九年级物理上册 第十二章探究欧姆定律教案 粤教沪版Word文件下载.docx
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从学生的生活经验入手,通过观察灯光的明亮变化使学生对电阻变化有比较形象和具体的感性认识,由此引出要探究的问题:
导体的电阻是可变的,影响电阻的大小的因素有哪些?
]
2、科学探究:
电阻的大小与哪些因素有关
(1)先由学生进行交流讨论,鼓励学生大胆的猜测电阻的大小可能跟什么因素有关系?
并且说明你这样猜测的理由。
可能跟长度、材料、粗细和温度等有关;
(2)学生根据猜想进行制定计划和设计实验
由于涉及到多个因素的探究,所以在探究前引导学生用变量控制法去研究。
然后再让学生观察活动①提供的器材进行设计实验。
(同时向学生介绍线路板中材料、长度、粗细等具体情况)
设计方案1:
小灯泡、滑动变阻器、电源、开关、导线、电阻线路板。
这种方案定性地进行探究,通过选择不同的电阻线或者不同的长度观察小灯泡的亮暗来判断电阻大小的变化,从而探究出影响电阻大小的因素。
设计方案2:
电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线、电阻线路板。
这种方案也是定性的进行探究,通过选择不同的电阻线或者不同的长度观察电流表示数的变化来判断电阻大小的变化,从而探究出影响电阻大小的因素。
设计方案3:
电流表、小灯泡、滑动变阻器、电源、开关、导线、电阻线路板。
种方案综合了以上两种方案的特点进行探究,即可以观察电流表的示数,同时也可以观察小灯泡亮暗的变化。
最后在探究电阻与温度关系时,采用集中的原则,进行演示实验:
把一日光灯的灯丝接到电路中,接通过电路后,观察用酒精灯对日光灯灯丝进行加热前与加热时,小电灯的亮暗的变化,并把现象记录下来,最后分析现象得出结论。
(3)学生进行实验与收集数据
学生根据自已设计的方案进行实验,认真观察现象和记录数据,并把实验现象和结果设计在一张表格上记录下来,便于他们比较分析得出实验结论。
(4)分析、论证与评估
老师与学生一同分析各组记录的数据,归纳出影响电阻大小的因素的结论:
导体的电阻与导体的长度有关,导线越长,电阻越大;
导体的电阻与横截面积有关,导体的横截面积越大,电阻越小;
异体的电阻的大小与导体的材料有关;
导体的电阻与导体的温度有关,多数的金属,温度升高,电阻增大。
(锰铜的电阻随温度变化很小,碳的电阻随温度的升高而减小)
3、组织学生阅读第31页的信息窗(几种导电材料的电阻率)
根据信息窗提供的信息,认学生思考回答为什么不用铁而和铜和铝做导线的理由。
4、随堂练习
①导体的电阻是导体本身的一种性质,一段导休的电阻被均匀拉长,由于它的长度________,横截面积_________,则它的电阻_________。
②白炽灯的灯丝断了一截,若搭上仍能使用,则灯丝的电阻将;
三、课堂小结
四、课后作业:
12.1怎样认识电阻(第二课时)
教学目标
知识与技能1.知道滑动变阻器的构造和原理.
2.知道滑动变阻器上所标规格的含义.会用滑动变阻器改变电路中的电流.
3.知道电阻箱的构造,会读出电阻箱的示数.
过程与方法:
通过实验
(二)教具
1.学生实验:
电源一个,学生电流表一只,滑动变阻器一个,开关一个,小灯泡一只,导线若干条.
2.演示实验:
电源一个,演示电流表一只,滑动变阻器一个,小灯泡一只,开关一个,导线若干条,电阻箱一个,有四个接线柱的滑动变阻器一个.
(三)重点、难点
重点:
变阻器的原理与接法
难点:
能根据要求正确连接与使用变阻器
(四)教学过程:
一、复习提问,引入新课
1.复习提问:
(1)导线电阻的大小是由哪些因素决定的?
(2)“长导线比短导线的电阻大”,这种说法对吗?
应该怎么说?
2.引入新课
提出问题:
剧场里的照明灯是怎么逐渐变暗的?
(将滑动变阻器、小灯泡串联后接入电路,闭合开关,移动滑片,做演示实验观察小灯泡亮度的变化.)
在不改变电源电压的条件下,在电路中串联了一个叫滑动变阻器的元件,移动滑片就能使小灯泡的亮度改变.这节课研究的课题就是变阻器.
二、进行新课
(一)、滑动变阻器的原理和构造
滑动变阻器是根据什么原理制成的?
分析演示实验的电路:
小灯泡的亮度变亮,说明通过它的电流变大,在电源电压不变的情况下,应当减小电路中的电阻.
根据决定导体电阻大小的因素,可以采取哪些方法减小导体的电阻?
哪种方法简便?
(有四种方法:
减小导体的长度、增大导体横截面积,选用电阻率更小的材料制成导体,降低导体的温度.其中用改变导体的长度来改变导体的电阻简便可行.)
做演示实验:
将一根较长的镍铬合金电阻线AB、小灯泡、电源、开关和演示电流表按图4所示电路串联起来.其中P是金属夹制成的触头,当P向左滑动时,电流表示数逐渐变大,灯逐渐变亮;
P向右滑动时,电流表示数逐渐变小,灯逐渐变暗.
提问:
触头P移动时出现的现象说明了什么?
分析:
当触头P向左滑动时,电阻线AB接入电路部分变短,接入电路部分的电阻变小,电源电压一定,所以电路中的电流增大,电流表示数变大,灯变亮.
用触头在电阻线上滑动,改变接入电路部分电阻线的长度来改变电阻,这就是一个最简单的“变阻器”.
怎样改进,以方便实验的操作?
改进方法:
把电阻线绕在绝缘的瓷管上,并且瓷管上各匝线圈之间互相不接触,使触头P在线圈上滑动.
出示桌上的滑动变阻器,弄清变阻器的构造和原理.
变阻器的构造要介绍瓷管、线圈是电阻率较大的合金线绕制而成,电阻线表面涂着绝缘漆,所以制成的线圈各匝之间相互绝缘,滑片就是自制教具中的触头P,为使滑片P跟电阻线接触良好,线圈上接触滑片的地方,绝缘漆被刮去,为了便于接线,将滑片套在金属棒上,金属棒右端安装有接线柱.
注意:
要强调滑片滑动时,改变的是线圈中A—P部分的长度.来达到改变接入电路中电阻的目的.
小结:
(一)、滑动变阻器
1.原理:
利用改变电路中电阻线的长度来改变电阻,从而改变电路中的电流强度.
2.构造、结构示意图和元件符号.
怎样使用滑动变阻器?
利用投影幻灯片,也可以用电脑设计程序模拟电流流经变阻器的路径.同时配合演示实验.
接法:
将变阻器串联在电路中,要将变阻器的两个接线柱接入电路.(常见错误有两个:
一是将导线接到滑片上;
二是将导线接到支架上,要注意纠正.)
分析过程要有序:
变阻器接入电路的是哪一段电阻线?
清片向右滑动时,这段电阻线的长度怎样改变?
变阻器接入电路的电阻怎样改变,电路中的电流怎样改变?
电流表的示数和灯的亮度怎样变化?
学生实验:
将滑动变阻器、小灯泡、学生电流表接入电路.做下面实验:
(1)滑片向右移动时,观察电流表示数和灯的亮度的变化.先分析再动手实验、观察.
(2)移动滑片使电流表示数变大,灯的亮度变亮.先分析再做实验.
(3)移动滑片使变阻器接入电路的电阻最大.先分析再做实验.
观察变阻器滑片上的铭牌,说明铭牌上的一组数值表示的含义.用投影幻灯表示出铭牌,见图7。
(二)、滑动变阻器的使用方法
(1)串联在电路中.
(2)弄清滑片移动时,变阻器接入电阻线长度怎样变化,电阻怎样改变,电路中电流怎样变化?
(3)使用前应将滑片放在变阻器阻值最大位置.
(4)使用前要了解铭牌.铭牌上标有变阻器的最大电阻值和变阻器允许通过的最大电流值.
变阻器不能表示出连入电路的电阻值,能否有一种可以表示出阻值的变阻器呢?
引出电阻箱.
(三)、电阻箱
出示挂图,说明电阻箱的构造和读出电阻箱示数的方法.同时展示电阻箱的实物.
用投影幻灯片练习电阻箱读数三次.
电阻箱
1.能表示出接入电阻值大小的变阻器.
2.读数:
各旋扭对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数,它们之和就是电阻箱接入电路的阻值.
练习题:
如图8所示的电路中,滑动变阻器接入电路的是电阻线的______段,当滑片P向左移动时,连入电路的电阻变______,电路中的电流变______,电流表示数变______,灯泡变______.
发给每人一个有四个接线柱的滑动变阻器,请学生先观察它的构造和接线柱.结合它的结构示意图(课本上有此图)进行讨论:
(1)若将变阻器的B、C两个接线柱接入电路,变阻器的哪段电阻线连入电路?
当滑片P向右移动时,变阻器连入电路的电阻怎样变化?
做实验验证一下.
(2)把它连接在电路中,能有几种正确接法?
说出每种接法所用的是哪一段电阻线?
4.小结
这堂课的重点是滑动变阻器.要知道它的构造、原理和作用.会正确使用滑动变阻器,其中包括了解它的铭牌,使用前把滑片放在变阻器阻值最大的位置上,要把变阻器串联在电路中,并能判断滑片移动时,变阻器连入电路的电阻怎样改变,电路中的电流怎样变化.此外,要会读出电阻箱的示数.
课后记
1.旧教材中使用的滑动变阻器有四个接线柱,连入电路的方法有四种.新教材用的是只有两个接线柱的变阻器,连入电路的方法只有一种,跟旧教材相比,新教材的内容和要求都降低了,有利于教学.但在实验中往往用有四个接线柱的滑动变阻器.因此,为了将知识阔展,使有条件的学生会使用有四个接线柱的变阻器,可以增加这一内容.
2.滑动变阻器的使用,关键是弄清变阻器连入电路中的是哪一段电阻线,常见的错误是把金属棒接入部分也当成是电阻,这里应指出金属棒电阻几乎为零.
3.在滑动变阻器的教学中要注意培养逆向思维的能力.使学生不但知道滑片移动时,变阻器连入电路的电阻怎样改变,电路中电流怎样变化?
反之,给出变阻器连入电路的电阻变化或电路中电流的变化情况,也应会判定变阻器的滑片怎样移动?
4.关于电阻箱,新教材跟旧教材相比,突出了实用性,从道理上说明它的读数方法,只要求记住怎样读出电阻箱的示数就可以了.
12.2探究欧姆定律
教学目标
知识目标
1.通过实验使学生知道“电阻一定时,电流跟电压成正比,电压一定时,电流跟电阻成反比”.
2.使学生初步熟悉如何用电流表测同一只电阻的电流及其两端电压,会用与待测电阻串联的滑动变阻器调节待测电阻两端的电压.
能力目标
1.使学生初步领会用控制变量法研究物理规律的思路.
2.进一步培养学生电路连接和有关电路的电学实验操作能力及根据实验结果分析、概括实验结论的能力.
情感目标
1.培养学生学习物理的兴趣和愿望.
2.培养学生实事求是的科学态度和刻苦钻研的精神.
教材分析
在前三章的学习中已经把电路中的三个基本物理量电流、电压、电阻分别进行了学习,而本节是一节建立电流、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.
教法建议
正确地进行数据分析得出电流与电压和电阻的关系是重点,而做好实验是难点也是关键,在学习过程中应根据实验目的和研究方法认真完成实验,在分析数据时,如分析电流与电压的正比关系时,应先算出、,再算出、;
分析电流与电阻成反比关系时,应先算出,,再算出、,在语言文字的表达上只能说成“当电阻一定时,电流与电压成正比”而不能说成“当电阻一定时,电压与电流成正比”同样地“当电压一定时,电流与电阻成反比”不能说成“电阻与电流成反比”.这是因为这样才能正确地反映出:
电压是形成电流的原因;
电阻是导体本身的属性与电压、电流无关.在教学中,要培养学生的逻辑思维能力.
教学设计方案
前面我们学习了电流的概念,电流不但有方向,还有强弱,即大小.那么导体中通过的电流大小与什么有关?
由什么决定?
今天我们就来讨论这个问题.
问题1电流产生的原因是什么?
(电压是产生电流的原因.)
老师进一步引导,这就是说,只有导体两端存在电压,导体中才会产生电流.没有电压导体中不会产生电流.
同学们从这一点可以猜想电流大小可能跟什么有关?
导体中电流大小与导体两端的电压大小可能有关,电压大,电流可能大.
问题2什么叫电阻?
(电阻是导体对电流的阻碍作用大小.)
教师进一步启发学生猜想,电阻大时,对电流的阻碍作用大,电流就不容易流过,对电流会产生影响,同学们从这一点可以猜想,电流大小还可能跟什么有关?
电流大小还可能跟电阻有关.
以上我们的这些猜想对不对?
只有靠实验来验证.下面我们就用实验的方法探索电流跟电压、电阻的关系.
二、新课教学
(一)、电流与电压、电阻的关系实验
实验一
(1)对照电路图说明原理和实验目的.
(2)边示范连接电路边介绍器材及其作用,说明操作中的注意事项.
(3)强调学生要观察的现象:
先后两次实验电流表示数及小灯泡亮度的差别.(4)学生分组实验后,表述观察到的现象,分析原因,概括小结.
现象用两节干电池时灯泡亮,电流表示数较大,分析要点
①用两节干电池比一节干电池加在灯泡两端的电压大.
②两次所用灯泡不变,其实质是保持电阻不变.
③灯泡亮时,电流表示数大,即通过灯泡电流大.
小结电阻一定时,导体两端的电压大,通过其电流也大.
这个实验说明我们原来的猜想“电压大,电流也大”是正确的.
实验二
(1)观察实验电路,说明原理和实验目的.
(2)提示学生应注意观察.先后两次实验电流表示数和小灯泡亮度的差别.
(3)学生实验后表述观察到的现象,分析原因,概括总结.
现象6.3V灯泡较暗,电流表示数较小.
分析要点:
①6.3V灯泡的电阻比3.8V灯泡的电阻大.
②同一电池(电压不变)
③6.3V灯暗→电阻大→电流小.
小结电压一定时,导体的电阻大,通过其电流小.
这个实验说明我们原来的猜想“电压一定时,导体的电流和它的电阻有关,电阻大,电流小”是正确的.
总结通过导体的电流大小与导体两端的电压和导体的电阻这两个因素有关.
我们对于一个物理现象的研究,不应满足于“变大、变小”这种初步认识,还需要进一步探索研究,就是说要知道电流与电压、电阻的定量关系.从上面实验可知:
电流受电压、电阻两个因素的影响,如果电压、电阻同时变化,它们各自对电流的影响有互相加强或减弱的可能;
也有互相抵消的可能,使我们无法判断电流与电压、电阻之间到底有什么关系.
如何设计实验呢?
其实,一个量受几个因素影响的问题,前面的学习已经遇到过了,大家回忆一下研究电阻的方法,导体的电阻与哪些因素有关?
我们是怎样研究电阻与材料、长度、横截面积关系的呢?
同种材料、同长度的两条导线电阻与粗细有关,同材料、同粗细的两条导线与长度有关,同长度、同粗细的两条导线电阻与材料有关.
这种同材料、同长度、同粗细的实质就是有意将这些量固定,每次只研究电阻与其中一个量的关系.
与这种情况类似,我们如何来研究电流限电压、电阻的关系呢?
应该“固定电阻”单独研究电流与电压的关系或“固定电压”单独研究电流与电阻的关系.明确告诉学生这种把一个多因素的问题转变成多个单因素问题的研究方法是物理研究中极为有用的方法,下面我们遵循这个思路进行实验探索
(二)、探究欧姆定律
1.电流跟电压的关系
(1)让学生分别画出用电流表测电流、用电压表测电压的单个电路图,然后合并,并根据实验需要连入滑动变阻器,完成完整的电路图(再说明每个元件的作用)
(2)学生动手实验前由教师示范,边演示边讲解注意事项
①按电路图连接电路,先连接主干路,后连接支路.
②电路连接时,开关应断开.
③滑动变阻器的电阻应调到最大位置.
④电路连接检查无误后,闭合开关.
(3)教师示范后,学生实验前,对学生提出具体要求
①使用10Ω的定值电阻,认清元件.
②调节滑动变阻器,使定值电阻R两端的电压成整数倍(如1V、2V、3V).
③出示记录表格,明确实验后找学生填表.
(4)学生开始进行实验,教师巡回指导,帮助学生纠正错误,排除故障.
(5)实验完毕后,找两组学生代表汇报实验数据填入表内.
(6)、引导学生观察表中数据,找出数据变化规律,让学生总结电流与电压关系及其成立条件,最后找学生口头表述.
结论在电阻一定时,导体中的电流跟电压成正比.
最后教师强调
(1)实验条件——电阻一定
(2)要求学生记住并准确表述正确结论.
(3)U和I的含义——U是R两端电压,I是通过R的电流.
2.电流与电阻的关系
研究方法和电路图同上
换用不同阻值的定值电阻,调节滑动变组器,使电压表读数保持不变,将电阻值例应的电流值填入下表.
引导学生观察表中数据,找出数据变化规律,让学生总结电流与电阻关系
电压一定时,导体中的电流跟电阻成反比.
教师强调
(1)实验条件电压一定
(2)要求学生记住结论.
(3)I、R的含义:
I是通过R的电流,R是导体本身的电阻.
学生归纳实验结论
电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比;
电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比.
总结
1.电流跟电压的关系——电阻一定时,电流与电压成正比.
2.电流与电阻的关系——电压一定时,电流与电阻成反比.
板书设计
一、电流跟电压、电阻的定性关系
物理规律的研究途径
1.猜想
2.实验验证
二、电阻一定,电流跟电压的关系
1.实验条件电阻一定
2.实验电路图
3.实验数据表
4.实验结论电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比.
三、电压一定,电流跟电阻的关系
1.实验条件电压一定
2.实验电路图(同上)
3.实验数据表
4.实验结论电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比.
电流跟电压、电阻的关系
课题
12.2探究欧姆定律
课型
新授课
授课人
时间
学习
目标
知识与技能
1 能说出欧姆定律的内容,写出欧姆定律的公式;
2 经历欧姆定律的研究过程,理解欧姆定律,初步了解用数学公式表达物理概念和规律的研究方法;
用物理方法经历探究得到欧姆定律的过程;
学生通过交流、合作解决问题的能力
情感态度和价值观:
通过探究过程,了解物理世界的和谐统一。
教学
重点
1 欧姆定律内容;
2 用物理方法经历探究得到欧姆定律的过程。
难点
1 用物理方法经历探究得到欧姆定律的过程;
2 对物理数据进行分析,并进而得到规律。
方法
激励学生用实验的方法去探究、去体验物理规律;
引导学生通过交流、合作解决问题。
器材
分组实验器材,共十三组,每组包括电源(三节干电池)、导线(九根)、电阻器(5Ω、10Ω、20Ω各一只)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关。
另备适当的备用器材。
步 骤
教 学 过 程
教 师 活 动
学 生 活 动
备 注
一.提出问题
引导学生回忆活动14-1,导体中的电流与什么有关?
回忆并交流:
与导体两端的电压和导体的电阻有关。
那么电流与电压和电阻有什么样的关系呢?
二.猜想
1.引导学生回忆,利用自身的经验猜想电流与导体两端的电压有什么关系?
利用自身的实践经验:
电压越大电流越大。
利用学生对这个问题的讨论得到猜想。
当然可能有其他猜想,不反对,用实验检验。
2.引导学生回忆,利用自身的经验猜想电流与导体的电阻有什么关系?
电阻越大电流越小.
三.2方案的设计
1.要研究导体中的电流与电压和电阻的关系,用什么显示电流和电压的大小呢?
用电压表和电流表来显示电压和电流。
电阻的阻值可根据电阻器的铭牌来了解。
能否设计一个电路测量三个需要的物理量。
在教师的引导下,学生进行交流、讨论,设计出一个合适的电路图。
2.导体中的电流与两个因素有关,用什么物理研究方法来研究呢?
讨论、交流:
控制变量法。
(1)如何研究电流与电压的关系呢?
交流、讨论:
保持电阻不变,改变电压,观察电流如何变化。
提示:
我们可让电压成倍增加,观察电流有没有成倍增加。
(2)如何研究电流与电阻的关系呢?
利用上一个设计方案类似地讨论出方案。
参考方案:
保持电压不变,让电阻成倍增加,观察电流是否是成倍地减少。
在上述的设计中,第一步要改变电阻两的电压,以及第二步要保证电阻两端的电压不变,应该在电路中怎样设计才能达到这样的要求呢?
交流讨论:
在电路中加入滑动变阻器。
并设计出最终的电路。
四.实验及数据搜集
在实验前,请学生思考在连线以及闭合开关前要注意什么问题?
学生思考,交流汇报。
参考答案:
1.开关要断开;
2.滑动变阻器阻要调到最大的位置。
布置实验任务,并对学生的活动进行巡查。
注意观察学生:
1.观察学生有没有按计划实验。
1.有没有注意连线的注意点;
2.有没有将电压成倍增加;
3.有没有将数据记入表格。
1.研究电流与电压的关系。
2.研究电流与电阻的关系。
学生自主实验。
五.评价与交流
1.指导学生对各组的结论进行汇报、交流。
参考结论:
在电阻不变的情况下,导体中的电流与电压成正比。
在电压不变的情况下,导体中的电流与电阻成反比。
分小组汇报,其他小组将结论进行对比,并可发表不同看法。
回顾:
这与你的猜想吻合吗?
体验成功的快乐。
2.能否对上上两个方面的结论进行综合。
学生进行交流、讨论,尝试对两结论进行综合。
将学生的结论与欧姆定律进行对比:
导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成比。
学生自学教材,对欧姆定律的公式、单位及变形公式进行学习。
公式:
I=U/R
单位:
I(A)、
U(V)R(Ω)
1A=1V/Ω
六.简单应用
思路:
在一个电路中,只要知道电流、电压、电阻中的任何两个物理量,就可以求出第三个物理量了。
思考例1:
见111页。
对问题进行评论。
七.实验过程的误差分析。
部分小组的数据出现了偏差。
引导学生对误差产生的原因进行讨论、交流。
参考:
可能是在测量过程中通电时间过长,导致导体的电阻变大。
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