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1、電流電壓
教學(xué)目標(biāo)
一、知識與技能
1.通過實驗探究電流、電壓和電阻之間的關(guān)系。
2.使學(xué)生懂得同時使用電流表和電壓表測量一段導(dǎo)體兩端的電壓和電流。
3.會用滑動變阻器改變部分電路兩端的電壓。
二、過程和方法
1.通過實驗探究電流、電壓、電阻的關(guān)系。學(xué)會用“控制變量”來研究物理問題的科學(xué)方法。
2.通過在科學(xué)探究中經(jīng)歷與科學(xué)家進行科學(xué)探究的相似過程,學(xué)會科學(xué)探究的方法,培養(yǎng)初步的科學(xué)探究的能力。
三、情感、態(tài)度與價值觀
1.通過學(xué)生的科學(xué)探究活動,形成尊重事實、探究真理的科學(xué)態(tài)度。
2.在學(xué)習(xí)知識與技能的同時,體驗科學(xué)探究的樂趣
2、和方法,領(lǐng)悟科學(xué)的思想和精神。
3.在同學(xué)們共同的探究活動中培養(yǎng)同學(xué)之間的協(xié)作意識。
教學(xué)重點:通過實驗探究電流、電壓、電阻之間的關(guān)系。
教學(xué)難點:組織、引導(dǎo)學(xué)生在探究過程中認真觀察、仔細分析,并得出真實、科學(xué)的結(jié)論。
教學(xué)準(zhǔn)備:干電池組、2.5V和6.3V小燈泡(帶座)各一只、開關(guān)一只、導(dǎo)線若干、投影儀。學(xué)生3人一組:電源(電池組或?qū)W生電源)5Ω,10Ω,15Ω定值電阻各一個,滑動變阻器、電流表、電壓表各一只,導(dǎo)線若干。
教學(xué)過程
一、引入新課
通過前面的學(xué)習(xí),同學(xué)們基本了解了電流、電壓、電阻的概念,并學(xué)會了電流表和電壓表的使用。今天請同學(xué)們先仔細觀
3、察接下來的這組實驗。
演示:小燈泡和電池、開關(guān)組成串聯(lián)電路。
演示一:一節(jié)干電池和2.5 V小燈泡串聯(lián)發(fā)光。
演示二:兩節(jié)干電池和2.5 V小燈泡串聯(lián)發(fā)光。
演示三:兩節(jié)干電池和6.3 V的小燈泡串聯(lián)發(fā)光。
同學(xué)們仔細觀察三次演示小燈泡的發(fā)光情況。通過觀察實驗,根據(jù)上節(jié)課的學(xué)習(xí),你能告訴大家什么?你還想知道些什么呢?
一個燈泡,兩節(jié)電池比一節(jié)電池時亮,說明燈(電阻)不變,電壓大時,電流也大。同樣的兩節(jié)電池,2.5 V的燈比6.3 V的燈亮。電壓不變時,電阻大的電流小,電阻小的電流大。那我們能不能知道電流、電阻、電壓之間數(shù)量上的關(guān)系呢?
二、新課學(xué)習(xí)
4、 根據(jù)同學(xué)們對電阻、電壓、電流的學(xué)習(xí),你可以大膽地猜測一下它們之間可能的數(shù)量關(guān)系是什么?電壓越大,電流越大。電阻越大,電流越小。也許電阻、電壓、電流之間的數(shù)量關(guān)系可以用一個公式來表示。其中的兩個相除或相乘會等于第三個。請你猜一猜,說一說為什么這樣猜。電壓不變時,電阻大,電流就小。電阻小,電流就大,可能電流乘以電阻能等于電壓。
同一個電燈泡,電壓大時,電流就大,也可能電壓除以電流等于電阻。同學(xué)們能有根據(jù)地推測、猜想非常好,你已經(jīng)在科學(xué)研究的道路上邁出了正確的一步。接下來,同學(xué)們可以選擇面前的儀器設(shè)備,想辦法檢驗?zāi)愕牟孪胧欠裾_。
探究:電阻上的電流跟電壓的關(guān)系。
我們要探究電
5、阻上電流跟電壓的關(guān)系,必須要經(jīng)歷哪些過程呢?
首先要設(shè)計實驗,然后進行實驗和收集證據(jù),再對實驗數(shù)據(jù)進行分析和論證,得出一般的結(jié)論,最后進行評估和交流。
大家還記得電流表和電壓表的使用規(guī)則嗎?電流表串聯(lián)在電路中,電壓表并聯(lián)在電路中。并且都讓電流從“正”接線柱流入,從“負”接線柱流出。電路中同時使用電流表和電壓表,會使用嗎?
開始實驗,要求探究過程中首先設(shè)計好實驗。實驗過程中記錄實驗步驟;如實填寫實驗數(shù)據(jù);對自己的實驗進行認真的分析、論證,客觀評估自己的實驗過程及結(jié)果;寫出完整的探究報告,并和其他組的同學(xué)交流。
同學(xué)們操作,教師巡視指導(dǎo)。選擇2~3組同學(xué)利用投影展示自己的探
6、究報告,并逐一講解自己的設(shè)計思想、實驗步驟,分析論證的結(jié)果,進行自我評估,和大家進行交流。
探究報告
題目:探究電阻、電壓、電流三者的關(guān)系
猜想和假設(shè):
1.電流和電阻成反比。
2.電流和電壓成正比。
設(shè)計實驗:
(一)設(shè)計思想
根據(jù)我們的猜測,現(xiàn)在已知道定值電阻的阻值是已知的且不改變,干電池的電壓值也是已知的,每節(jié)1.5 V。把定值電阻連入電路,用電流表測出電路中的電流值,用電壓表測出定值電阻兩端的電壓,就可以知道電阻、電壓、電流的數(shù)量關(guān)系,換用不同阻值的定值電阻及改變干電池組電池的節(jié)數(shù)進行多次測量,就能得出電阻、電壓、電流關(guān)系的一般規(guī)律。
7、(二)實驗電路
根據(jù)實驗思想,畫出如下電路圖:
(三)實驗數(shù)據(jù)表格
?。ㄋ模嶒炂鞑?
根據(jù)實驗思想及所畫電路圖,選擇如下器材:電池組、定值電阻(三個不同阻值)、電流表、電壓表、開關(guān)各一個,導(dǎo)線若干。
進行實驗:
步驟一:按設(shè)計好的電路圖正確連接實驗電路。
步驟二:先保持電池組的電池節(jié)數(shù)不變,分別將5 Ω、10 Ω、15 Ω的定值電阻接入電路,合上開關(guān),讀出電壓表和電流表的讀數(shù),將數(shù)據(jù)依次填入第一、二、三次數(shù)據(jù)表中。
步驟三:保持定值電阻不變,改變電池組電池節(jié)數(shù)(分別為1節(jié)、2節(jié)、3節(jié)),合上開關(guān),分別讀取三次電流表、電壓表的數(shù)值,依次填入第
8、四、五、六次測量數(shù)據(jù)表中。
分析和論證:
分析由實驗得到的數(shù)據(jù):
1.第一、二、三次測量中電壓基本不變,電流隨著接入電阻值的增大而減小,但每次電流值和電阻值的乘積都近似等于電壓值,甚至有一次完全相同。
2.第四、五、六次測量中,電阻的阻值不變,隨著電池組節(jié)數(shù)的改變,電壓表指示數(shù)值幾乎成倍地增加,但每次都很接近電池組的電壓。電流表的指示數(shù)也幾乎成倍地增大,并且和電壓增大的倍數(shù)相同。每次電壓除以電流的值都近似等于電阻的值。
綜合以上分析結(jié)果,可以得到結(jié)論,我們的猜測是正確的。電流I,電阻R,電壓U的關(guān)系是:電阻越大,電流越?。浑妷涸酱?,電流越大。
評估:
9、從實驗的過程和結(jié)果看,盡管數(shù)據(jù)之間不是完全吻合,但基本能反映規(guī)律,所以測得的數(shù)據(jù)和結(jié)論是可靠的。
實驗過程中不太完美的是:操作過程中讀完數(shù)做記錄時沒有及時打開開關(guān),可能會浪費電;在更換變阻器和電池組電池時,也沒有打開開關(guān),這也是不允許的。
疑問:
測量過程中,電壓表每次測量的值和電池組電壓值幾乎相同,是否可以不用電壓表測量,直接由電源電壓讀出來?
交流幾組之后,組織學(xué)生討論各組的實驗方案中可取與不可取的地方。在電流、電壓、電阻三個量中,我們先限制其中一個量不變,來討論余下兩個量的關(guān)系;然后再限制另一個量不變,研究剩下兩個量的關(guān)系,這就叫“控制變量”法。在以后的探究活動中
10、即使遇到更多的物理量,同學(xué)們也可以嘗試用控制變量法來研究。這樣處理可以把一個多因素的問題轉(zhuǎn)變成一個單因素的問題來研究,可以為我們研究問題帶來許多的方便。
課后,同學(xué)們可以進行更充分的探討、交流,互相取長補短,完善自己的探究報告。
電流跟電壓、電阻的關(guān)系:
在電阻一定的情況下,導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
在電壓不變的情況下,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。
電流和電阻的乘積約等于電壓,電壓除以電阻約等于電流。
三、小結(jié)
同學(xué)們一起來小結(jié)本節(jié)內(nèi)容。這節(jié)課我們學(xué)會了用電流表和電壓表測量一段導(dǎo)體兩端的電壓和流過導(dǎo)體的電流。通過實驗探究了定值電阻的電流和電壓的關(guān)系。
四、板書設(shè)計
電流跟電壓、電阻的關(guān)系:
在電阻一定的情況下,導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
在電壓不變的情況下,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。