专题171 电流与电压和电阻的关系教学设计.docx

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专题171电流与电压和电阻的关系教学设计

人教版九  年级 物理  教学设计

主备人

学科

物理

时间

课题

第十七章欧姆定律

第1节电流与电压和电阻的关系

教

学

目

标

知识与技能

1.通过实验探究电流、电压和电阻的关系；

2.会同时使用电压表和电流表测量导体两端的电压和通过的电流；

3.会使用滑动变阻器来改变一段导体两端的电压.

4.会分析实验中的数据,并用图像法处理实验数据.

过程与方法

1.通过实验探究过程，进一步体会科学探究方法；

2.领悟用“控制变量法”来研究物理问题的科学方法；

3.通过实验、分析和探索过程，提高根据实验数据归纳物理规律的能力，学会用图像研究物理问题.

情感态度与价值观

1.在收集、处理数据的过程中培养学生实事求是的科学态度.

2.重视学生对物理规律的客观性、普遍性和科学性的认识,注意学生科学世界观的形成.

3.在解决问题的过程中，有克服困难的信心和决心，让学生体验战胜困难、解决物理问题时的喜悦.

教学重点

实验探究电流与电压和电阻的关系的实验过程。

教学难点

1.运用控制变量法进行实验探究。

2.利用图像对实验数据进行分析得到结论.

教具准备

三节干电池、教学用电流表、教学用电压表、导线、滑动变阻器一个、定值电阻（R1＝5Ω、R2＝10Ω、R3=15Ω）、导线若干、图像坐标纸、多媒体课件等..

教学方法

实验探究、控制变量法、图像法、分析法、归纳法.

教学过程设计

导

入

新

课

演示实验1:

同一个小灯泡，用2节干电池做电源比1节更亮，说明什么？

1节干电池作电源2节电池作电源

说明电压越大，通过灯的电流越大，灯越亮。

演示实验2:

同一电路中，当滑动变阻器阻值变小时，灯泡更亮，说明什么？

说明同样电压下，电阻越小，电路中的电流越大。

师：

实验告诉我们:

通过导体的电流大小跟导体两端的电压和导体的电阻这两个因素有关.那么电流与电压、电阻之间有什么样的定量关系呢?

这就是我们这节课要探究的内容。

教

学

过

程

教

学

过

程

教

学

过

程

教

学

过

程

新课学习

要探究电流与电压、电阻之间有什么样的定量关系，先看两个问题：

电阻一定，改变电压.

1.探究方法：

控制变量法

电压一定，改变电阻。

2.怎么改变电压：

利用滑动变阻器改变定值电阻两端电压。

更换电池改变定值电阻两端电压。

要重新连接电路,比较麻烦,容易出现接触不良等问题

比较来说，利用滑动变阻器改变定值电阻两端电压，比较方便,节约时间,可减少误差.

更换电池改变定值电阻两端电压。

要重新连接电路,比较麻烦。

一、实验探究：

电流与电压的关系

1.探究的问题:

导体的电阻一定，通过导体的电流跟两端电压有什么关系?

2.猜想和假设：

（1）电流和电压成正比。

（2）电流和电压成反比。

3.设计实验：

问题1:

怎样测量导体两端的电压U和导体中的电流I呢?

回答1:

利用电压表测量导体两端的电压U,利用电流表测量电路中的电流I.

问题2:

怎样保持导体的电阻R不变呢?

回答2:

使用定值电阻.

问题3:

通过什么方法改变定值电阻两端的电压U呢?

回答3:

利用串联的滑动变阻器改变定值电阻两端的电压U.

（1）电路图：

（2）实验中，滑动变阻器的作用：

改变定值电阻R两端的电压

保护电路

（3）注意事项

连接电路时,开关应断开；

闭合开关前，滑片应处在阻值最大的位置；

电流表和电压表选择正确的量程和接线柱。

4.进行实验

（1）实验步骤：

按电路图连接电路；

按电路图连接实物电路,将10Ω的定值电阻接入电路，利用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压,移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数成整数倍增加（如分别为1V、2V…..），记录电流表示数,把数据记录在表格中。

5.实验数据：

电阻R

10Ω

电压U/V

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

电流I/A

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

6.处理数据：

根据表格中的数据画出I—U图像

学生讨论回答下列问题,逐层概括电流与电压的关系:

问题1:

电流与电压两个物理量,是谁随谁变化?

回答1:

电流随电压变化.

问题2:

由图像,可得出什么结论?

回答2:

通过导体的电流与导体两端的电压成正比.

问题3:

这个结论前提是保持哪个物理量不变?

回答3:

保持电阻不变.

问题4:

有人说,这个结论可叙述为“在电阻不变时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比.”这种说法对吗?

回答4:

不对.因为是电流随电压变化,不是电压随电流变化.

7.实验结论：

在电阻一定,通过导体的电流与导体两端的电压成正比.

师：

我们已经探究出了通过导体的电流跟导体两端的电压之间的关系,那么通过导体的电流跟导体的电阻之间有什么样的关系呢?

二、实验探究：

电流与电阻的关系

1.提出问题:

师:

前面的实验中，我们知道，电阻不变时，电流与电压成正比，那么，在电压不变时，电流与电阻之间有什么样的关系呢？

2.猜想或假设:

生：

根据“导体的电阻越大，流过它的电流就会越小”，因此我们猜想：

电流与电阻成反比.

3.设计实验:

教师提示：

我们在做实验时，仍需使用控制变量法，即保持电阻两端的电压不变，研究电压不变的条件下，电流与电阻的关系，实验电路图与前面相同.

（1）.在电路中如何改变电阻,选用什么器材?

怎么操作?

更换不同的电阻

（2）.如何使电阻两端电压不变,如何控制其不变?

利用滑动变阻器阻值的改变。

调节使得电阻R两端的电压不吃不变

（3）.滑动变阻器在实验中起到什么作用?

实验原理图没变，但是滑动变阻器的作用有什么变化？

滑动变阻器的作用：

.控制定值电阻两端的电压保持不变。

.保护电路

4.进行实验:

（1）按电路图连接好电路.

（2）分别将5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻连入电路中，调节滑动变阻器，使电压表示数保持不变（如U=2V），分别读出电流表的示数，记录在下面的表格中.

5，实验数据：

电压U

2V

电阻R/Ω

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

电流I/A

0.4

0.2

0.13

0.1

0.08

0.06

6.处理数据：

根据表格中的数据画出I—R图像，并得出结论.

7.归纳结论：

电压一定，导体中的电流跟导体的电阻成反比。

分析论证，评估，交流.

教师总结：

理解电流与电压、电阻的关系时，要注意以下两个问题：

（1）这里的导体中的电流和导体两端的电压、导体的电阻都是针对同一导体而言的.不能说一个导体的电流和另一个导体两端的电压成正比；也不能说一个导体的电流与另一个导体的电阻成反比.所以，电流与电压、电阻的关系一定要标明是哪一段电路或哪一个导体.

（2）注意电流与电压、电阻关系的逻辑性.在叙述三者关系时，电流与电压、电阻的顺序不能改变，即不可以说：

电阻一定时，导体两端的电压随电流的增大而增大；电压一定时，电流越小，导体电阻越大.这是因为电压是形成电流的原因，因为导体两端加了电压，导体中才有电流，不是因为导体通过了电流才有电压，这个因果关系不能颠倒；而电阻是导体本身的一种性质，与通过导体的电流大小无关.

课堂小结

课堂练习

1.（2019扬州）如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，调节滑动变阻器滑片，下列说法正确的是（）

A．滑片向左滑动，电流表示数增大，电压表示数减小B．滑片向左滑动，电流表、电压表示数都增大

C滑片向右滑动，电流表、电压表示数都增大D.滑片向右滑动，电流表示数减小，电压表示数增大

【答案】B

【解析】串联电路，且电压表测量灯泡电压，则当滑片向左滑动时总电阻变小，电流变大，灯泡分得电压变大，则电流表示数变大，电压表示数变大；反之，当滑片向右滑动时，电流表示数变小，电压表示数变小。

2.（2019江西）（多选）处理物理实验数据时，经常选用坐建立坐标系。

如图所示，所建立的坐标系符合物理要求的是（）

【答案】AD

【解析】图像的画法必须满足物理量带单位，同一坐标轴刻度需均匀分布；

A．横轴为体积，纵轴为质量，有单位，刻度均匀，故A正确；

B．图中没有标注单位，故B错误；

C．图中电流的坐标轴刻度不均匀，故C错误；

D．横轴为时间，纵轴为路程，有单位，刻度均匀，故D正确；

3.（2019铜仁）如图所示，若电路中电源两端的电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从b端向a端滑动的过程中（）

A.电压表V1的示数变大，电流表A的示数变大B.电压表V2的示数变大，电流表A的示数变小

C.电压表V1的示数变大，电流表A的示数变小D.电压表V2的示数变大，电流表A的示数变大

【答案】：

A

【解析】由图知，定值电阻R1和滑动变阻器R2串联，V1测量R1两端的电压，电压表V2测量R2两端的电压，电流表测量串联电路中的电流。

当滑动变阻器的滑片P从b端向a端滑动的过程中，滑动变阻器的电阻变小，由串联分压的规律可知，变阻器分担的电压变小，即电压表V2示数变小；电源电压不变，所以定值电阻两端的电压就变大，即电压表V1示数变大；

定值电阻的阻值不变，滑动变阻器的电阻变小，所以整个电路的总电阻变小，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中的电流就变大，即电流表的示数就变大。

故BCD错误，A正确。

4.（2019成都市）如图所示.电源电压不变,开关s闭合后,把滑片P向右移动.则滑动变阻器接入电路的阻值将,电压表示数将。

（两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）。

【答案】变大，变小。

【解析】滑动变阻器组织变大，总电流减小，由欧姆定律，与之串联的定值电阻两端的电压会减小。

5.（2019山西省）“探究电流与电阻的关系”实验中：

（1）如图甲所示，请你用笔画线代替导线，将图中电路连接完整（请勿更改原有导线，导线不得交叉），

要求：

当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中的电流变大。

连接电路时，开关必须　　。

（2）闭合开关后，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，其原因是　　。

（3）实验过程中，将5Ω的电阻接入电路中，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P至适当位置，此时电流表示数如图乙所示，则电流表示数为　　A．将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片P向　　（选填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为　　V。

【答案】：

（1）如上；断开；

（2）电阻R断路；（3）0.3；右；1.5。

【解析】

（1）当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中的电流变大，即电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下所示：

连接电路时，开关必须断开；

（2）闭合开关后，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，其原因是电阻R断路。

（3）实验过程中，将5Ω的电阻接入电路中，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P至适当位置，此时电流表示数如图乙所示，则电流表示数为0.3A；由定律定律，电压表示数：

U＝IR＝0.3A×5Ω＝1.5V；

根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；

探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为1.5V。

板

书

设

计

第一节电流与电压和电阻的关系

一、探究电流跟电压的关系:

1.实验电路:

2.实验表格:

R=10Ω 

电压U/V

2

3

4

电流I/A

0.2

0.3

0.4

3.实验结论:

在电阻一定的情况下,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比.

二、探究电流跟电阻的关系:

1.实验电路:

2.实验表格:

电阻R/Ω

5

10

15

电流I/A

0.4

0.2

0.13

U=2V 

3.实验结论:

在电压一定的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比.

布置

作

业

【必做题】　

教材第77页动手动脑学物理的2题

【选做题】　

教材第76页动手动脑学物理的1题

课

后

反

思

1.电源最好选择学生电源,测量的数据比较一致.采用干电池时,测量的数据存在一定的误差,处理数据时,要求教师考虑到数据可能不一致来指导学生如何得出结论.

2．采用图像法进行数据处理时,可以把电压U看成纵坐标y轴,电流I看成横坐标x轴,则由U-I图像可知U和I是正比例函数,这样用数学方法处理有利于学生快速得出U,I和R的数学表达式.

3.分析电压、电阻、电流三者之间的正比、反比关系很困难，是学生学习的一个难点，一定要注意突破.教师可以从多个角度分析：

①小学的正比和反比知识，如：

当a/b=常量，a与b成正比；当ab=常量时，a与b成反比.②从倍数角度分析；③从图象角度分析.