高中電流的教案
發(fā)表時間:2021-04-07探究電流產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)。
每個老師上課需要準(zhǔn)備的東西是教案課件,大家在仔細規(guī)劃教案課件。必須要寫好了教案課件計劃,才能促進我們的工作進一步發(fā)展!那么到底適合教案課件的范文有哪些?為了讓您在使用時更加簡單方便,下面是小編整理的“探究電流產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)”,僅供參考,大家一起來看看吧。
【教材分析】
本節(jié)選自人教版義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書《物理》八年級下冊,是初中物理電學(xué)的重要內(nèi)容,焦耳定律又是初中物理知識的重點,本節(jié)進一步學(xué)習(xí)控制變量法的應(yīng)用,是一節(jié)集物理現(xiàn)象、物理概念、物理規(guī)律于一體的課。
【學(xué)生分析】
通過前面的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)知道了電流的熱效應(yīng),學(xué)生對科學(xué)探究的過程已經(jīng)有了初步的認識,本節(jié)課可以讓學(xué)生結(jié)合實際進行本節(jié)的探究。
【教學(xué)目標(biāo)】
根據(jù)全面提高學(xué)生素質(zhì)的總體目標(biāo)與課程標(biāo)準(zhǔn)的要求以及學(xué)生已有的認識基礎(chǔ),我確定了本節(jié)的教學(xué)目標(biāo)如下:
1.知識與技能
(1)知道在電流相同的條件下,電能轉(zhuǎn)化為熱能的功率跟導(dǎo)體的電阻成正比。
(2)知道在導(dǎo)體電阻一定的條件下,電能轉(zhuǎn)化為熱能的功率跟通過導(dǎo)體的電流有關(guān)系。
2.過程與方法
(1)通過實驗探究電流的熱效應(yīng)與電阻大小的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生的觀察分析能力和概括能力。
(2)通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識解決簡單問題的能力。
3.情感態(tài)度和價值觀
(1)通過電熱的利用和防止知識的學(xué)習(xí),認識到科學(xué)是有用的,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理、熱愛科學(xué)的興趣。
(2)在學(xué)習(xí)的過程中,滲透辯證唯物主義的思想。
【教學(xué)重點】
通過實驗探究電流熱效應(yīng)跟電阻大小的關(guān)系。
【教學(xué)難點】
組織指導(dǎo)學(xué)生在探究過程中認真觀察、分析,并得出正確結(jié)論。
【教學(xué)方法】
探究法、實驗法、觀察法、討論法。
【教具準(zhǔn)備】
學(xué)生用:燒瓶、溫度計、銅絲、電爐絲、導(dǎo)線、煤油、電源。
演示用:電爐、電熨斗、熱得快等電熱器、投影儀。
【設(shè)計理念】
結(jié)合教學(xué)實際,對本節(jié)內(nèi)容進行更為合理的重組,以電熱知識和相關(guān)技能為載體,通過創(chuàng)設(shè)問題情境,激發(fā)學(xué)習(xí)探究的積極性;讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程,學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法,培養(yǎng)科學(xué)探究精神、創(chuàng)新意識和實踐能力,及團隊合作精神。教學(xué)過程中,以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo),雙向互動為原則,注重學(xué)生能力培養(yǎng),提高教學(xué)效益。
【教學(xué)過程】
一、創(chuàng)設(shè)情景,引入新課(勵志的句子 DJZ525.coM)
1.教師引導(dǎo):同學(xué)們根據(jù)自己的生活經(jīng)驗,一定能舉出許多電能變成熱能的例子。通過對電能的學(xué)習(xí),大家已經(jīng)了解電流通過導(dǎo)體時,導(dǎo)體會發(fā)熱,誰還記得這是電流的什么效應(yīng)?
2.學(xué)生A:這叫電流的熱效應(yīng)。
3.教師引導(dǎo):在前面課程小燈泡的發(fā)光實驗中,同學(xué)們曾有意地去觸摸過小燈泡,感覺小燈泡(同學(xué)們一起說)熱。有沒有同學(xué)觸摸過導(dǎo)線,如小燈泡連接的導(dǎo)線熱不熱。
4.學(xué)生B:我摸過,沒感覺到熱。
學(xué)生C:我也在家里摸過做飯的電飯鍋,飯都熟了,導(dǎo)線也沒感覺到熱。
5.教師引導(dǎo):同學(xué)們有沒有考慮過這樣的問題:導(dǎo)線和用電器中流過的電流相同嗎?
6.學(xué)生D:相同。
7.教師引導(dǎo):導(dǎo)線和用電器中流過了相同的電流,用電器發(fā)熱而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱,這是為什么?今天同學(xué)們就來一起探討電流經(jīng)過用電器時產(chǎn)生的熱量與什么有關(guān)。
二、進行新課,探究新知
1.猜想或假設(shè)
(1)學(xué)生猜想或假設(shè):
電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)呢?(同學(xué)之間相互討論,大膽猜想)
A.通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量可能與I、R、t有關(guān)?
B.通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量可能與U、W、P有關(guān)?
(2)教師引導(dǎo):
I、U、R、t、W、P等因素中,好多量之間,是有關(guān)聯(lián)的,(如:P=UI,W=UIt,U=IR等,同學(xué)之間集體討論,集思廣益,達成共識),要研究通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān),我們只要研究通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與I、R、t的關(guān)系就可以了。
2.設(shè)計實驗并進行實驗
怎樣來探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與I、R、t間的關(guān)系呢?一一采用控制變量法。
探究方案㈠(小組討論,大組交流)
l.探究對象:Q與R的關(guān)系;
2.主要實驗器材及電路的組成;
3.顯示產(chǎn)生熱量多少的方法。
探究Q與R的關(guān)系時,至少需要幾個電阻?(兩只)
兩只電阻大小的關(guān)系怎樣?(電阻大小不等)
探究時應(yīng)保持什么量不變?(I、t)
怎樣來保證通過電阻絲中的電流大小相等,通電時間相同?(串聯(lián)在同一電路中)
實驗電路中,除阻值不等的電阻絲R1、R2外,還應(yīng)有哪些主要器材?(電源、開關(guān)、導(dǎo)線等)。
請同學(xué)設(shè)計出一個科學(xué)的合理的實驗電路,并畫出它的電路圖。
教師巡視,選擇電路圖,由實驗投影儀顯示,并加以肯定、鼓勵。設(shè)計的電路,共同點都是選用電阻值不等的電阻絲R1、R2串聯(lián)起來,與開關(guān)、電源組成電路,并由各小組根據(jù)電路圖將提供的實物連接成電路。
怎樣來顯示通電導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少?(學(xué)生、教師各抒己見)
①將兩根電阻絲分別浸沒在等質(zhì)量的煤油中,通電后,用溫度計測煤油溫度的變化。
②將兩根電阻絲分別浸沒在裝滿煤油的、規(guī)格相同的燒瓶中,并插入細玻璃管,通電后,觀察管中液面的變化。
③在兩根電阻絲上,分別放上浸過松節(jié)油的棉花。通電后,觀察導(dǎo)線冒煙的情況。
哪一種方法更好一些,討論比較后,各實驗小組采用第三種方法進行實驗,通電后,發(fā)現(xiàn)電阻大的電阻絲上首先冒出滾滾濃煙,并燃燒起來。
得出結(jié)論:I、t相同,R越大,產(chǎn)生熱量越多。
探究方案㈡(小組討論,大組交流)
1.探究對象:Q與I的關(guān)系;
2.主要實驗器材及電路的組成;
3.顯示產(chǎn)生熱量多少的方法。
探究Q與I的關(guān)系時,應(yīng)保持什么量不變?(R、t)
如何使等值電阻中的電流大小不等呢?(并接在兩條支路中,其中一條支路中串接一只限流電阻)。
為了便于觀察電路中電流的大小,還需要什么儀器?(電流表)
還需要哪些主要器材?(開關(guān)、電源、限流電阻、導(dǎo)線等)
請同學(xué)設(shè)計出一個科學(xué)的、合理的實驗電路,并畫出它的電路圖。
教師巡視、選擇電路圖,由實物投影儀顯示,并加以肯定、鼓勵。設(shè)計的電路共同點是采用電阻值相等的兩段電阻絲,分別接入電流大小不同的兩條支路中,用一個開關(guān)來控制電路的通斷,能很好地做到通電時間相同。由各小組根據(jù)電路圖將提供的實物連接成電路。電阻絲R3、R4上分別放上浸過松節(jié)油的棉花,通電后發(fā)現(xiàn)R3上首先冒出滾滾濃煙,并燃燒起來。
得出結(jié)論:R、t相同,I越大,產(chǎn)生的熱量越多。
從上述兩個探究過程中,也可得出:R、I一定,t越長,產(chǎn)生的熱量越多。
3.分析與論證
結(jié)論:導(dǎo)體中電流越大,導(dǎo)體的電阻越大,通電時間越長,通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。
由學(xué)生已掌握的知識進行理論推導(dǎo):電流通過導(dǎo)體時,如果在一定時間內(nèi),電能全部轉(zhuǎn)化為熱而沒有同時轉(zhuǎn)化為其他形式的能量,那么,電流在一定時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量就等于電能轉(zhuǎn)化成熱時的功率,即P=UI,再根據(jù)歐姆定律U=IR得P=I2R。
結(jié)論:在電流相同的條件下,電能轉(zhuǎn)化成熱的功率跟導(dǎo)體的電阻成正比。
4.評價與交流
A.探究實驗有沒有不合理的地方?實驗操作有沒有需要改進?所得結(jié)論是否可靠?
B.回答本堂課開始所提出的兩個問題。
(1)為什么電路中燈泡的燈絲的發(fā)紅,而連接的導(dǎo)線并不怎么熱?
(2)為什么接入大功率的用電器后,電線顯示著發(fā)熱而燒壞?
C.電熱的利用和防止(根據(jù)同學(xué)所掌握的信息,采用相互交流的方式,來辯證地看待電熱的作用。)
(1)電流的熱效應(yīng)有著廣泛的應(yīng)用。
如:電熱水器、電飯鍋、……。
(2)很多情況下需要防止電熱造成的危害。
如:電動機發(fā)熱,……。
相關(guān)推薦
《探究電流熱效應(yīng)跟電阻關(guān)系》教學(xué)設(shè)計
《探究電流熱效應(yīng)跟電阻關(guān)系》教學(xué)設(shè)計
教材分析
本節(jié)教材從“兩個值得注意的現(xiàn)象”入題,要求學(xué)生探討電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱與電阻的關(guān)系,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生用探究式實驗得出電流產(chǎn)生的熱與電阻的定性關(guān)系,在此基礎(chǔ)上用分析論證的方法得出電流與電阻的定量關(guān)系,從而導(dǎo)出焦耳定律,再回到實際生活。
教學(xué)目標(biāo)
1、知識與技能目標(biāo):知道電流的熱效應(yīng),知道導(dǎo)體產(chǎn)生的熱與電阻的關(guān)系,知道電熱器發(fā)熱原理及控制。
2、過程與方法目標(biāo):使學(xué)生初步掌握“提出問題→猜想設(shè)計→設(shè)計實驗→實驗→分析論證→應(yīng)用的探究環(huán)節(jié)。
3、情感與態(tài)度
具有對科學(xué)的求知欲,樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理道理,樂于制作、觀察、實驗。
教學(xué)重難點
引導(dǎo)學(xué)生從探求中發(fā)現(xiàn),在發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上進一步得出電流產(chǎn)生的熱與R的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生的初步探究能力。
教學(xué)思路
手工制作(課前)→激趣導(dǎo)入→猜想假設(shè)→設(shè)計實驗→實驗→分析論證→評價應(yīng)用。
教學(xué)用具
學(xué)具:學(xué)生電源(輸出電流大于2A)廣口瓶2只、量筒、開關(guān)、煤油、電阻絲5Ω、10Ω各2只,電爐絲、吹塑板、溫度計2只等,按組發(fā)放。
教具:除與學(xué)具相同,另需電吹風(fēng)、電爐,投影儀各一。
課前準(zhǔn)備
要求學(xué)生在課前自制電熱鋸,并切割泡沫塑料等物品,制成五角星、花瓣、面具等,提高學(xué)生對本節(jié)所學(xué)知識的興趣,并加以制作指導(dǎo)。
教學(xué)過程
1,激趣導(dǎo)入
請幾位同學(xué)上講臺展示他們各自制作的電熱鋸及作品,讓大家評判他們的作品,并請一位同學(xué)當(dāng)場展示制作(說明:學(xué)生會爭先恐后展示,借以提高他們學(xué)習(xí)興趣)。
大家想了沒有,我們?yōu)槭裁磿阉须姛徜彛鼮槭裁茨芮懈顤|西(生:通電會發(fā)熱)。
導(dǎo)入:導(dǎo)體通電時會發(fā)熱,把這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)(板書:電流的熱效應(yīng))下面我們請同學(xué)們用自制的電熱鋸割開放在你們桌子上的吹塑板,看誰把相同的吹塑板先割開(說明:由于學(xué)生自制的電熱鋸長短、粗細、電流大小不盡相同,割開的時間也不一定相同)。
誰快,誰慢?
割開相同的東西,有快有慢,說明什么?
(生:有的電熱絲產(chǎn)生的熱多,有的少)
產(chǎn)生的熱量有多有少,你們想讓你的電熱鋸切割快一些嗎?那就讓我們來探究電流產(chǎn)生的熱與什么有關(guān)吧!
2,猜想設(shè)計
觀察你們手中的電熱鋸,你們猜想電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱與什么因素有關(guān)?(說明:學(xué)生猜可能與電阻有關(guān),與電壓有關(guān),與電流有關(guān),應(yīng)鼓勵學(xué)生發(fā)散思維,不要立即用課本中的內(nèi)容去要求學(xué)生)。
肯定學(xué)生的猜想,這節(jié)課我們只探討電流產(chǎn)生的熱與電阻的關(guān)系;
指導(dǎo)學(xué)生閱讀23頁的16-3圖,討論電流產(chǎn)生的熱與什么有關(guān)(學(xué)生有認為電阻大產(chǎn)生熱多,也有電阻大產(chǎn)生熱少的),怎樣證明?(實驗)
請同學(xué)們拿出學(xué)具,參看器材邊討論邊合作,探討產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系。
各組設(shè)計匯報實驗方案并在講臺用實物投影交流,確定實驗方案。
我們要研究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱與電流關(guān)系時,一定要保持什么不變(電壓及通電時間相同)?要研究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱與電壓關(guān)系時,要保持什么不變?(電流及通電時間相同)
導(dǎo)體產(chǎn)生的熱如何知道多少?
(生:被煤油吸收,再在中間插入溫度計顯示)
為什么要放入等質(zhì)量的煤油,且廣口瓶還要相同?
(質(zhì)量相同的煤油溫度升得越多,則表示吸熱越多)
要研究上述兩種情況電路圖怎樣設(shè)計?在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上得出如下電路圖(實物圖略)。
3,進行實驗
請學(xué)生按照上面的這兩個實驗方案,連接電路,并記下容器中煤油的初溫t0及通電后經(jīng)過相同時間兩支溫度計①和②的示數(shù),并填表,測溫要三次。
投影下表:
I不變的實驗:初溫t0
t1t2t3⊿t1⊿t2⊿t3
R1=5Ω
R2=10Ω
U不變時的實驗,初溫t0
t1t2t3⊿t1⊿t2⊿t3
R1=5Ω
R2=10Ω
教師巡視指導(dǎo),注意溫度計插入的位置。
分組展示各組學(xué)生取得的大量數(shù)據(jù)。
哪個組能從這么多的數(shù)據(jù)中找到電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系?(生:當(dāng)電流一定時,導(dǎo)體的電阻越大,產(chǎn)生的熱量越大;電壓一定時,導(dǎo)體的電阻越大,產(chǎn)生的熱量越小。
4,分析論證
指導(dǎo)學(xué)生用理論推導(dǎo)法推導(dǎo)P25頁的定量關(guān)系。(說明:這部分內(nèi)容,對于學(xué)生來說,難度不大,可由學(xué)生自行推導(dǎo))
問:由推導(dǎo)我們可以得出電流產(chǎn)生的熱與電阻之間有什么定量關(guān)系。
(生:電流一定時,導(dǎo)體的熱量跟導(dǎo)體的電阻成正比,電壓相同時,導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻成反比(板書)。
如果通電導(dǎo)體的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能則所有求電功的公式都可用于求熱量即Q=W(板書Q=W),電流產(chǎn)生的熱可以進一步表示成什么公式?Q=W=U2/Rt=I2Rt(板書Q=I2Rt)
后者就是著名的焦耳定律,是英國物理學(xué)家焦耳用了幾十年的時間,做了大量的實驗才得出的,它的完整表達是什么?(通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,還跟通電的時間成正比(板書:焦耳定律)(說明:課文中焦耳定律出現(xiàn)得很突然,這樣引入學(xué)生更容易接受)。
5,鞏固評估
用投影出題,請同學(xué)們交流看法,評估自己所學(xué)。
(1)要使你手中的電熱鋸產(chǎn)生的熱量多,可以想什么辦法?為什么?
(2)電風(fēng)扇通電后會發(fā)熱,這些熱量是人們希望得到的嗎?你能想辦法減小電風(fēng)扇的能量散失嗎?
(3)電爐絲熱的發(fā)紅,而與之串聯(lián)的導(dǎo)線并不熱是什么原因?15W燈與100W燈哪個產(chǎn)生的熱多?為什么?
6,應(yīng)用與控制
要求學(xué)生舉例說明熱效應(yīng)有哪些應(yīng)用及家用電器是如何散熱的(學(xué)生回答后,教師展示電爐等電熱器)。
小結(jié)新課
投影:提出問題→猜想→實驗設(shè)計→實驗→結(jié)論→應(yīng)用
布置作業(yè):P27頁自我評價與作業(yè)1、2、3
探究電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系
7.1探究電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.認識電流、電壓和電阻的關(guān)系。
2.會使用電壓表和電流表測量一段導(dǎo)體兩端的電壓和電流之間的關(guān)系。
3.學(xué)習(xí)用圖象研究物理問題的方法。
【重點難點】
重點:通過實驗探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系。
難點:運用圖象法分析得出電流跟電壓、電阻的關(guān)系。
【導(dǎo)學(xué)指導(dǎo)】
一、知識鏈接
思考:怎樣改變電路中的電流和電壓?
猜想與假設(shè):
1.既然電壓是電流產(chǎn)生的原因,那么可以通過方法來改變導(dǎo)體中的電流。
2.電阻是指導(dǎo)體對電流的阻礙作用,那么可以通過方法來改變導(dǎo)體中的電流。
二、探究新知
要測通過電阻的電流和電阻兩端的電壓,就需要電流表和電壓表;要改變通過電阻的電流和電阻兩端的電壓,可以通過調(diào)節(jié)滑動變阻器來實現(xiàn),明確了這些,從而得出本實驗所需要的實驗器材和實驗電路圖。
實驗器材:電池組一個,開關(guān)一個,不同阻值的定值電阻三個,電流表、電壓表、滑動變阻器各一個,導(dǎo)線若干。
實驗電路圖:
進行實驗:
1.保持電阻不變,研究電流與電壓的關(guān)系。
(1)按照電路圖連接電路。
(2)檢查電路無誤后,合上開關(guān),保持R=10Ω不變,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,分別讀出相應(yīng)的電流值和電壓值,填入表1中。
表1R=10Ω
實驗次數(shù)電壓U/V電流I/A
1
2
3
2.保持電壓不變,研究電流與電阻的關(guān)系。
分別換用不同阻值(5Ω、10Ω、15Ω)的定值電阻,并調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,保持定值電阻兩端的電壓(U=3V)不變,觀察并記錄每次定值電阻的阻值和電流表的示數(shù),填入表2中。
實驗次數(shù)電阻R/Ω電流I/A
1
2
3
表2U=3V
分析與論證:
分析表1實驗數(shù)據(jù)可以得出:_____;
分析表2實驗數(shù)據(jù)可以得出:_____。
評估與交流:
(1)分析產(chǎn)生實驗誤差的原因有哪些?
(2)研究改進實驗的措施有哪些?
得出結(jié)論:
由分析與論證可以得出電流、電壓、電阻三者的關(guān)系:
(1)在電阻一定時,導(dǎo)體中的電流與_________成正比;
(2)在電壓一定時,導(dǎo)體中的電流與_________成反比。
【課堂練習(xí)】
1.在探究電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系時,我們可以這樣思考:通過導(dǎo)體的電流可能跟導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻兩個因素有關(guān),現(xiàn)在要單獨探究電流跟電壓的關(guān)系,就必須保持_____不變,改變導(dǎo)體兩端的_____,測出對應(yīng)的_____,通過對幾次測量數(shù)據(jù)的分析,得出結(jié)論。
2.一段導(dǎo)體接在電路中,電壓表和電流表的示數(shù)如下表,但有缺漏,請將缺漏的空格補上。
【要點歸納】
在電阻一定時,導(dǎo)體中的電流與________成正比;在電壓一定時,導(dǎo)體中的電流與_________成反比。
【擴展訓(xùn)練】
3.在探究“電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系”時,應(yīng)保持_____不變,某同學(xué)根據(jù)得到的數(shù)據(jù)畫出了如圖所示的圖像,你對這個圖像進行分析后,得出的結(jié)論是_______________________。
4.某實驗小組的同學(xué)在探究歐姆定律時,采用了如圖7.1-2所示的電路圖實驗中他們選用的定值電阻分別是5Ω、8Ω、10Ω,電源電壓是3V,滑動變阻器的阻值范圍是O~15Ω。
(1)他們在探究某一因素變化對電流的影響時,采用控制變量法實驗分兩步進行:
①保持電阻不變,探究電流與的關(guān)系;
②保持電壓不變,探究電流與的關(guān)系
(2)在研究電阻對電流的影響時,把定值電阻由5Ω換成10Ω,閉合開關(guān)后,下一步的操作是:調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,保持不變.
【總結(jié)反思】
《探究電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系》
每個老師在上課前需要規(guī)劃好教案課件,大家在細心籌備教案課件中。只有寫好教案課件計劃,才能促進我們的工作進一步發(fā)展!你們到底知道多少優(yōu)秀的教案課件呢?以下是小編為大家收集的“《探究電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系》”但愿對您的學(xué)習(xí)工作帶來幫助。
一、教材及學(xué)情分析
電流跟電壓、電阻的關(guān)系實際上就是歐姆定律,它是電學(xué)中的基本定律,是進一步學(xué)習(xí)電學(xué)知識和分析電路的基礎(chǔ),是本章的重點。要求學(xué)生通過探究活動得出,從而更進一步體驗科學(xué)探究的方法。這一節(jié)綜合性較強,從知識上講,要用到電路、電流、電壓和電阻的概念;從技能上講,要用到電流表、電壓表和滑動變阻器等。學(xué)生要通過自己的實驗得出歐姆定律,最關(guān)鍵的是實驗方法。學(xué)生對實驗方法的掌握既是重點也是難點,這個實驗難度比較大,主要在實驗的設(shè)計、數(shù)據(jù)的記錄以及數(shù)據(jù)的分析方面,學(xué)生出現(xiàn)錯誤的可能性也比較大,所以實驗的評估和交流也比較重要。
課本是在前面“電流”、“電路”、“電壓”、“電阻”等知識學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,推斷出電流與電壓、電阻的定性關(guān)系。這樣處理:一是給接下來的實驗結(jié)果做了鋪墊,不致使學(xué)生感到突然;二是目的明確,使學(xué)生對將要探究的問題產(chǎn)生強烈的愿望,想要證實一下這個推斷。有了定性的關(guān)系,又知道電流是可以用電流表測量的物理量,電壓是可以用電壓表測量的物理量,電阻也是可測量的物理量。在此基礎(chǔ)上就可以引出“探究電流與電壓、電阻會不會有定量關(guān)系”的問題
本節(jié)課“探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系”是一個完整的科學(xué)探究過程,讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)的探究,學(xué)習(xí)科學(xué)猜想、設(shè)計實驗、設(shè)計實驗表格、分析論證、感悟科學(xué)方法。因此這節(jié)課無論在知識學(xué)習(xí)上還是在培養(yǎng)學(xué)生運用知識解決實際問題的能力上都具有十分重要的作用。所以教學(xué)中,在注重學(xué)生的理論聯(lián)系實際能力的同時,更要關(guān)注學(xué)生的科學(xué)探究能力的提高。
二、教學(xué)目標(biāo)
1.知識與技能
①使學(xué)生會同時使用電壓表和電流表測量一段導(dǎo)體兩端的電壓和其中的電流。
②通過實驗認識電流、電壓和電阻的關(guān)系。
③會觀察、收集實驗中的數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進行分析。
2.過程與方法
①根據(jù)已有的知識猜測未知的知識。
②經(jīng)歷觀察、實驗以及探究等學(xué)習(xí)活動的過程并掌握實驗的思路、方法;培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰Α⒎治?、歸納實驗結(jié)論的能力;培養(yǎng)學(xué)生能夠掌握把一個多因素的問題轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄠€單因素問題的研究方法。
③能對自己的實驗結(jié)果進行評估,找到成功和失敗的原因。
3.情感、態(tài)度與價值觀
①讓學(xué)生用聯(lián)系的觀點看待周圍的事物并能設(shè)計實驗方案證實自己的猜測。
②培養(yǎng)學(xué)生大膽猜想,小心求證,形成嚴謹?shù)目茖W(xué)精神。
三、教學(xué)資源
演示用具:調(diào)光臺燈、實驗電路、實驗表格、圖像坐標(biāo)紙、課堂鞏固聯(lián)系等多媒體課件。
學(xué)生用具:干電池(2節(jié))學(xué)生電源2.5V和6.3V的小燈泡開關(guān)導(dǎo)線定值電阻(5Ω、10Ω、20Ω)滑動變阻器電壓表和電流表。
四、--思路
本節(jié)課的內(nèi)容有兩個方面:一是探究電流跟電壓的關(guān)系,二是探究電流跟電阻的關(guān)系。其基本思路是:首先以生活中的現(xiàn)象為基礎(chǔ),提出問題,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)欲望。再讓學(xué)生自己通過實驗,分析觀察,大膽猜想,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)猜想的學(xué)習(xí)方法,然后學(xué)生根據(jù)自己的猜想分析實驗方法和所需的實驗器材,設(shè)計出實驗電路并進行實驗,通過實驗數(shù)據(jù)和圖像的分析得出電流跟電壓和電阻的關(guān)系。
本節(jié)課在設(shè)計上體現(xiàn)了以下幾個特點:
1.體現(xiàn)了物理教學(xué)主線:生活──物理──社會。
2.突出觀察、實驗。將電流跟電壓、電阻的關(guān)系實驗設(shè)計為學(xué)生分組探究實驗,體現(xiàn)了新課標(biāo)的理念要求和物理學(xué)科的素質(zhì)教育。培養(yǎng)了學(xué)生的觀察、設(shè)計、動手操作、分析、歸納和探究的能力。
3.通過“科學(xué)猜想法”和“控制變量法”等科學(xué)方法的教學(xué),使學(xué)生潛移默化地接受物理學(xué)中的研究問題的方法。
4.利用多媒體輔助教學(xué)手段,加大課堂教學(xué)密度,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高課堂效率。
五、教學(xué)過程
教學(xué)
程序
教師活動
學(xué)生活動
教學(xué)反思
復(fù)
習(xí)
提
問
1.電流是怎樣形成的?形成電流的原因是什么?什么是電阻?
學(xué)生以舉手的形式回答問題。
這部分問題是學(xué)生已經(jīng)有了感性的認識,大部分學(xué)生回答得很正確,即使有少數(shù)同學(xué)回答錯誤也沒有關(guān)系,學(xué)生之間會進行糾正。
創(chuàng)
設(shè)
情
境
引
入
課
題
1.開燈時,我們常??吹竭@樣的現(xiàn)象:傍晚燈的亮度較暗,深夜燈的亮度較亮,這是為什么?
2.演示:出示調(diào)光臺燈開開關(guān),并轉(zhuǎn)動旋鈕,讓學(xué)生觀察臺的亮點變化。
3.提出問題:燈泡逐漸變亮(或變暗),說明了通過燈泡的電流是怎樣變化?
4.請同學(xué)們完成下列實驗:
(1)把2.5V小燈泡和演示用電流表串聯(lián)分別跟一節(jié)干電池和兩節(jié)干電池組成電路。閉合開關(guān),觀察先后兩次電流表示數(shù)及小燈泡的亮度。分析實驗現(xiàn)象,大膽猜想電流的變化可能跟什么有關(guān)?
(2)分別把2.5V和6.3V小燈泡跟兩節(jié)干電池和演示電組成電路。閉合開關(guān),觀察先后兩次電流表的示數(shù)和小燈泡的亮度。分析實驗現(xiàn)象,大膽猜想電流的變化可能跟什么有關(guān)?
實驗告訴我們:通過導(dǎo)體的電流的大小跟導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻這兩個因素有關(guān)。電流與電壓、電阻之間的有什么樣的定量關(guān)系呢?這就是我們這節(jié)課要探究的課題。(板書:探究電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系)
學(xué)生觀察并思考
學(xué)生回答:電流逐漸變大(或變小)
學(xué)生動手實驗,根據(jù)實驗現(xiàn)象,猜想:串聯(lián)干電池時,燈泡較亮,電流較大。由此可猜想:所加電壓越高,電流會越大。
學(xué)生動手實驗,根據(jù)實驗現(xiàn)象,猜想:6.3V小燈泡較暗,電流較小。燈泡不同,其電阻值一般不同。由此可猜想:導(dǎo)體電阻越大,電流就越小。
這是生活中常見的現(xiàn)象,使學(xué)生感覺到物理來源于生活。
在這段教學(xué)中,通過讓學(xué)生觀察生活中臺燈的亮度變化,并讓學(xué)生自己通過實驗進行大膽猜想,充分調(diào)動學(xué)生參與課堂活動的積極性,培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散思維能力。
對于同學(xué)們的猜想不論對錯,教師都應(yīng)認真對待,但應(yīng)該注意:猜想不是瞎猜、亂猜,應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生在原有知識的基礎(chǔ)上有根據(jù),符合邏輯進行猜想。所以在這里設(shè)計實驗,讓學(xué)生通過實驗猜想。
實驗探究解決問題
1.確定實驗方法──控制變量法
(1)電流可能受電壓和電流兩個因素的影響,如果兩個因素同時變化(如在改變電壓的同時,也改變電阻),能否判斷流變化是誰引起的嗎?
(2)這個實驗應(yīng)如何設(shè)計呢?
(3)在物理學(xué)中,一個物理量往往受兩個或多個因素影響,為了研究這個量與其中的一個因素的關(guān)系,可以固定其他的一些因素,只改變一個,以此進行實驗研究,這種研究物理問題的方法叫“控制變量法”下面我們就利用控制變量法先來探究電流與電壓之間的關(guān)系。
2.探究電阻一定時,電流跟電壓之間的關(guān)系
(1)請同學(xué)們討論,這個實驗需要哪些器材?它們的作用各是什么?怎樣才能改變電阻兩端的電壓?畫出電路圖。
(2)教師分析歸納總結(jié)學(xué)生的改變電阻兩端電壓的方法和實驗電路,提出的異議,引導(dǎo)學(xué)生確定最佳實驗方案,板書合理的器材選擇、電路圖、數(shù)據(jù)記錄方法、操作過程。
學(xué)生思考后回答
學(xué)生思考討論,設(shè)計實驗方案,確定實驗方法:先讓電阻保持不變,改變電壓,觀察電流隨電壓變化的情況:在保持電壓不變,改變電阻,觀察電流隨電阻變化的情況。
學(xué)生思考、討論,匯報所需的實驗器材及它們的作用,畫出電路圖。并且簡單陳述自己的實驗操作過程。
學(xué)生根據(jù)老師提出的異議,討論實驗的改進方案,并修正器材、電路圖、數(shù)據(jù)記錄方法、操作方法。
設(shè)計實驗部分是一個難點,教師要進行引導(dǎo),不要輕易否定學(xué)生的想法,在設(shè)計過程中教師可以提出啟發(fā)性的問題,讓學(xué)生自我發(fā)現(xiàn)問題。
(3)電腦出示實驗中應(yīng)注意的問題:
①連接電路時,開關(guān)應(yīng)處于狀態(tài)。
②滑動變阻器的滑片處于阻值位置。
③注意認清電壓表、電流表的接線柱。
④電壓表量程選V,電流表量程選A。
⑤閉合開關(guān)前,應(yīng)電路,確認無誤后方可進行實驗。
⑥實驗中,閉合開關(guān)后,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使R兩端的電壓成整數(shù)倍地變化(如1V、2V、3V),讀出每次加在R上的電壓值和電流值,并填入下列表格中,并在圖中畫出電阻的U—I關(guān)系圖象
R=
電壓U(V)
電流I(A)
(4)學(xué)生分組實驗,教師巡視指導(dǎo),幫助困難學(xué)生。
(5)請學(xué)生分析實驗表格中的數(shù)據(jù),當(dāng)電壓成倍數(shù)地增大時,電流是怎樣變化的?由此可以歸納出什么結(jié)論?
(6)教師歸納總結(jié):在電阻一定的情況下,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
3.探究電壓一定時,電流與電阻之間的關(guān)系
(1)利用剛才的電路如何用實驗研究電流跟電阻的關(guān)系?
(2)怎樣改變電阻的大小?
(3)在改變電阻時,加在電阻兩端的電壓也要改變,怎樣才能保持每次電阻兩端的電壓不變呢?
(4)學(xué)生分組實驗:實驗中,換用不同的電阻,閉合開關(guān)后,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使R兩端的電壓(如U=2V)保持不變,讀出每次R的電阻值和電流值,并填入表格中U=
電阻R(Ω)
10
20
30
電流I(A)
(5)學(xué)生分組實驗,教師巡視指導(dǎo),幫助困難學(xué)生。
(6)請學(xué)生分析實驗表格中的數(shù)據(jù),當(dāng)電阻成倍數(shù)地增大時,電流是怎樣變化的?由此可以歸納出什么結(jié)論?
(7)教師歸納總結(jié):在電壓一定的情況下,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。
4.以上兩個結(jié)論是同學(xué)們通過分析實驗數(shù)據(jù)歸納得出的。在這之前,科學(xué)家們已經(jīng)進行了大量的實驗,并證明了上述結(jié)論是正確的。
5.回扣:
(1)打開調(diào)光臺燈后,轉(zhuǎn)動旋鈕,燈的亮度發(fā)生變化,說明通過燈泡的電流發(fā)生變化,引起電流變化的原因是什么?
(2)開關(guān)時,傍晚燈的亮度較暗,深夜燈的亮度較亮,說明了什么?
(3)臺燈的調(diào)節(jié)旋鈕其實是一個變阻器,轉(zhuǎn)動旋鈕,實際上是調(diào)節(jié)變阻器,使加在燈泡兩端的電壓發(fā)生變化,而燈的電阻不變,所以電流隨電壓成正比的改變。
(電腦顯示調(diào)光臺燈的實物圖和電路圖,動畫模擬調(diào)節(jié)過程)
學(xué)生思考并回答上述問題
學(xué)生以小組為單位
進行實驗,并將實驗中測得的數(shù)據(jù)填到設(shè)計的表格中。并在圖中畫出電阻的U—I關(guān)系圖象
分析實驗表格中的數(shù)據(jù)和電阻的U—I關(guān)系圖象,歸納得出結(jié)論
學(xué)生思考討論,初步設(shè)計實驗方案
換用不同阻值的電阻(如5Ω、10Ω、20Ω)
學(xué)生思考回答:可以移動滑動變阻器的滑片,是每次加在電阻兩端的電壓不變。
學(xué)生以小組為單位進行實驗,并將實驗中測得的數(shù)據(jù)填到設(shè)計的表格中。
分析實驗表格中的數(shù)據(jù),歸納得出結(jié)論
學(xué)生討論回答
在這段教學(xué)中教師合理地啟發(fā)學(xué)生選擇實驗器材,設(shè)計實驗電路圖,親自動手實驗,分析數(shù)據(jù),歸納得出結(jié)論,充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體作用。這樣不僅培養(yǎng)了學(xué)生的動手操作能力、觀察思維能力,而且使學(xué)生在獲取知識的同時,感受歐姆定律發(fā)現(xiàn)的邏輯過程,感受實驗成功的喜悅。
回扣前面的問題,使學(xué)生感覺到物理來源于生活,又服務(wù)于生活,生活中處處有物理,體會到學(xué)有所用。
評估
交流
讓學(xué)生討論在實驗中遇到的問題以及自己對問題的看法和解決辦法,教師引領(lǐng)回答幾個大家普遍遇到的問題。
學(xué)生小組內(nèi)討論。
使學(xué)生意識到共同討論可以發(fā)現(xiàn)自己的不足,借鑒別人的經(jīng)驗。
鞏固
練習(xí)
多媒體出示:
1.?dāng)U展實驗記錄表格。
2.練習(xí)生活實際。
學(xué)生在作業(yè)本上完成。
梳理
反思
通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),同學(xué)們有哪些
收獲和感悟?或者有哪些困惑?
學(xué)生交流自己的收獲和感悟,提出自己的困惑。
讓學(xué)生歸納這節(jié)課學(xué)到的知識,回顧實驗的設(shè)計和操作過程,體會本節(jié)課運用的科學(xué)方法。既強化了知識又鍛煉了學(xué)生歸納整理知識的能力。對提高學(xué)生的自學(xué)能力有重要的作用。