九年级物理全册第十五章探究电路第二节科学探究：欧
姆定律教案新版沪科版
◇教学目标◇
【知识与技能】
1.通过实验探究电流与电压、电阻的关系,让学生经历科学探究的全过程。
2.尝试用图像法来分析实验数据。通过实验探究,进一步熟悉科学探究中被广泛采用的一种方法——“控制变量法”。
3.通过实验探究电流跟电压和电阻的定量关系,分析归纳出欧姆定律。 4.会运用欧姆定律分析解决简单的电路问题。 【过程与方法】
让学生经历“猜想—实验—归纳—验证”的教学过程,探究电流跟电压和电阻的关系,从中培养学生动手操作、合作交流、逻辑推理的能力。 【情感·态度·价值观】
实验过程中,要求学生分工明确,严格执行仪器的使用规则,读取数据要细心、认真,力争使每个小组收集到的数据真实、准确。引导学生运用数学知识探讨实验记录中物理量之间的定量关系;评估时,引导学生大胆发表独立见解,对不同小组的数据进行综合和比较,正确对待实验中的失误,实事求是,培养学生严谨的科学态度。
◇教学重难点◇
【教学重点】
电流与电压、电阻的关系,欧姆定律的内容及其表达式、变换式的物理意义。 【教学难点】
探究电流与电压、电阻关系的实验设计,用图像法分析实验数据,对实验结果进行评估。
◇教学过程◇
一、新课导入
阅读电压、电阻、电流的对白: 电压:我是电压,我对电流传递正能量!我大,我的电流兄弟就大! 电阻:我是电阻,实在汗颜,我是阻挡电流通过越多,我的电流难兄就越小! 电流:我是电流,我的成长离不开你们的关爱,我需要你们! 大家想一想:电流和电压、电阻存在着什么样的定量关系呢? 二、教学步骤
探究点1 电流的大小与哪些因素有关
[阅读课本]P97 “电流的大小与哪些因素有关”。
[小组讨论](1)猜想:电流与电压是什么关系?电流与电阻是什么关系? (2)怎样探究电流与电压、电阻的关系?
(3)能不能说,电阻一定时,导体中的电压与电流成正比关系?电压一定时,导体中的电阻与电流成反比关系?
[实验](一)探究电流与电压的关系: 1.画出实验电路图,如图所示。
1
2.选用5 Ω的定值电阻,根据电路图连接实物图,在连接实物图的过程中,开关应处于断开状态,滑动变阻器的滑片置于阻值最大处。
3.闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,分别测出4组电压值和电流值,并将测量结果填入表一中。
表一
R=5 Ω 电压U/V 1 电流I/A 0.2 2 0.4
3 0.6 4 0.8 4.绘制图像:
用横坐标表示电压,纵坐标表示电流,根据表一中电压与电流的对应数据,在坐标系中描点,然后将各点用平滑的线段连接起来,就能得到I-U图像,如图所示。
(二)探究电流与电阻的关系:
1.仍然利用刚才连接的电路,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数是2 V时,记下电流表的示数,把测量结果填入表格二中。
2.把5 Ω的电阻取下,再分别把10 Ω、15 Ω、20 Ω的电阻接入电路,分别测得电压是2 V时的电流表的示数,把测量结果填入表二中。
表二
U=2 V 电阻R/Ω 5 10 0.2
15 0.13 20 0.1 电流I/A 0.4 3.绘制图像:
用横坐标表示电阻,纵坐标表示电流,根据表二中电阻与电流的对应数据,在坐标系中描点,然后将各点用平滑的线段连接起来,就能得到I-R图像,如图所示。
1
[分析](1)电流、电压、电阻的关系:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;在电压一定的情况下,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(2)探究电流与电压、电阻关系的思路:
因素 是否 改变 电压 改变 不变 电阻 探究的问题 不变 改变 探究电流与电压的关系 探究电流与电阻的关系
(3)不能说电阻一定时,电压与电流成正比。这里存在着一个逻辑关系问题。物理量之间存在着一定的因果关系,电压是因,电流是果,是因为导体两端加了电压,导体中才有电流,不是因为导体中有了电流,导体两端才有了电压,因果关系不能颠倒。
不能说电压一定时,电阻与电流成反比。我们知道,电阻是导体本身的一种性质,即使导体中没有电流,导体也会有电阻,导体不会因为通过它的电流的改变而使导体的电阻发生改变。
[归纳提升](1)“图像法”:定值电阻的I-U图像是一条过原点的直线,该图像表明,电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。定值电阻的I-R图像是一条曲线,该曲线表明,电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(2)“控制变量法”:研究电流与电压、电阻的关系时,首先保持电阻不变,探究电流与电压的关系;再保持电压不变,探究电流与电阻的关系。这种研究方法称为控制变量法。控制变量法是设计实验方案、分析实验数据、表述实验结论的依据。
探究点2 欧姆定律
[阅读课本]P100 “欧姆定律”。 [思考](1)欧姆定律的内容是什么?
(2)欧姆定律用哪个公式来表示?它的变形式有哪些? (3)欧姆定律的实质是什么? (4)欧姆定律成立的条件是什么? (5)欧姆定律有哪些应用?
[提示](1)内容:一段导体中的电流,跟加在这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。
(2)公式:I=,变形式:U=IR、R=。
(3)实质:反映了一段导体中的电流跟电压和电阻之间的定量关系。 (4)使用条件:I、U、R是指同一段电路中的电流、电压和电阻。
(5)应用:欧姆定律公式明确了三个物理量之间的关系,在一段电路中,只要知道了I、U、R中的任意两个物理量,就可以根据欧姆定律算出第三个物理量。
[小组讨论](1)怎样理解公式R=?
(2)电流表为什么不能直接接到电源上?电压表为什么能直接接到电源上?
[分析](1)导体的电阻在数值上等于导体两端的电压跟通过导体电流的比值。不能认为“电阻跟电压成正比,跟电流成反比”。因为电阻的大小只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,而与电流、电压无关。
1
九年级物理全册第十五章探究电路第二节科学探究：欧姆定律教案新版沪科版
