143欧姆定律导学案.docx
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143欧姆定律导学案
14.3<<欧姆定律>>教学设计
一、教材分析
欧姆定律作为一条实验定律是电学的核心,它揭示了电流、电压和电阻三个物理量之间的关系。
教材将欧姆定律这节内容编排在学生学习了电流、电压、电阻等概念和电流表、电压表、滑动变阻器的使用方法之后,为它的探究性学习做出了足够的铺垫,既符合由易到难,由简到繁的认识规律,又保持了知识的结构性、系统性。
而通过对欧姆定律的学习,又为接下来学习伏安法测电阻、电功、电功率和安全用电知识打下了基础。
对欧姆定律的探究,还使学生进一步体验了本章第一节探究影响电阻大小的因素时所用的控制变量法,认识到应用科学方法的重要性。
学生在探究过程中,科学思想得到熏陶,能力得以提高。
二、学情分析
根据以往的教学经验,学生对电流、电压、电阻的概念能正确理解,也知道电流与电压和电阻有关,但对于它们的定量关系却知之甚少;对电流表、电压表和滑动变阻器的正确使用能较好地掌握,也能想到用控制变量法研究这三个物理量之间的关系,但对于如何具体实施探究过程却普遍缺乏思考。
三、教学目标
1.知识与技能目标
(1)通过实验探究电流与电压和电阻的关系,理解欧姆定律的物理意义。
(2)会使用欧姆定律的公式及其变形式进行简单的计算。
(3)学会同时使用电流表和电压表测量同一导体的电流和电压。
(4)会用滑动变阻器改变部分电路两端的电压。
2.过程与方法目标
(1)初步掌握利用探索性实验研究物理问题,并归纳得出物理规律的一般方法。
(2)培养学生依据实验事实,分析推理、归纳得出物理规律的能力。
(3)进一步体验控制变量的科学研究方法和用图像来说明物理现象和过程,揭示物理规律的方法。
3.情感、态度与价值观目标
(1)结合欧姆当年研究电流、电压和电阻三者关系的简史,培养学生刻苦钻研、大胆探索的科学精神,同时使学生亲身感受物理研究的意义。
(2)引导学生认识物理规律的客观性、普遍性和科学性,促进学生科学世界观的形成。
四、教学重点:
通过实验探究电流跟电压和电阻的关系,归纳出欧姆定律。
五、教学难点:
如何设计实验,如何对实验数据进行分析并归纳结论,如何评估实验结果。
六、教学器材:
每组学生:
三节干电池、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、5Ω、10Ω、20Ω的电阻器各一只、导线若干
教师:
多媒体电脑、电池组、开关、电流表、电压表、滑动变阻器各一只、导线若干
七、课时安排:
1课时
教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
新
课
导
入
师:
同学们,通过前面的学习我们已经掌握了电流、电压和电阻的相关知识。
那么就你们掌握的知识来分析,电流与电压、电阻之间有没有关系呢?
有关系!
因为电压是形成电流的原因,电阻表示导体对电流的阻碍作用,所以我认为电流与电压和电阻有关。
创设问题情景,引入新课问题
猜
想
与
假
设
师紧接:
大家能不能大胆猜想,电流与电压、电阻之间有什么样的关系?
并说说你猜想的依据。
教师演示此实验。
猜想1:
前面做过实验:
在一个小灯泡的电路中,当电源用两节干电池代替一节干电池时,小灯泡变得更亮,电流表的示数会变大。
因此我猜想:
电流与电压有关,电压越大,电流就越大。
引导学生合理猜想,引出探究课题
师:
在这个实验中,如果在电路中再串联一个,当移动滑片改变变阻器连入电路的阻值时,你将会看到什么现象?
对于你观察到的现象,你又有什么猜想?
教师演示实验。
猜想2:
当移动变阻器的滑片使变阻器连入电路的阻值变大时,小灯泡变暗,同时电流表的示数变小;反之,小灯泡变亮,同时电流表的示数变大。
因此我猜想:
电流与电阻有关,电阻越大,电流就越小。
师:
在上面同学合理猜想的基础上,谁能进一步对电流与电压、电阻之间的定量关系提出更具体的猜想?
猜想3:
电阻一定时,电流与电压成正比;电压一定时,电流与电阻成反比。
确
定
探
究
方
法
师:
我们知道,在合理的猜想和假设之后,还应该对其进行实验探究验证。
那么应该用什么方法来探究电流与电压、电阻之间的关系呢?
师:
具体怎么做呢?
学生:
控制变量法
学生:
可以先控制电阻R不变,探究电流I与电压U的关系;再控制电压U不变,探究电流I与电阻R的关系。
学会用控制变量法探究问题
设
计
实
验
方
案
师:
同学们已经确定了采取控制变量的科学探究方法,那么在实验前应该准备哪些器材?
又如何来设计实验呢?
请大家相互讨论、交流,看那一组能找出最佳方案。
学生分组讨论。
在自主设计实验方案的过程中,培养学生的实验设计能力
教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
设
计
实
验
方
案
师:
刚才的热烈讨论说明,同学们对如何进行实验已经胸有成竹,下面就请大家各抒己见,说说自己的好主意。
教师在学生的汇报过程中做适当的提示和补充:
(1)你认为需要准备哪些实验器材?
(2)在第一步实验中,需要控制电阻R不变,改变电阻R两端的电压,通过电流表来观察通过电阻R的电流I的变化情况。
那么,你们打算怎样改变电压U呢?
师:
使用滑动变阻器来改变电压U也是一个好方法。
与上述方法相比,它有什么优点呢?
师:
接着,谁来说说如何控制电压U不变,而探究电流I与电阻R的关系?
师:
是不是任意取几个阻值不同的电阻呢?
师:
阻值不同的电阻接入电路时,电阻两端的电压是否能保持不变呢?
如何解决这个问题?
师:
说得非常好!
由此可见,滑动变阻器在我们这个实验中的重要性。
下面请大家根据刚才的分析,设计出实验电路图。
教师用实物投影展示学生设计的实验电路图。
师:
根据同学们的分析、汇报,我把大家的实验思路和方法进行一下总结。
实验应分两步进行:
第一步,控制电阻R不变,通过调节滑动变阻器,改变电阻R两端的电压U并使其成倍数变化,再观察通过电阻R的电流I的变化情况,找出电流与电压的关系;第二步,把阻值成倍数关系的不同电阻分别接入电路,并通过调节滑动变阻器来控制电阻两端的电压保持某一固定值不变,再观察电流的变化情况,找出电流与电阻的关系。
学生分别到讲台前汇报交流:
生:
实验要探究电压、电阻对电流的影响,即必须准备电流表、电压表和电阻;还要有电源,开关和导线。
生:
可以通过改变电池组中电池的节数来改变电阻R两端的电压;也可以使用学生电源,改变电源电压的取值来改变电阻R两端的电压。
生:
还可以在电路中串联一个滑动变阻器,通过改变变阻器连入电路的阻值来改变电阻R两端的电压。
生讨论后:
使用滑动变阻器除了可以改变电阻两端的电压,还可以观察到电压连续变化的过程。
另外,还能保护电路。
生:
可以用几个阻值不同的电阻分别接入电路,从而改变电阻,同时观察电流表的示数,确定电流I的变化。
(生:
也可以用电阻箱接入电路来改变电阻。
)
生:
为了比较数据方便,最好选择几个阻值成倍数关系的电阻。
生:
电阻两端的电压会发生改变,可以通过调节滑动变阻器来控制电阻两端的电压保持不变。
学生设计并展示实验电路图。
多种方法启发学生解决问题,寻找到更合适的方法
通过对学生设计的肯定,激发学生学习欲望,且为学生作出了一个正确的示范
通过让学生展示、交流、对比自己找出不足。
对实验的总结,为学生的成功探究奠定基础
教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
实
验
探
究
师:
通过交流与合作,同学们对实验的方法达成了共识,下面就请大家根据实验方案自己设计记录实验数据的表格,然后进行分组实验。
每一小组可以在“电流与电压的关系”和“电流与电阻的关系”两个课题中选择一个进行探究,当然也可以两个都探究。
然后,大家要相互交流,共同合作,找出结论。
教师巡回指导。
学生分组实验,记录数据
让学生体验合作学习
交
流
成
果
总
结
规
律
师:
同学们刚才都根据自己设计的实验方案,进行了认真、细致的探究,并进行了科学地分析。
下面就请大家来交流一下自己组的探究结果。
教师用实物投影展示学生的数据
师:
分析实验数据,你们发现了什么?
师:
你们得到的结论是什么?
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。
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。
师:
下面请探究另一问题的小组来与大家交流。
教师用实物投影展示学生的数据,并与前一组数据一起保持。
生:
我们小组完成的实验是控制电阻不变,探究电流与电压的关系,我们设计的表格和记录的数据如下:
R=Ω
实验
次序
电压U/V
电流I/A
①
②
③
生:
分析实验数据,我们发现电压变大为原来的两倍时,电流也变为原来的两倍;电压变大为原来的三倍时,电流也变为原来的三倍。
生:
电阻一定时,电流与电压成正比。
学生表示赞同。
学生间短暂交流。
生:
我们小组完成的实验是控制电压不变,探究电流与电阻的关系,我们设计的表格和记录的数据如下:
U=V
实验
次序
电阻R/Ω
电流I/A
①
②
③
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
教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
交
流
成
果
总
结
规
律
师:
你们发现的规律是什么?
师:
这两组同学设计的表格中,都安排了三次实验,老师想知道为什么?
生:
分析实验数据,我们发现电阻变大为原来的两倍时,电流变为原来的二分之一;电阻变大为原来的三倍时,电流也变为原来的三分之一。
所以我们得到的结论是:
电压一定时,电流与电阻成反比。
生:
只比较两组数据来寻找规律具有一定的偶然性,三组或三组以上数据可避免它。
让学生通过多次实验寻找普遍规律
师:
综合分析以上实验结果,我们可以归纳出什么样的结论?
师:
电流I跟电压U、电阻R在数量上有什么关系?
师:
刚才同学们归纳的结论:
导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
用公式表示为:
I=U/R。
这是一条很重要的物理规律,叫做欧姆定律。
那是德国物理学家欧姆在大量的实验后,归纳出来的结论。
欧姆定律揭示了电路中电流遵循的基本“交通规律”,是最重要的电学规律之一。
教师引导学生阅读有关欧姆研究欧姆定律的历史资料。
生:
导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
生:
各组数据表明,电流等于电压除以电流,即I=U/R。
学生阅读课本96页的“方法”和例题,初步了解欧姆定律的使用方法。
学习科学家不畏困难、不屈不挠的精神
评
估
师:
这节课同学们在较短时间内经历了科学家的探究过程,并且出色的发现了规律──欧姆定律。
那么,在探究过程中,大家又没有走过弯路而影响实验?
又是怎么解决的呢?
是不是有哪些小组还有其他发现呢?
学生进行自我评析并汇报交流。
在实验中得到体会,在交流中得到提高
小结与作业
教师引导学生进行小结:
1.回顾本课探究过程
2.本节课学到了哪些知识?
3.本节课学会了哪些研究方法?
课堂作业:
课本P98~99.“www”习题
教后反思:
针对本节以实验为基础的特点,主要采用在教师的指导下让学生自主进行实验探究的方法进行教学。
通过提出问题→学生猜想与假设→制定计划与实验方案→进行实验与收集证据→分析论证、得出结论→评价→交流与合作等探究的全过程,让学生自主构建知识,学习科学研究方法,培养了学生观察和实验的能力。
但由于本节课容量大、时间紧,学生基础较差,教师不能一味放手,要注意适当引导。
利用实物投影展示学生归纳的结论,减少教师和学生的板书,可以节约不少时间,从而使学生的探究显得比较宽裕,这也是本课圆满完成的关键因素之一。
<<欧姆定律>>学案
一、学习目标
1.知识与技能目标
(1)通过实验探究电流与电压和电阻的关系,理解欧姆定律的物理意义。
(2)会使用欧姆定律的公式及其变形式进行简单的计算。
(3)学会同时使用电流表和电压表测量同一导体的电流和电压。
(4)会用滑动变阻器改变部分电路两端的电压。
2.过程与方法目标
(1)初步掌握利用探索性实验研究物理问题,并归纳得出物理规律的一般方法。
(2)培养学生依据实验事实,分析推理、归纳得出物理规律的能力。
(3)进一步体验控制变量的科学研究方法和用图像来说明物理现象和过程,揭示物理规律的方法。
3.情感、态度与价值观目标
(1)结合欧姆当年研究电流、电压和电阻三者关系的简史,培养学生刻苦钻研、大胆探索的科学精神,同时使学生亲身感受物理研究的意义。
(2)引导学生认识物理规律的客观性、普遍性和科学性,促进学生科学世界观的形成。
二、学习过程
1.复习回忆
⑴电压表的使用方法;
⑵电流表的使用方法;
⑶滑动变阻器的作用和接法。
2.预习记录
通过预习课文,你学会了什么?
有哪些疑问?
请简要记录下来:
3.问题与猜想
活动1:
前面我们学习了三个物理量——电流、电压、电阻。
知道电压是产生电流的原因,而电阻对电流有阻碍作用。
你认为电流大小与电压、电阻的大小有没有关系?
如果有关,可能存在什么关系?
4.实验探究
活动2:
探究电流大小跟电压的关系
设计实验
⑴思考:
要研究电流大小与电压的关系,应保持哪个物理量不变?
改变哪一物理量?
需要测出哪些物理量并加以比较?
⑵讨论:
有哪些方法可改变定值电阻两端的电压和通过它的电流?
尝试画出电路图。
⑶交流:
对同学们设计的各种方案进行比较、评价,你认为哪种设计更合理?
说明理由。
进行实验
按照电路图连接电路,进行实验,并记录实验数据。
实验次数
电阻/Ω
电压/V
电流/A
1
R=Ω
2
3
分析实验数据,归纳电流与电压的关系。
填一填
保持电阻不变时,电流跟电压成关系。
活动3:
探究电流大小跟电阻的关系
实验器材
几只阻值不等的定值电阻(阻值已知,如5Ω、10Ω、15Ω等),电流表,电压表,滑动变阻器,电源,开关,导线若干。
设计实验
⑴探究电流大小跟电阻的关系,需要测量(收集)哪些物理量?
应保持哪个物理量不变?
改变哪一物理量?
⑵怎样改变电阻?
(且能知道电阻的大小)
⑶如何保持定值电阻两端的电压不变?
尝试画出电路图。
⑷交流:
与同学交流各自的设计方案,并对各种设计进行比较、评价,看哪种方案更合理。
连接电路,进行实验,并记录实验数据。
实验次数
电压/V
电阻/Ω
电流/A
1
U=V
2
3
分析实验数据,归纳电流与电阻的关系。
填一填
保持电压不变时,电流跟电阻成关系。
5.总结规律
填一填
⑴欧姆定律:
导体中的电流,与导体两端的电压成,与导体的电阻成。
⑵欧姆定律公式:
。
公式中各字母的单位分别是:
。
活动4:
1.探究电流跟电压、电阻的关系时,主要运用了哪些方法?
2.写出欧姆定律的公式变形:
3.若电路中有甲、乙两个电阻,甲的电压为2V,乙的电阻为10Ω。
能用“2V除以10Ω”来计算电路中的电流吗?
据此你认为利用欧姆定律进行计算时应注意什么问题?
4.由欧姆定律公式变形可知
。
对于此变形公式,小明认为:
“导体的电阻跟它两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比。
”你同意他的看法吗?
说明你的理由。
<<欧姆定律>>巩固案
1.我们利用下列器材研究电流跟电压、电阻之间的关系.按电路图(图1)用笔线连接电路(图2)。
在研究电流跟电压的关系时,应保持不变,移动变阻器的滑片,改变电阻R两端的,测出相应的。
在研究电流跟电阻的关系时,应保持不变,改变,测出相应的。
2.下面的表格是“研究电流跟电压、电阻关系”的实验数据记录:
表1电阻R=15Ω
电压U(V)
1.5
3
4.5
电流I(A)
0.1
0.2
0.3
表2电压U=2V
电阻R(Ω)
5
10
20
电流I(A)
0.4
0.2
0.1
分析表1数据,可得出结论;
分析表2数据,可得出结论。
3.在研究“电流跟电压、电阻的关系”的实验时,可以用变阻箱和滑动变阻器配合实验,如图3所示.我们先使电阻箱R的电阻取某一值,多次改变滑动变阻器的阻值,记录每一次的和相应的电流值,得到当电阻不变时,电流跟成正比的关系;然后多次改变电阻箱R的电阻,调节滑动变阻器的滑片,使每次保持不变,记录每次电阻箱R的阻值和相应的值,得到电流跟成反比的关系.
4.下列说法中正确的是()
A.电流跟电压成正比
B.电流跟电阻成反比
C.在导体的电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比
D.在导体两端电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成正比
5.由欧姆定律
推得
,下列说法中正确的是()
A.导体的电阻与导体两端电压成正比
B.导体的电阻与通过导体的电流成反比
C.导体的电阻是导体本身的属性,等于电压与电流的比值
D.以上说法都不对
6.有甲、乙两个导体,当通过相同的电流时,甲两端的电压比乙两端的电压高,则两者的电阻相比()
A.R甲>R乙B.R甲=R乙
C.R甲 7.当导体两端电压为10V时,通过导体的电流为500mA,那么导体两端电压为2V时,导体的电阻是() A.0.004ΩB.0.02Ω C.4ΩD.20Ω 8.一个灯泡的灯丝的电阻是4Ω,当它两端的电压是2.8V时,求通过灯泡的电流是多少? 9.通过一个电阻器的电流是0.4A,电阻器的电阻是90Ω,求它们两端的电压是多大? 10.一段导体两端的电压是2V时,导体中的电流是0.2A,如果电压增大到9V时,导体中的电流变为多大? 11.一只电阻器两端的电压从3V增加到3.8V时,通过该电阻器的电流增加了0.2A,则该电阻是多少?
- 配套讲稿:
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