回答教材提出的兩個問題。通過討論“為什么在電路中要接入一個滑動變阻器”，制定出具體的實驗方案：以定值電阻為研究對象，研究它的電流跟電壓的關(guān)系時，保持定值電阻R不變，用滑動變阻器改變定值電阻兩端的電壓，測出多組電壓和電流的對應(yīng)數(shù)據(jù)，通過分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)電流跟電壓的關(guān)系；研究電流跟電阻的關(guān)系時，要更換不同的定值電阻，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器保持定值電阻兩端的電壓相等，測出電流，通過分析多組數(shù)據(jù)，找出電流跟電阻的關(guān)系。

　　還可以通過師生雙邊活動，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗：

　　教師：要研究電流跟電壓、電阻分別存在怎樣的關(guān)系，可運用什么方法？

　　學(xué)生：控制變量法。

　　教師：請具體說明：每一步要控制什么量不變、改變什么量、怎樣改變？每一步需要測量哪些量、怎么測量？

　　學(xué)生通過討論，逐步弄清楚上述問題，也就把實驗方案設(shè)計出來了。

　　●進行實驗

　　為保證學(xué)生實驗?zāi)軌蝽樌M行，實驗前可讓學(xué)生說說實驗注意事項，如：連接電路時要斷開開關(guān)，避免短路，要正確連接和使用滑動變阻器，正確連接電流表、電壓表，并選用合適的量程等。另外，為便于處理數(shù)據(jù)，可使R兩端的電壓成整數(shù)倍地變化。

　　課本的表格中只列出了三次實驗，應(yīng)向?qū)W生說明，僅從三次實驗就得出規(guī)律是不科學(xué)的，課堂上應(yīng)盡可能讓學(xué)生多做幾次，小組間要進行交流，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

　　在研究電流跟電壓的關(guān)系時，若用3節(jié)干電池作電源，可用5Ω的定值電阻，三次電壓分別為1V、2V、3V，這樣電流的變化范圍在0~0.6A，適合干電池的供電特性。若選用學(xué)生電源，三次電壓可分別為2V、4V、6V。

　　在研究電流跟電阻的關(guān)系時，若選用3節(jié)干電池作電源，定值電阻取5Ω、10Ω、15Ω，建議電壓保持3V，實驗中電流值將在0.6~0.2A之間。若選用學(xué)生電源，建議電壓取5~6V，電流在1.2A~0.4A為宜。

　　分析教材“表一”所收集的數(shù)據(jù)，可得出結(jié)論：當電阻不變時，電流跟電壓成正比。

　　分析教材“表二”所收集的數(shù)據(jù)，可得出結(jié)論：當電壓不變時，電流跟電阻成反比。

　　在物理學(xué)的定量研究中，經(jīng)常要判斷兩個量是否成“正比”或“反比”關(guān)系，但有些學(xué)生并不清楚正確的判斷方法，有的學(xué)生甚至錯誤地認為：“只要一個量隨另一個量的增大而增大（或減小），它們就是正比（或反比）關(guān)系。”如果有較多學(xué)生對此存在模糊認識，要教給他們正確的判斷方法：如果兩個量每一組數(shù)據(jù)的“比值”一定，或者一個量變?yōu)樵瓉淼膸妆稌r，另一個量也變化同樣的倍數(shù)，或者兩個量y和x的關(guān)系可以寫成y=kx（k為常數(shù)）的形式，它們就是正比關(guān)系；如果兩個量每一組數(shù)據(jù)的“乘積”一定，或者一個量變?yōu)樵瓉淼膸妆稌r，另一個量變?yōu)樵瓉淼膸追种唬蛘邇蓚€量y和x的關(guān)系可以寫成y= （k為常數(shù)）的形式，它們就是反比關(guān)系。

　　對于“歐姆定律”，不僅要讓學(xué)生記住其公式形式，知道電流、電壓、電阻之間存在數(shù)量關(guān)系，而且要讓學(xué)生理解其物理意義：歐姆定律揭示了“導(dǎo)體中的電流由導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻決定”這樣一種制約關(guān)系，而不是一個單純的數(shù)學(xué)式子，更不能理解為導(dǎo)體的電阻由電壓和電流決定等。在利用歐姆定律解決具體問題時，提醒學(xué)生注意I、U、R是對同一段導(dǎo)體（或電路）而言的，不可張冠李戴，亂套公式。

　　向?qū)W生介紹歐姆的事跡，可以激發(fā)學(xué)生熱愛科學(xué)的情感，讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家刻苦鉆研、專心致志的優(yōu)良品質(zhì)，使學(xué)生接受科學(xué)精神和科學(xué)思想的熏陶，進行情感態(tài)度價值觀方面的教育。

　　4．教學(xué)評價

　　課堂測評

　　1．德國物理學(xué)家歐姆經(jīng)過大量的實驗得出：導(dǎo)體中的跟成正比，跟成反比，這個規(guī)律叫做，表達式為，其中U、I、R的單位分別是、、。

　　2．用圖12-15所示的實驗電路圖“探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系”，下列注意事項錯誤的是（）

　　A．連接電路時，開關(guān)應(yīng)該是斷開的

　　B．連接滑動變阻器時，滑片要滑到阻值最小的位置

　　C．連接電表時，必須使電流從“＋”接線柱流入，從“－”接線柱流出

　　D．每次更換電阻后，要調(diào)節(jié)變阻器，使電壓表的示數(shù)相同

　　3．張穎在探究“電流跟電壓、電阻的關(guān)系”時，根據(jù)收集的數(shù)據(jù)畫出了如圖12-16所示的圖像，下列結(jié)論與圖像相符的是（）

　　A．電流一定時，電阻跟電壓成正比

　　B．電壓一定時，電流跟電阻成反比

　　C．電阻一定時，電流跟電壓成正比

　　D．電阻一定時，電流跟電壓成反比

　　4．根據(jù)歐姆定律公式，可變形得到R= 。對此，下列說法中正確的是（）

　　A．導(dǎo)體電阻的大小跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比

　　B．導(dǎo)體電阻的大小跟導(dǎo)體中的電流強度成反比

　　C．當導(dǎo)體兩端的電壓為零時，導(dǎo)體的電阻也為零

　　D．導(dǎo)體電阻的大小跟導(dǎo)體兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流無關(guān)

　　5．如圖12-17甲、乙所示，分別是王浩和張穎在“探究電流、電壓、電阻關(guān)系”時設(shè)計的電路。你認為哪種設(shè)計更合理？說明理由。

　　甲乙

　　圖12-17

　　6．為探究電流與電壓的關(guān)系，小紅將實物連接成如圖12-18甲所示的電路。

　　圖12-18

　　⑴請你指出圖12-18甲中連接的錯誤之處：

　　①____________________________________；

　　②____________________________________。

　　⑵圖12-18乙是實驗中電流表的某次示數(shù)，則電流是________A。要使電路中的電流增大，根據(jù)你所畫的電路圖，滑動變阻器的滑片應(yīng)向_______移動。

　　7．為了探究電流I跟電阻R的關(guān)系，小明進行了多次實驗。

　　⑴在第一次實驗中，小明把15Ω的電阻接入電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，使電壓表的示數(shù)為2.5V，讀取電流表示數(shù)，請你在圖中連接第一次實驗所需的電路。

　　⑵第二次實驗時，小明將15Ω的電阻換成10Ω的電阻：a．閉合開關(guān)，電壓表的示數(shù)將；b．按照你連接的電路，你應(yīng)該向移動滑動變阻器的滑片，并詳細敘述你接下來的操作過程：

　　8．小剛同學(xué)通過實驗，探究電流隨電阻變化的規(guī)律。得到的實驗數(shù)據(jù)如下表。

　　（l）實驗中加在導(dǎo)體兩端的電壓為________V。

　　（2）請在圖12-20所示的坐標系上畫出電流隨電阻變化的圖像。

　　（3）分析表中的數(shù)據(jù)或圖像，你能得出什么探究結(jié)論？

　　9．細心的小明發(fā)現(xiàn)，實驗用的小燈泡上標有“2.5V 0.3A”字樣，他請教老師，老師告訴他：“這是該燈泡正常工作時的電壓和電流值。”

　　你能求這個小燈泡正常發(fā)光時燈絲的電阻是多大嗎？寫出你計算的過程。

　　10．有一只電阻，阻值為125Ω，最多可通過2A的電流，能否把它接在220V的電源上使用？

　　參考答案

　　1．電流導(dǎo)體兩端的電壓導(dǎo)體的電阻歐姆定律 I＝ V、A、Ω

　　2．B 3．C 4．D

　　5．乙圖更合理。因為通過調(diào)節(jié)滑動變阻器，可以非常方便地改變定值電阻兩端的電壓，便于測量多組數(shù)據(jù)，探究電流跟電壓的關(guān)系；探究電流跟電阻的關(guān)系時，更換電阻后，通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)滑動變阻器，保持定值電阻兩端的電壓相等。

　　6．⑴①電流表的正負接線柱接反了 ②電壓表不是測量定值電阻兩端的電壓

　　⑵0.2A 向右

　　7．⑴如圖12-21所示。

　　⑵a.減小 b.左（使滑動變阻器接入電路的電阻變小）觀察電壓表直到其示數(shù)為2.5V，讀取電流表的示數(shù)

　　8．（l）6 （2）如圖12-22所示。（3）在電壓不變的條件下，電流跟電阻成反比。

　　9．R＝＝ ≈8.33Ω

　　10．若接在220V的電源上，通過它的電流為：I= = =1.76A，

　　因為1.76A＜2A，所以能接。

　　“自我評價與作業(yè)”指導(dǎo)

　　1．2000Ω 2．0.25A

　　3．電阻為：R= = =15Ω。電壓增加時，電阻不變，此時電流為：I2= = =0.4A，應(yīng)選用0~0.6A的量程。

　　4．該電阻兩端的電壓為U=IR=1A×5Ω=5V，超過電壓表的量程，所以不能測量。