九年级物理探究电流与电压电阻的关系1.docx
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九年级物理探究电流与电压电阻的关系1
第一节探究――电流与电压，电阻的关系（第1课时）
●教学目标
一、知识目标
1．通过实验探究电流、电压和电阻之间的关系；
2．使学生懂得同时使用电流表和电压表测量一段导体两端的电压和电流；
3．会用滑动变阻器改变部分电路两端的电压。
二、能力目标
1．通过实验探究电流、电压、电阻的关系.学会用“控制变量”来研究物理问题的科学方法；
2．通过在科学探究中经历与科学家进行科学探究的相似过程，学会科学探究的方法，培养初步的科学探究的能力。
三、德育目标
1．通过学生的科学探究活动，形成尊重事实、探究真理的科学态度；
2．在学习知识与技能的同时，体验科学探究的乐趣和方法，领悟科学的思想和精神；
3．在同学们共同的探究活动中培养同学之间的协作意识。
●教学重点
通过实验探究电流、电压、电阻之间的关系
●教学难点
组织、引导学生在探究过程中认真观察、仔细分析，并得出真实、科学的结论
●教学方法
探究法、实验法、观察法
●教具准备
干电池组、2.5V和6.3V小灯泡（带座）各一只、开关一只、导线若干、投影仪
学生3人一组：
电源（电池组或学生电源）5Ω，10Ω，15Ω定值电阻各一个，滑动变阻器、电流表、电压表各一只，导线若干
●课时安排
1课时
●教学过程
一、引入新课
［师］通过前面的学习，同学们基本了解了电流、电压、电阻的概念，并学会了电流表和电压表的使用。
今天请同学们先看老师的这组实验。
［演示］小灯泡和电池、开关组成串联电路。
演示一：
一节干电池和2.5V小灯泡串联发光；
演示二：
两节干电池和2.5V小灯泡串联发光；
演示三：
两节干电池和6.3V的小灯泡串联发光。
同学们仔细观察三次演示小灯泡的发光情况。
［师］通过观察实验，根据上节课的学习，你能告诉大家什么？
你还想知道些什么呢？
［生］一个灯泡，两节电池比一节电池时亮，说明灯（电阻）不变，电压大时，电流也大。
［生］同样的两节电池，2.5V的灯比6.3V的灯亮。
电压不变时，电阻大的电流小，电阻小的电流大。
［生］能不能知道电流、电阻、电压之间数量上的关系呢？
二、进行新课
［师］根据同学们对电阻、电压、电流的学习，你可以大胆地猜测一下它们之间可能的数量关系是什么？
［生］电压越大，电流越大。
［生］电阻越大，电流越小。
［生］也许其中的两个相除或相乘会等于第三个。
［生］电压不变时，电阻大，电流就小。
电阻小，电流就大，可能电流乘以电阻能等于电压。
［生］同一个电灯泡，电压大时，电流就大，也可能电压除以电流等于电阻。
［生］……
［师］同学们能有根据地推测、猜想非常好，你已经在科学研究的道路上迈出了正确的一步。
接下来，同学们可以选择面前的仪器设备，想办法检验你的猜想是否正确。
［探究］电阻上的电流跟电压的关系。
［师］我们要探究电阻上电流跟电压的关系，必须要经历哪些过程呢？
［生］首先要设计实验，然后进行实验和收集证据，再对实验数据进行分析和论证，得出一般的结论，最后进行评估和交流。
［师］大家还记得电流表和电压表的使用规则吗？
［生］电流表串联在电路中，电压表并联在电路中，并且都让电流从“正”接线柱流入，从“负”接线柱流出。
［师］电路中同时使用电流表和电压表，会使用吗？
［生］（同学讨论后）仍然是电流表串联在电路中，测谁的电压，就将电压表并联在谁的两端。
［师］同学们没有问题的话，可以开始实验。
要求探究过程中首先设计好实验；实验过程中记录实验步骤；如实填写实验数据；对自己的实验进行认真的分析、论证，客观评估自己的实验过程及结果；写出完整的探究报告，并和其他组的同学交流。
（同学们操作，教师巡视指导）
选择2~3组同学利用投影展示自己的探究报告，并逐一讲解自己的设计思想、实验步骤，分析论证的结果，进行自我评估，和大家进行交流。
［投影］
第一组探究报告
［题目］探究电阻、电压、电流三者的关系
［猜想和假设］
1．电流和电阻成反比
2．电流和电压成正比
［设计实验］
（一）设计思想
根据我们的猜测，现在已知道定值电阻的阻值是已知的且不改变，干电池的电压值也是已知的，每节1.5V。
把定值电阻连入电路，用电流表测出电路中的电流值，用电压表测出定值电阻两端的电压，就可以知道电阻、电压、电流的数量关系，换用不同阻值的定值电阻及改变干电池组电池的节数进行多次测量，就能得出电阻、电压、电流关系的一般规律。
（二）实验电路
根据实验思想，画出如下电路图：
（三）实验数据表格
实验次数
电阻R（Ω）
电压U（V）
电流I（A）
1
2
3
4
5
6
（四）实验器材
根据实验思想及所画电路图，选择如下器材：
电池组、定值电阻（三个不同阻值）、电流表、电压表、开关各一个，导线若干
［进行实验］
步骤一：
按设计好的电路图正确连接实验电路；
步骤二：
先保持电池组的电池节数不变，分别将5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻接入电路，合上开关，读出电压表和电流表的读数，将数据依次填入第一、二、三次数据表中；
步骤三：
保持定值电阻不变，改变电池组电池节数（分别为1节、2节、3节），合上开关，分别读取三次电流表、电压表的数值，依次填入第四、五、六次测量数据表中。
［分析和论证］
分析由实验得到的数据
1．第一、二、三次测量中电压基本不变，电流随着接入电阻值的增大而减小，但每次电流值和电阻值的乘积都近似等于电压值，甚至有一次完全相同。
2．第四、五、六次测量中，电阻的阻值不变，随着电池组节数的改变，电压表指示数值几乎成倍地增加，但每次都很接近电池组的电压。
电流表的指示数也几乎成倍地增大，并且和电压增大的倍数相同。
每次电压除以电流的值都近似等于电阻的值。
综合以上分析结果，可以得到结论，我们的猜测是正确的。
电流I，电阻R，电压U的关系是：
电阻越大，电流越小；电压越大，电流越大。
［评估］
从实验的过程和结果看，尽管数据之间不是完全吻合，但基本能反映规律，所以测得的数据和结论是可靠的。
实验过程中不太完美的是：
操作过程中读完数做记录时没有及时打开开关，可能会浪费电；在更换变阻器和电池组电池时，也没有打开开关，这也是不允许的。
［疑问］
测量过程中，电压表每次测量的值和电池组电压值几乎相同，是否可以不用电压表测量，直接由电源电压读出来？
［师］对同学的表现给予充分肯定，引导同学们对探究过程及问题进行积极交流。
［生］我们设计的电路是这样的（用投影展示），也能得出和他们相同的结果。
［生］我认为我们组设计的电路比他们的更好一些。
（投影展示）
引起学生争论。
［生］我认为前面的那两种设计合理，可以不用电压表，直接由电池电压就能知道电阻两端的电压，省事。
［师］认为自己设计的更好的这组同学能不能说说你们的设计为什么好，好在哪里？
老师怎么看见前两组同学还比你们少用了器材，不好吗？
［生］前面两组虽然少用了器材，但操作起来麻烦。
每测一组数据，就得改变一次电源，就要重新连接一次电路，很容易出错。
我们这样的连接虽然增加了一个滑动变阻器，多用了器材，但不用改变电源，利用滑动变阻器就可以方便地改变电阻两端的电压，还能提高测量效率。
［师］同学们认为他分析的有道理吗？
谁还有补充？
［生］连接滑动变阻器时要用“一上、一下”两个接线柱，还要注意电流不能超过滑动变阻器允许的最大电流值。
［生］在实验中还要注意电流表和电压表的量程，选择正确的接线柱，这样读出来的数才准确，我们是用“试触”的方法来选择量程的。
［生］电流、电压表的正负接线柱不能接反了，否则会损坏电表。
［生］我认为也可以测出滑动变阻器的电压。
［师］同学们认为可以吗？
［生］可以测滑动变阻器电压。
不过实验探究的是定值电阻的电流和电压的关系，测出滑动变阻器的电压后，还得根据串联电路电压的规律求出定值电阻的电压。
这样的话，电源电压必须先知道。
［生］我还有一个问题，实验时电压表是必须并联在电阻两端，电流表一定要串联在电路中。
但是有的是先用电流表和电阻串联，电压表接在电阻和电流表两端，有的是电压表先并联在电阻两端，电流表再串联。
（教师可让学生画图说明）这样测出的结果没有差别吗？
［师］这位同学观察得非常仔细。
对于这样的问题同学们可以先大胆猜测，在下节内容的探究实验中验证你的猜测。
［师］大家还有什么问题吗？
有没有同学注意过自己的测量方法和其他组同学的完全一样吗？
［生］（同学们经过相互交流）有的组先固定电压测电流，比较电流和电阻关系；有的组先固定电阻，测电压和电流，比较电流和电压关系……
［师］在电流、电压、电阻三个量中，我们先限制其中一个量不变，来讨论余下两个量的关系；然后再限制另一个量不变，研究剩下两个量的关系，这就叫“控制变量”法。
在以后的探究活动中即使遇到更多的物理量，同学们也可以尝试用控制变量法来研究.这样处理可以把一个多因素的问题转变成一个单因素的问题来研究，可以为我们研究问题带来许多的方便。
课后，同学们可以进行更充分的探讨、交流，互相取长补短，完善自己的探究报告。
三、小结
同学们一起来小结本节内容。
这节课我们学会了用电流表和电压表测量一段导体两端的电压和流过导体的电流.通过实验探究了定值电阻的电流和电压的关系。
四、板书设计
电流跟电压、电阻的关系：
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。
在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。
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