粤沪版《探究欧姆定律》教案

编辑: 逍遥路 关键词: 九年级 来源: 高中学习网
12.2 探究欧姆定律
1.目标
知识与技能
⑴理解欧姆定律,并能运用欧姆定律进行简单的计算。
过程与方法
⑵运用控制变量法探究电流跟电压、电阻的关系,归纳得出欧姆定律。
情感态度与价值观
⑶体验探究自然规律的曲折和乐趣,激发学生的好奇心,增强学习的兴趣和克服困难的信心。
2.教材说明
本节主要内容有:实验探究电流跟电压、电阻的关系,欧姆定律的内容和公式。
前面学习了电学中的三个基本物理量:电流、电压、电阻,本节通过科学探究建立电流、电压、电阻之间的定量关系,得出电学中重要的基本规律――欧姆定律。
教材的编写思路:本节教材与传统教材的重要区别,就是本教材更加重视过程与方法、情感态度与价值观的教育。学生已经学过电流、电压和电阻,但是并不明白它们之间的关系,教材从学生熟悉的电学现象出发,引导学生思考电流与电压、电阻之间的关系,让学生先提出自己的猜想,再来设计实验,通过实验收集数据,最后归纳得出电流与电压、电阻的定量关系。这样不仅加深了学生对欧姆定律的理解,而且培养了学生科学探究的能力和兴趣,让学生真正学会用控制变量法进行实验探究。
本节重点:欧姆定律是本章的重点,课标要求学生“理解”,而且能进行简单的计算。探究欧姆定律的实验,能够培养学生正确使用仪器仪表(电流表、电压表、滑动变阻器等)的能力和连接电路的能力,同时让学生学会用仪器仪表去探索物理规律、用控制变量法研究多个因素的关系,还有利于培养学生的合作交流意识和处理信息的能力。所以欧姆定律及其探究过程是本节教学的重点。
本节教学难点:对学生来说,探究欧姆定律的实验,电路比较复杂,测量的数据较多,又要控制变量,操作起来比较麻烦,所以学生设计并进行实验探究欧姆定律,是本章教学的难点。
本节是一堂重要的科学规律探究课,教师决不能仅仅停留在如何“教会”学生记住结论,“学会” 套用公式解题这个层面上,更应多方面关注学生的“学”。在备课和课堂教学中,教师要更多地站在学生的角度分析教材、调控课堂,让学生在亲身体验的平台上,手脑并用地参与科学探究活动,能动地认识和生成科学知识,真切地体验科学探究过程的曲折和乐趣,真正去感悟科学。

3.教学建议
●提出问题
可以像教材那样,引导学生回忆以前的实验活动,直接提出问题:电路中的电流跟电压、电阻之间究竟存在怎样的关系呢?
也可采取以下方法提出问题。
⑴温故知新,提出问题
教师:在电学中,我们已经学过了3个物理量:电流、电压和电阻。请问:电压的作用是什么?(学生:电压是一段电路中产生电流的原因。)什么是电阻?(学生:电阻表示导体对电流阻碍作用的大小。)既然电压使电路中产生电流,电阻对电流有阻碍作用,那么电路中电流的大小跟电压、电阻一定存在必然的联系,它们之间究竟存在怎样的关系呢?
⑵观察实验,发现问题
如图12-13所示,先用一节干电池给2.5V的小灯泡供电,观察灯泡的亮度和电流表的示数;再用两节干电池供电,观察实验现象。问学生:发现了什么?怎样解释看到的现象?(电压越大,电流越大。电流的大小跟电压有关。)

图12-13
如图12-14所示,同时展示两个电路:两电路都用一节干电池供电,但两只小灯泡的型号不同,让学生再次比较灯泡的亮度和电流表的示数。

图12-14
教师:以上几个实验说明电流的大小跟哪些因素有关?
学生讨论、回答。
⑶问题设疑,激活思维
教师出示问题:有一个小灯泡,上面标明其正常工作时的电流为0.3A。在一次实验中,小红测出通过灯泡的实际电流为0.4A,为使该灯正常工作(避免灯泡被烧坏),需要减小通过灯泡的电流,你能想出哪些办法?并简述理由。
这样的问题对学生来说略带一点“挑战性”,学生为了展示自己的聪明才智,往往会争相想办法、出主意。其实办法不外乎两种:减小电压,或增大电阻。
教师:大家认为电流的大小跟电压、电阻有关,那么它们之间有没有定量的规律呢?
●设计实验
为明确实验目的,可以把上一个环节中提出的问题(电路中的电流跟电压、电阻之间存在怎样的关系?)板书在黑板上。
如果学生的基础比较好,可以放给学生讨论,让学生利用桌面上的器材设计实验,探究电流跟电压、电流分别存在怎样的关系。采取这种教学方法,要给学生留出足够的时间,并对学生提出明确的要求,如要求画出电路图,设计出记录数据的表格等。然后全班集中交流,可投出学生设计的电路图和实验记录表格,让学生结合图表阐述实验方法步骤,相互补充,完善实验方案。
也可以让学生自己阅读教材,然后思考、回答教材提出的两个问题。通过讨论“为什么在电路中要接入一个滑动变阻器”,制定出具体的实验方案:以定值电阻为研究对象,研究它的电流跟电压的关系时,保持定值电阻R不变,用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压,测出多组电压和电流的对应数据,通过分析数据,发现电流跟电压的关系;研究电流跟电阻的关系时,要更换不同的定值电阻,通过调节滑动变阻器保持定值电阻两端的电压相等,测出电流,通过分析多组数据,找出电流跟电阻的关系。
还可以通过师生双边活动,启发引导学生设计实验:
教师:要研究电流跟电压、电阻分别存在怎样的关系,可运用什么方法?
学生:控制变量法。
教师:请具体说明:每一步要控制什么量不变、改变什么量、怎样改变?每一步需要测量哪些量、怎么测量?
学生通过讨论,逐步弄清楚上述问题,也就把实验方案设计出来了。
●进行实验
为保证学生实验能够顺利进行,实验前可让学生说说实验注意事项,如:连接电路时要断开开关,避免短路,要正确连接和使用滑动变阻器,正确连接电流表、电压表,并选用合适的量程等。另外,为便于处理数据,可使R两端的电压成整数倍地变化。
课本的表格中只列出了三次实验,应向学生说明,仅从三次实验就得出规律是不科学的,课堂上应尽可能让学生多做几次,小组间要进行交流,以培养学生的科学素养。
在研究电流跟电压的关系时,若用3节干电池作电源,可用5Ω的定值电阻,三次电压分别为1V、2V、3V,这样电流的变化范围在0~0.6A,适合干电池的供电特性。若选用学生电源,三次电压可分别为2V、4V、6V。
在研究电流跟电阻的关系时,若选用3节干电池作电源,定值电阻取5Ω、10Ω、15Ω,建议电压保持3V,实验中电流值将在0.6~0.2A之间。若选用学生电源,建议电压取5~6V,电流在1.2A~0.4A为宜。
分析教材“表一”所收集的数据,可得出结论:当电阻不变时,电流跟电压成正比。
分析教材“表二”所收集的数据,可得出结论:当电压不变时,电流跟电阻成反比。
在物理学的定量研究中,经常要判断两个量是否成“正比”或“反比”关系,但有些学生并不清楚正确的判断方法,有的学生甚至错误地认为:“只要一个量随另一个量的增大而增大(或减小),它们就是