物理九年級全冊第五章《歐姆定律》教學教案(教科版)_第1頁
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文檔簡介

教科版物理九年級全冊第五章《歐姆定律》教學教案第1節歐姆定律第1課時【教學目標】一、知識與能力理解歐姆定律,能進行簡單的計算。二、過程與方法通過實驗探究,自己找出電流與電壓、電阻的關系,學習科學探究方法。三、情感、態度與價值觀1.讓學生體驗和經歷科學探究的過程,形成尊重事實、探究真理的科學態度。2.結合歐姆的故事,培養學生嚴謹的科學態度和堅持不懈的科學精神。【教學重點】探究電流、電壓和電阻的關系,理解歐姆定律。【教學難點】理解各物理量間的辯證關系。【教學突破】通過學生討論改變電流大小的方法,認識到電壓及電阻對電流的影響,然后進行實驗,探究其定量關系,分析數據,得出結論。【教學準備】◆教師準備調光臺燈、實驗電路、實驗表格、圖像坐標紙、課堂鞏固練習等多媒體課件。◆學生準備干電池(2節)、學生電源、2.5V和6。3V的小燈泡、開關、導線、定值電阻(5Ω、10Ω、20Ω)、滑動變阻器、電壓表和電流表。┃教學過程設計┃教學過程批注一、播放錄像和演示實驗,導入新課。1.播放:燈光逐漸變亮,音樂漸起,幽靜的湖畔,朦朧的月色,一群美麗的白天鵝出現在舞臺上,隨著燈光變化,翩翩起舞。2.演示:閉合臺燈開關,然后調節旋鈕,使其亮度逐漸發生變化。3.演示:調節錄音機的旋鈕,使其音量逐漸發生變化。問題:通過剛才的觀察,你發現了什么?有什么樣的想法?學生通過觀看錄像和演示實驗找出其共性,經分析思考,明白電路中的電流發生了變化,從而提出問題:哪些因素影響電流的大小?二、進行新課。(一)實驗探究:怎樣改變電流的大小?提出問題:根據經驗,你能猜想出哪些因素能影響電流的大小?怎樣改變電流的大小?教師用線路板組成(或多媒體出示)與圖5-1-1的電路圖相對應的實物圖:學生回答情況參考:(1)電壓使電路中形成電流,所以電壓越大,電流越大。(2)電阻表示導體對電流的阻礙作用,所以電阻越大,電流越小。學生猜想:改變電流方案:(1)改變電池節數,通過改變電壓來改變電路中的電流。(2)利用滑動變阻器改變電路中的電阻,來改變電路中的電流。那么如何驗證我們的猜想呢?將學生分組驗證兩種猜想。(1)把2.5V小燈泡和電流表分別跟一節干電池和兩節干電池串聯組成電路。閉合開關,觀察先后兩次電流表示數及小燈泡的亮度。分析實驗現象,驗證猜想(1)是否正確。(2)把2.5V小燈泡和電流表及滑動變阻器串聯在一起組成電路,閉合開關,移動滑動變阻器滑片的位置,觀察先后兩次電流表示數及小燈泡的亮度。分析實驗現象,驗證猜想(2)是否正確。引導學生得出結論:電路中的電流與導體兩端的電壓及導體的電阻有關。(二)探究電流與電壓、電阻的關系。(1)提出問題:電流與電壓、電阻之間有什么樣的定量關系呢?(2)學生猜想,教師記錄于副板書上。(3)設計實驗:①問題:電流可能受電壓和電阻兩個因素的影響,如果兩個因素同時變化(如在改變電壓的同時,也改變電阻),能否判斷電流變化是誰引起的嗎?②確定實驗方法:控制變量法。在物理學中,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”。③確定實驗方案:先讓電阻保持不變,改變電壓,觀察電流隨電壓變化的情況;再保持電壓不變,改變電阻,觀察電流隨電阻變化的情況。1.探究電流與電壓的關系。(1)問題:請同學們討論,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)教師分析歸納學生的改變電阻兩端電壓的方法和實驗電路,提出異議,引導學生確定最佳實驗方案,板書合理的器材選擇、電路圖、數據記錄方法、操作過程。(3)電腦出示實驗中應注意的問題:①連接電路時,開關應處于________狀態。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閉合開關前,應________電路,確認無誤后方可進行實驗。⑥實驗中,閉合開關后,調節滑動變阻器的滑片,使R兩端的電壓成整數倍地變化(如1V、2V、3V),讀出每次加在R上的電壓值和電流值,并填入教材第73頁表格中。(4)學生分組實驗,教師巡視指導,幫助理解有困難的學生。(5)請學生分析實驗表格中的數據,當電壓成倍數地增大時,電流是怎樣變化的?由此可以歸納出什么結論?教師引導總結:在電阻一定的情況下,導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比。2.探究電流與電阻的關系。(1)利用剛才的電路如何用實驗研究電流跟電阻的關系?怎樣改變電阻的大小?(2)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?(3)學生分組實驗:實驗中,換用不同的電阻,閉合開關后,調節滑動變阻器的滑片,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。(4)學生分組實驗,教師巡視指導,幫助遇到困難的學生。(5)請學生分析實驗表格中的數據,當電阻成倍數地增大時,電流是怎樣變化的?由此可以歸納出什么結論?教師引導總結:在電壓一定的情況下,導體中的電流跟導體的電阻成反比。學以致用:解釋開頭提出的問題,可以用多媒體展示其實物圖與電路圖進行分析。評估交流:讓學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,使學生意識到共同討論可以發現自己的不足,可以借鑒別人的經驗。教師出示實物圖的目的是為了給學生創設實物情境,便于學生思考、探討問題,找到解決的方法,因此教師不要忽略這一環節。對于學生回答的其他問題,一般都可以歸結到電壓或電阻上,對學生的猜想作相應的引導。分析出影響因素后,學生自然就能想到改變電路中的電流的方法了。這里僅僅列舉了學生最易得出的兩種方法,如還有別的方法,教師可以引導到電壓及電阻的改變上來分析。對于同學們的猜想,不論對錯,教師都應認真對待,但應該注意:猜想不是瞎猜、亂猜,應該引導學生在原有知識的基礎上有根據、符合邏輯地進行猜想。所以,在這里設計實驗,讓學生通過實驗驗證猜想。學生通過親自動手實驗,驗證自己的猜想,真正認識到影響電流的因素有電路兩端的電壓及電路中的電阻,為下一步探究電流與電壓、電阻的關系奠定基礎,同時在這兩個實驗中也隱含體現了下面的探究實驗中控制變量法的運用。設計實驗部分是一個難點,教師要進行引導,不要輕易否定學生的想法,在設計過程中教師可以提出啟發性的問題,讓學生自己發現問題。學生思考、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。在這段教學中教師合理地啟發學生選擇實驗器材,設計實驗電路圖,讓學生親自動手實驗,分析數據,歸納得出結論,充分體現學生的主體作用。這樣不僅培養學生的動手操作能力、觀察思維能力,而且使學生在獲取知識的同時,感受歐姆定律發現的邏輯過程,感受實驗成功的喜悅。由于學生對實驗方法已經有所了解,因此教師不必過多引導,只要分析出通過移動滑動變阻器來控制電阻兩端的電壓就可以了。三、反思總結,布置思考題。1.請學生總結本節課的主要收獲,教師再作適當的補充。2.教師進一步強調本節課的重點、難點和關鍵點。3.布置思考題及課后作業。思考題:電流、電壓、電阻之間有什么樣的定量關系呢?┃教學小結┃【板書設計】第1節歐姆定律(1)(一)實驗探究:怎樣改變電流的大小1.改變電池節數。2.改變電路電阻。(二)探究電流與電壓、電阻的關系1.探究電流與電壓的關系。(1)電路圖(略)。(2)結論:在電阻不變時,電流與電阻兩端的電壓成正比。2.探究電流與電阻的關系。(1)電路圖(略)。(2)結論:在電壓不變時,電流與電阻成反比。【教學探討與反思】電流跟電壓、電阻的關系實際上就是歐姆定律,它是電學中的基本定律,是進一步學習電學知識和分析電路的基礎,是本章的重點。本節課中,學生通過探究活動,更進一步體驗了科學探究的方法。這一節綜合性較強,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。學生通過自己的實驗得出了歐姆定律,明確了實驗方法。這個實驗難度比較大,主要在實驗的設計、數據的記錄以及數據的分析方面,學生出現錯誤的可能性也比較大,所以實驗的評估和交流做了重點處理。教學中利用前面“電流”、“電路”、“電壓”和“電阻”等知識,推斷出電流與電壓、電阻的定性關系。這樣處理:一是給接下來的實驗結果作了鋪墊,不致使學生感到突然;二是目的明確,使學生對將要探究的問題產生強烈的愿望,想要證實一下這個推斷。有了定性的關系,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。在此基礎上就可以引出“探究電流與電壓、電阻會不會有定量關系”的問題,適合學生的正常思維,達到了良好的教學效果。第2課時【教學目標】一、知識與能力1.理解歐姆定律的內容及其表達式的物理意義,了解定律中各物理量的單位。2.能熟練地運用歐姆定律計算有關電壓、電流和電阻的簡單問題。二、過程與方法1.通過分析,掌握電流與電壓、電阻之間的定量關系。2.通過計算,學會解答電學計算題的一般方法,培養學生邏輯思維能力,培養學生解答電學問題的良好習慣。三、情感、態度與價值觀通過對歐姆生平的介紹,學習科學家獻身科學、勇于探索真理的精神,激發學生學習的積極性。【教學重點】理解歐姆定律,能用其進行簡單的計算。【教學難點】理解歐姆定律并應用。【教學突破】通過教師分析例題,認識到電流、電壓、電阻三者之間的對應關系,并依靠歐姆定律的內容公式進行分析,明確已知其中兩個物理量如何來求第三個物理量,并規范電學題目的解題格式,通過例題進行拓展分析,強化歐姆定律的應用。【教學準備】◆教師準備定值電阻、多媒體課件。┃教學過程設計┃教學過程設計意圖一、復習提問引入新課。提出問題:1.在上一節“探究導體上的電流跟兩端電壓、電阻的關系”的實驗中,應用了哪種研究問題的方法?2.在研究過程中控制了哪個物理量?3.利用上節課得出的結論,填寫表格,并闡述理由。(可利用多媒體或投影將表格投出)表一(電阻一定)電壓U/V1.53電流I/A0。30。8表二(電壓一定)電阻R/Ω510電流I/A0。60。2進一步引申:如果我們再知道兩個表中的任意一個數據,你能不能繼續求出另外一個呢?在填空時,如果學生不夠熟練,教師可適當提醒學生回憶在上一節課中是如何采用控制變量法來研究的,并及時引導學生解答。二、新課教學。(三)歐姆的研究發現。1.推導歐姆定律。教師:你們能不能將探究活動中的兩個結論用一句話概括出來?學生討論,相互總結,相互補充,達成共識。教師:上節課我們通過實驗得出了導體中的電流跟它兩端的電壓和它的電阻的關系,請一位同學敘述一下這個關系。大家認為他說得對嗎?上節課我們曾經把這個關系用數學式子表示出來,是怎樣表示的?(學生回答,教師板書)副板書:R一定時,eq\f(I1,I2)=eq\f(U1,U2)(1)U一定時,eq\f(I1,I2)=eq\f(R2,R1)(2)2.認識歐姆定律。教師:我們這節課要學習的就是將這些關系綜合起來,得出一個電學基本規律,即歐姆定律。板書:歐姆定律(第2課時)教師:歐姆定律的內容是什么呢?讓大家閱讀課本,請一位同學朗讀歐姆定律的內容。歐姆定律的內容:導體中的電流,跟這段導體兩端的電壓成正比,跟這段導體的電阻成反比。通過多媒體課件簡單介紹歐姆的貢獻及當時的實驗條件,讓學生感受科學家探究真理的艱辛和鍥而不舍的精神。提出問題:對比剛才分析數據得出的電流與電壓、電阻關系,你怎么理解歐姆定律中的“正比”與“反比”呢?學生相互討論,發表自己的觀點。教師補充解釋:歐姆定律的內容中在說到“正比”或“反比”時,沒有說“在電阻一定的情況下”或“電壓不變的情況下”,這是否意味著“導體中的電流跟它兩端的電壓成正比”不需要保持電阻不變這個條件了呢?不是的。只有電阻一定時,導體中的電流才會跟它兩端的電壓成正比。同樣,也只有電壓不變時,導體中的電流才會跟它的電阻成反比。定律作了簡明的敘述,但暗含了這兩個條件,這是對定律應注意的一個方面。另一方面,定律沒有指明“正比”“反比”所應滿足的條件,還意味著它能適用于電壓、電阻同時都變化時電流應如何變化的情形,這種情形在以后的學習中將會遇到。其次歐姆定律中說到的電流、電壓、電阻都是屬于同一段導體的,在后面將歐姆定律用于串聯電路和并聯電路時,注意到這一點是很必要的。3.歐姆定律公式。提出問題:根據你對歐姆定律的理解,你認為如果把歐姆定律的內容用公式來表述,應該怎么表述呢?公式中的各個符號的意義和單位分別是什么?學生自己閱讀教材認識。歐姆定律的公式:I=eq\f(U,R)。教師總結有關歐姆定律的幾點說明(多媒體出示):①歐姆定律中的電流、電壓和電阻這三個量是對同一段導體而言的。②對于同一段電路,只要知道I、U和R三個物理量中的兩個,就可以應用歐姆定律求出另一個。③使用公式進行計算時,各物理量要用所要求的單位。電壓的單位用V,電阻的單位用Ω,電流的單位用A。(四)歐姆定律的應用。那么我們可以利用歐姆定律來解答哪些問題呢?多媒體出示例題:手電筒的小燈泡上標有“2.5V0。3A”,表示加2.5V電壓時,通過的電流為0。3A,燈泡正常發光。燈泡正常發光時的電阻是多少?學生閱讀完后,讓學生結合“有關歐姆定律的幾點說明”思考并試著解答。教師結合例題引導分析并板書。(1)可以計算的問題:U、R、I三個量中,知道兩個可求其余一個。公式:I=eq\f(U,R);變形公式:U=IR、R=eq\f(U,I)。(2)解答問題的思路和格式:畫出電路圖或寫出已知條件、求解物理量→寫出根據公式→代入數據→計算結果。(3)物理量的單位的運用:若已知量的單位不是伏、安、歐,要先化為伏、安、歐再代入式子計算。解答并板書。解:由I=eq\f(U,R)得到R=eq\f(U,I)=eq\f(2.5V,0.3A)≈8。3Ω問題:結合這道例題請同學們思考一下,我們如何測量才能知道這個電阻的阻值呢?(教師出示一個定值電阻)分析:這道例題為我們提供了一種測定電阻的方法。如果分別用電壓表和電流表測出電路中某一導體兩端的電壓值和通過它的電流值,就可以根據歐姆定律算出這個導體的電阻值。強化練習:①一個定值電阻兩端的電壓是0。25V時,流過它的電流是0。13A。如果流過它的電流變為0。91A,此時它兩端的電壓是多大?②一個電阻箱接在電壓不變的電源上,把它的電阻調到350Ω時,流過它的電流是21mA。若再調節電阻箱,使流過它的電流變為126mA,此時電阻箱的電阻應是多大?學生討論:為什么電流表不能直接接到電源兩極上去,而電壓表可以呢?學生回答,教師訂正,并進行適當解釋。解答參考:電流表的特點是電阻很小,當電流表直接接在電源兩端時,通過電流表的電流就會過大,燒壞電流表。同理,電壓表的電阻卻很大,即使將電壓表直接接在電源兩端,通過它的電流也很小,所以燒不壞電壓表,也就可以直接接在電源兩端了。引導學生利用上一節課的實驗結果來延伸到這一節課,有一定的難度,因此教師要照顧到全體學生,認識到數據中隱含的規律,并能得出相應的關系。在向學生提問時,要盡量抽中等學生或差等生不看書回答,不足之處由學生訂正。對于用數學式子來表示的是為歐姆定律的公式得出作準備的。對于“R一定”與“U一定”,教師最好是用彩筆標注一下,為進一步探討理解歐姆定律中的“正比”與“反比”作鋪墊。對于歐姆定律的理解是很重要的,對于內容的表述理解也是中考的考點,因此教師要結合開始通過數據得出的結論進行分析,便于學生理解掌握。對于“另一方面”與“對同一段導體”的解釋,可以簡單點,遇到具體問題時再強調說明,不要把內容搞得很復雜。對于這一部分的教學,教師要引導學生將語言描述的歐姆定律內容用字母表示出來,并認識各個物理量之間的關系及其單位,明確用這個公式進行計算時,必須用要求的單位。如果單位不統一,就要進行單位換算。通過例題的講解,幫助學生進一步認識歐姆定律的使用條件,同時,培養良好的解題習慣。處理強化練習時,重點是訓練學生的解題格式,為學生養成良好的解題習慣奠定基礎。對于這部分內容,教師利用歐姆定律的知識進行簡單介紹,讓學生明白電流表與電壓表的原理。三、反思總結,布置思考題。1.請學生總結本節課的主要收獲,教師再做適當的補充。2.教師進一步強調本節課的重點、難點和關鍵點。3.布置思考題及課后作業。課后作業:教材第75頁“自我評價”第1題。┃教學小結┃【板書設計】第1節歐姆定律(2)(三)歐姆的研究發現歐姆定律內容:導體中的電流跟這段導體兩端的電壓成正比,跟這段導體的電阻成反比。公式及單位:I=eq\f(U,R),U—VR—ΩI—A(四)歐姆定律的應用(1)可以計算的問題:三個量中,知道兩個可求其余一個。公式:I=eq\f(U,R);變形公式:U=IR、R=eq\f(U,I)。(2)解答問題的思路和格式:畫出電路圖或寫出已知條件、求解物理量→寫出根據公式→代入數據→計算結果。(3)物理量的單位:若已知量的單位不是伏、安、歐,要先化為伏、安、歐再代入式子計算。【教學探討與反思】本課題教學設計的關鍵之一是處理好第1節的實驗規律和歐姆定律的關系,使學生易于理解歐姆定律的內容和公式的物理意義,特別是歐姆定律的公式為什么那樣表達,是初中物理教學中的一個難點。本教案設計的基本思路是:從實驗規律出發,引出定律內容,再把定律的結論與實驗的結論對比理解,說明定律既概括了實驗的結果,又比實驗結論更具有普遍性。在引出公式后,由公式導出兩個實驗的結論,說明公式也是實驗結論的概括。這樣,學生對定律的內容和公式的物理意義就有了切實的理解,對課文開頭提出的歐姆定律是“實驗結果綜合起來的”才會有真切的體會。這樣做的前提是在本章第1節的教學中,先通過實例運用學生在小學和中學數學學習中已較熟悉的比例知識導出本教案中的(1)(2)兩式,根據第1課時的內容和課時實際,不難做到。培養學生理解運用數學表達物理規律和應用數學解決物理問題的能力是本章的一個重要特點。上述設計和課堂練習題的設計都有利于這種能力的培養。本課題的另一重點教學目標是初步培養學生應用歐姆定律解題的能力。“掌握歐姆定律”的教學要求是本章以至電學學完后的最終要求。這節課只是既簡單又基礎的應用,由于學生已經較長時間沒有涉及到用公式進行定量計算,在這一節課對解題加以強調是非常必要的。教案中采取學生先閱讀教材例題,再一起概括小結的解題思路方法,以及在本課小結中再次強調,對學生提出要求等措施來實現。第2節測量電阻【教學目標】一、知識與能力1.知道用電壓表和電流表測電阻的原理。2.會同時使用電壓表和電流表測量導體的電阻。3.了解定值電阻的特性。二、過程與方法通過實驗對電阻的測量,了解歐姆定律的應用。三、情感、態度與價值觀1.實驗電路的設計、連接及測量過程中的興趣培養。2.在實驗過程中,培養嚴謹的科學態度。【教學重點】學會使用電壓表、電流表測量電阻。通過對實驗數據的分析,加深對電阻概念的正確理解。【教學難點】引導學生分析實驗數據,發現規律,加深對電阻概念的認識。【教學突破】引導學生認識實驗電路的設計,明確實驗方法及實驗中滑動變阻器的作用。分析實驗數據,了解電壓與電流的比值關系,發現定值電阻的特點,認識到電壓與電流對電阻是沒有影響的,強化學生對電阻概念的理解。【教學準備】◆教師準備圖像坐標紙、課堂鞏固練習等多媒體課件。【學生準備】干電池(2節)、學生電源、2.5V和6。3V的小燈泡、開關、導線、定值電阻(5Ω、10Ω、20Ω)、滑動變阻器、電壓表、電流表、萬用表。

┃教學過程設計┃教學過程批注一、創設生活情境,引入新課。1.教師出示一個壞的收音機,告訴學生經過檢查,發現一只標注模糊的電阻引線斷了,需要更換。怎樣才能知道它的阻值呢?2.通過多媒體課件模擬上面這一過程。問題:利用我們學習過的知識能不能進行測量呢?通過利用收音機這一實物進行展示,點明需要更換標注模糊的電阻,并讓學生利用學習過的知識進行測量電阻。這樣將物理知識與實際生活聯系在一起,增強了學生對物理應用于生活的認識。二、進行新課。1.實驗探究:怎樣測量未知電阻?(1)提出問題:如何利用已有知識測量未知電阻的阻值呢?討論測量方法及依據。(2)猜想或假設:學生思考交流,利用已有的知識經驗進行有根據的猜想。①可以使用電工們常用的萬用表直接測量。②用電壓表和電流表分別測出電阻兩端的電壓和通過電阻的電流,代入公式R=eq\f(U,I)計算得出。(3)設計實驗。問題1:如何利用電壓表和電流表分別測量出電阻兩端的電壓和電流,從而計算出電阻呢?請畫出相應的電路圖。教師活動:展示學生畫出的電路圖,通過以下幾個問題,引導學生討論分析電路圖的合理性。①用這幾個電路能測出電阻兩端的電壓和通過電阻的電流嗎?設計合理嗎?②電路能測出幾組數據,只測出一組數據計算的電阻準確嗎?③如何才能進行多次測量,得到多組數據呢?總結:①只要能正確測出電阻兩端的電壓和電流,就具有合理性;②只測量一組數據具有偶然性,不能真正說明問題,應該多測量幾次;③通過滑動變阻器改變電阻兩端的電壓操作起來方便可靠。問題2:實驗時,有哪些注意事項呢?以填空的形式或多媒體展示。①連接電路時,開關應處于________狀態。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閉合開關前,應________電路,確認無誤后方可進行實驗。問題3:如何設計實驗表格呢?(4)進行實驗。①學生按照實驗方案進行分組實驗,教師巡視指導,幫助遇到困難的學生。②展示學生小組實驗數據。(5)分析論證。問題:你計算出的電阻有什么特點?分析實驗數據可知,定值電阻的阻值是不變的,說明電阻的大小與導體兩端的電壓高低,及通過導體的電流大小無關。(6)評估交流。①實驗中你的電表是否出現了指針反向偏轉的現象?原因是什么?②實驗中你的電表是否出現了超量程的現象?原因是什么?③實驗中你的滑動變阻器是否出現了無法調節電路電流大小的現象?原因是什么?④測電阻的實驗中,你每次測量的電阻值是否相差不大?為什么?⑤滑動變阻器在本實驗中起到了什么作用?學生反思,討論交流。總結:在進行實驗時,一定要事先明確實驗步驟和儀器的操作規范,細心操作,認真檢查,避免出現失誤甚至造成事故。滑動變阻器在本實驗中除了用來調節電阻兩端的電壓、實現多次測量外,還具有限制電路中的電流、保護電路的作用。(7)圖像表示電阻。教師簡單介紹:除了用表格形式記錄我們的測量結果外,我們還可以用圖像的方式表示。在坐標圖上,用橫坐標表示電流I,縱坐標表示電壓U。根據實驗數據,用描點連接法就可以得到電流隨電壓變化的關系曲線。學生在圖像坐標紙上,描點連線。問題:如何從圖像中知道電阻的大小?學生舉例分析。2.伏安法的應用。教師總結:對于一個未知電阻,用電壓表測出它的兩端電壓U,用電流表測出通過它的電流I,應用歐姆定律,就可求出其電阻值。這種測量電阻的方法叫做伏安法。伏安法是測量電阻的一種基本方法。討論交流:只用一只電壓表測電阻。實際測量中,如果缺少電流表,你能用一只電壓表和一只定值電阻測未知電阻的阻值嗎?畫出電路圖。學生討論分析,并明確測量步驟。原理分析參考:只有電壓表,那就只能測出待測電阻兩端的電壓,而不能測出電流。但是電壓表也可以測出已知定值電阻的電壓,用此電壓除以已知定值電阻的阻值就是該定值電阻的電流,如果計算出來的電流與待測電阻的電流相等,那么就能計算出待測電阻的阻值了。使定值電阻的電流與待測電阻的電流相等,只需要使它們串聯即可。知識拓展:只用一只電流表和一只定值電阻能否測量未知電阻的阻值呢?例題:某同學想測定電阻Rx的阻值。供選擇的器材有:一個電源(電壓不變、電壓數值未知),一個已知電阻R0,電壓表(最大量程大于電源電壓),單刀雙擲開關。該同學設計了如圖5-2-1所示的電路。(1)要完成該實驗,請你寫出需要測量的物理量及操作步驟。(把開關與接觸點“1”接觸,此時電壓表測量的是定值電阻兩端電壓,讀取示數為U0,再把開關與接觸點“2”接觸,此時電壓表測量的是定值電阻和被測電阻兩端的總電壓,讀取示數為U)(2)寫出用測量的物理量計算Rx的表達式。Rx=eq\f(U-U0R0,U0)技巧點撥:根據兩個電阻串聯時電流相等,并聯時電壓相等,借助一個測量儀表電流表(或電壓表)和一個定值電阻等也可以測量出一個燈泡工作時的電阻。學生討論分析,設計其他實驗方法步驟。教師要肯定學生的說法,可以出示萬用表實物,簡單介紹萬用表及其使用方法。建議學生使用已經掌握的知識進行實驗,也就是第二種方法。利用前面的實驗經驗,學生很容易畫出電路圖,但是較難考慮到滑動變阻器的使用。因此以下設計按照學生沒有使用滑動變阻器的情況進行處理,教師要根據實際情況作出最佳處理。通過討論,學生聯系本章第1節課的探究實驗,容易想到可以通過改變電池個數或調節滑動變阻器的方法改變電路中的電流,實現多次測量。通過學生對兩種方法方便性的討論,選取滑動變阻器,改進電路圖,展示正確的電路圖,并板書。對于實驗注意事項,教師不管通過什么方式,主要是讓學生養成實驗前先考慮注意事項的好習慣,減少實驗時出現的問題。對于設計表格,學生可以參考教材表格,表格的設計不是唯一的,主要是訓練學生獨立設計表格的能力。教師要以小組成員的身份參與到各個小組的實驗當中,并糾正學生實驗過程中的錯誤與不足;三次實驗數據盡量在允許的范圍內拉開差距,便于分析結論;要求學生實事求是地記錄實驗數據。在分析論證、評估交流時,教師要注意引導學生分析實驗數據的可靠性,然后評估自己在實驗過程中出現了哪些失誤,這些會對實驗結果造成哪些影響。這是一種習慣的培養,教師不要舍棄這一重要的環節。對于圖像的描點可以由學生自己完成,但是對于從圖像中去認識電阻的大小,是一個難點,也是一個重點。因此教師要注意引導學生從曲線的得來進行分析,讓學生認識其中所描點的含義。此處,教師也可進行適當的訓練,進行強化。在處理時,由于難度比較大,所以教師要適當進行引導。通過這兩種特殊的測量方法,鍛煉學生的思維,進一步理解歐姆定律的應用,體會“替換”的方法。三、反思總結,布置思考題。1.知識與能力方面:(1)測電阻的方法;(2)定值電阻的特性;(3)滑動變阻器在本實驗中的作用。2.學生交流合作心得體會。3.布置思考題及課后作業。課后作業:(1)完成教材第79頁“自我評價”。(2)課下研究小燈泡的電阻,并記錄燈泡電阻的特點,與定值電阻進行對比。┃教學小結┃【板書設計】第2節測量電阻(一)伏安法測量電阻1.實驗原理:R=eq\f(U,I)。2.測量工具:電壓表、電流表等。3.實驗電路圖(略)(二)伏安法的應用1.只用一只電壓表測電阻。2.只用一只電流表測電阻。【教學探討與反思】本節課涉及的是一種基本的測量電阻的方法,是歐姆定律知識的延伸。同時,使用電壓表與電流表,在前面的探究活動中學生已經經歷過,因此實驗中的注意事項學生都了解,教師只需提醒內容就可以了。對于學生描出的U-I圖像,由于學生理解較淺,教師引導的語言多了些,在訓練中,也會耽誤時間。在討論伏安法的應用時,由于沒有直接做實驗,學生理解起來比較難,建議如果課堂有時間的話,還是讓學生自己實驗測量一下,加深學生對歐姆定律知識的理解與運用。第3節等效電路第1課時【教學目標】一、知識與能力1.知道串聯電路總電阻與各個串聯電阻的關系。2.會用串聯電路的特點和歐姆定律解決簡單的串聯電路問題。3.體會等效電阻的含義。二、過程與方法初步認識等效電路在串聯電路中的應用。三、情感、態度與價值觀體驗探究的快樂及科學方法的魅力。【教學重點】串聯電路電阻的特點。【教學難點】用理論推導的方法探究串聯電路總電阻跟各個串聯電阻的關系。【教學突破】引導學生充分掌握最基本的電流、電壓、電阻之間的關系,以及串聯電路的特點;進行適當的提示,讓學生討論推導,得出結論。【教學準備】◆教師準備多媒體課件。◆學生準備干電池(2節)、開關、導線、定值電阻(5Ω、10Ω、20Ω)、滑動變阻器、電壓表和電流表。┃教學過程設計┃教學過程批注一、創設生活情境,引入新課。上一節課我們學習了測量電阻的阻值的方法——伏安法。但是,在實際生活中卻遇到了這樣一個問題:在維修爺爺的收音機時,小聰發現收音機中有一只100Ω的電阻壞了,可小聰手邊只有幾只50Ω的定值電阻,有什么辦法可以解決這個問題嗎?結合上一節課中學生對于阻值模糊的電阻進行測量,用到了伏安法,這一節課深入提出,已知電阻值,但是一只電阻的阻值不夠大,又有很多小阻值的電阻,怎么來利用小阻值的電阻組合成大阻值的電阻呢?這樣將物理知識與實際生活聯系在一起,增強了學生對物理應用于生活的認識,提高了學生進一步探究的興趣。二、進行新課。1.知識準備,復習提問。(1)歐姆定律的內容及表達式。(2)串聯電路電流、電壓的特點。2.實驗探究:串聯電路的等效電阻。(1)問題:現在我們手中有5Ω和10Ω的電阻,能否組合一下得到15Ω的電阻呢?(2)分析電路的等效電阻。演示:將兩電阻串聯接到電壓U的電路兩端,電流表示數為I,如教材圖5-3-2所示。用歐姆定律計算出R1與R2串聯后的總電阻,用一個電阻值為R的電阻代替R1、R2,調節滑動變阻器的滑片,使電流表示數為I。顯然,對電路中電流而言,該電阻產生的效果跟前面兩個電阻產生的效果相同。讓學生回憶合力的知識,幾個力共同作用的效果可以用一個力來代替,這個力就是那幾個力的合力。讓學生明確只有“等效”才能相互“代替”。教師小結:兩次實驗中,電流表、電壓表的示數是完全相同的,這說明定值電阻R在電路中產生的效果與電阻R1和R2串聯在同一電路中共同產生的效果相同。在這一基礎上,我們稱電阻R是兩個串聯電阻R1和R2的等效電阻或總電阻,同時也可稱串聯電阻R1和R2是電阻R的等效電阻或分電阻。電路的等效電阻:幾個連接起來的電阻起的作用,可以用一個電阻來代替,這個電阻就是幾個電阻的等效電阻。問:請同學們大膽地進行判斷,你認為,實驗中R1和R2的等效電阻或稱總電阻R的大小是多少Ω?請說出判斷的依據。讓學生從多角度進行判斷分析,教師都不要否認。教師計算出此時滑動變阻器接入電路中的電阻值。設疑:大家對電阻值R的判斷能與實際吻合,這是巧合還是反映了必然的規律呢?下面我們通過研究串聯電路電阻的關系來回答這一問題。(3)實驗探究:串聯電路的等效電阻。引導學生結合教材圖5-3-2說明如何進行實驗判斷,并設計出相應的實驗表格。實驗:出示如圖5-3-2所示的電路圖。把2Ω與3Ω的電阻串聯后接于電路中,記錄對應的電流表和電壓表示數;再把5Ω的電阻接于電路中,記錄對應的電流表和電壓表示數。換一組電阻再進行實驗。分析實驗得到的數據,看看有什么發現。讓學生用符號表示上述實驗結論的數量關系。學生觀察記錄實驗現象并分析得出結論。結論:2Ω和3Ω的電阻串聯后的等效電阻為5Ω。用公式表示為:R=R1+R2.(4)理性探究:推導串聯電路的等效電阻。①教師介紹:科學的研究方法是多種多樣的,實驗是一種重要的、常用的方法,我們通過分析實驗數據去驗證假設,但也可以用理論推導得出結論。②理論推導:利用教材圖5-3-3引導學生根據串聯電路的特點和歐姆定律推導串聯電路的等效電阻和各串聯電阻之間的關系。參考:下面以兩個電阻的串聯為例,推導串聯電路電阻的關系。設電阻R1與R2串聯時,等效電阻或總電阻為R,畫電路圖(可參考教材第80頁圖5-3-3)。因為:串聯電路中各處的電流相等,即(1)I1=I2=I串聯電路兩端的電壓等于各部分電路兩端的電壓之和,即(2)U=U1+U2所以,用(2)式除以(1)式可得(3)eq\f(U,I)=eq\f(U1,I)+eq\f(U2,I)由歐姆定律變形后的公式,將(3)式寫為(4)式,即(4)R=R1+R2實驗和理論推導都證明:串聯電路中,等效電阻等于各串聯電阻之和。理解導體串聯起來后的總電阻與各串聯導體電阻的關系。3.拓展分析。結合教材圖5-3-4,根據影響導體電阻大小的因素進行分析,認識電阻的串聯就相當于增加了導體的長度,從而增大了導體的電阻值,所以串聯電路的等效電阻大于各串聯導體的電阻。4.例題:兩電阻的阻值分別是R1=8Ω,R2=4Ω,串聯后接于24V的電源上,則R1兩端的電壓是多少V?你還能求出電路中哪些物理量?解析:歐姆定律中的電壓、電阻和電流三個量是對同一個電阻或同一段電路而言的。不同導體或不同電路中三者不能混用,應加角碼區別。解:電路的等效電路圖如圖5-3-1所示:因為兩個電阻串聯,所以總電阻為:R=R1+R2=8Ω+4Ω=12Ω;總電流為:I=eq\f(U,R)=eq\f(24V,12Ω)=2A;通過R1的電流為:I1=I=2A;R1兩端的電壓為:U1=I1R1=2A×8Ω=16V;通過R2的電流為:I2=I=2A;R2兩端的電壓為:U2=U-U1=24V-16V=8V。教師提問學生回答,并將這兩個問題的答案寫在黑板上,以備參考使用,為串、并聯電路等效電阻的理論推導作鋪墊。這一部分內容占用的時間略微多一點,主要讓學生明確什么才叫做“等效”,只有“等效”才能相互“代替”,注意與合力進行對比分析,效果會更好一些。在處理這一部分內容時,教師不要急于求成,要讓學生明白如何使用“等效法”進行測量,可以采用歐姆定律進行計算總電阻,也可以換一個電阻進行對比,從而分析電阻之間的關系特點。對于實驗數據,如果時間足夠多,要盡量多安排幾組實驗,既能增強學生實驗測電阻的能力,也為學生認識串聯電阻奠定基礎。總體解題指導思想——由圖可知兩個電阻R1、R2串聯,則整個電路可以分為三部分:R1一部分,R2一部分,總電阻一部分;由歐姆定律可知對應每一部分電路都有電流、電壓和電阻三個量,所以一共包含9個量,已知3個量,所以可以再求出其他6個量。三、反思總結,布置思考題。1.請學生總結本節課的收獲,教師再作適當的補充。2.教師進一步強調本節課的重點、難點和關鍵點。3.布置思考題及課后作業。課后思考:并聯電路的等效電阻與各個電阻之間有什么樣的關系?┃教學小結┃【板書設計】第3節等效電路(1)(一)電路的等效電阻1.內容:幾個連接起來的電阻起的作用,可以用一個電阻來代替,這個電阻就是那些電阻的等效電阻。2.串聯電路的等效電阻。(1)實驗探究。(2)理性探究。(3)內容:串聯電路中,等效電阻等于各串聯電阻之和。(4)公式:R=R1+R2【教學探討與反思】本節課一方面遵循教材的編寫思想,使學生明白物理規律既可以直接從實驗得出,也可以用已知規律從理論上導出,注意設計和用好演示實驗,對電阻關系式進行細致地推導。但重點應落在充分運用教材的問題、實驗結果對電阻關系的推導,淺顯具體地闡明分析問題的思路和方法。實驗時用了三個定值電阻兩次得出電阻關系,這既為學生理解電阻關系式提供了事實依據,又為介紹等效方法和應用等效方法引出課題的問題提供了感性認識,使引入問題、實驗、講授、論證統一起來。第2課時【教學目標】一、知識與能力1.知道并聯電路總電阻跟各個并聯電阻的關系。2.會用并聯電路的特點和歐姆定律解決簡單的并聯電路問題。3.體會等效電阻的含義。4.使學生知道幾個電阻并聯后的總電阻比其中任何一個電阻的阻值都小。二、過程與方法初步認識等效電路在并聯電路中的應用。三、情感、態度與價值觀體驗探究的快樂及科學方法的魅力。【教學重點】并聯電路電阻的特點。【教學難點】用理論推導的方法探究并聯電路總電阻與各個并聯電阻的關系。【教學突破】引導學生充分掌握最基本的電流、電壓、電阻之間的關系及并聯電路的特點;進行適當的提示,讓學生討論推導,得出結論。【教學準備】◆教師準備多媒體課件。◆學生準備干電池(2節)、開關、導線、定值電阻(10Ω、15Ω)、滑動變阻器、電壓表和電流表。┃教學過程設計┃教學過程批注一、創設生活情境,引入新課。上一節課我們學習了電阻的串聯知識,了解到了電阻串聯可以使電阻變大,那么能不能用幾個電阻得到阻值較小的電阻呢?今天小明的爸爸又給小明出了一道難題:現在小明的爸爸急需5Ω的電阻,但身邊只有一些10Ω的電阻,小明該怎么辦呢?誰能幫他解決這個問題?結合上一節課中學生對于電阻的串聯可以得到電阻較大的情況,那么如何得到較小電阻呢?進而提出問題,讓學生思考,自然引入本節課的內容。這樣再一次將物理知識與實際生活聯系在一起,增強了學生對物理應用于生活的認識,提高了學生進一步探究的興趣。二、進行新課。1.知識準備,復習提問。(1)歐姆定律的內容及其表達式。(2)并聯電路電流、電壓的特點。(3)在上一節課中,我們是如何研究串聯電路中電阻關系的?引導學生總結:串聯電路電阻的特點我們是通過先猜想,再用實驗驗證,最后通過理論推導這三個步驟研究得出的,這也是我們研究物理的常用方法。我們一起看大屏幕,回顧研究的過程。板書:猜想、實驗驗證、理論推導、結論。利用多媒體回顧三個步驟。猜想:電阻串聯相當于增大了導體的長度,總電阻等于各電阻之和。實驗驗證:分別用伏安法測各電阻和總電阻的阻值并進行驗證。理論推導:用已經學過的有關知識進行推導。2.實驗探究:并聯電路的等效電阻。(1)猜想:電阻串聯可使小電阻變大,原因是串聯相當于增大了導體的長度,所以串聯后的總電阻大于其中任一電阻。那么并聯呢?結合教材圖5-3-5,教師適當引導。學生回答:相當于增大導體的橫截面積,可使大電阻變小,并聯后的總電阻比其中任何一個電阻都小。(2)實驗探究:并聯電路的等效電阻。要判斷我們的猜想是否正確,我們應怎么辦?那就請你們用實驗對你們的猜想進行驗證。學生實驗:在研究電阻串聯時,我們通過實驗得到了總電阻與各電阻的定量關系是:R=R1+R2

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