电流与电压电阻的关系

探究—电流与电压、电阻的关系

一、概述

《探究—电流与电压、电阻的关系》是北师大版义务教育课程标准实验教科书九年级物理第十二章第一节内容，是得出电路中最重要的电学规律之一的欧姆定律的前提。这三个物理量的关系是在学习了电流、电压、电阻等概念以及电压表、电流表、滑动变阻器使用方法之后的进一步深入，从而使学生的知识结构更具有系统性。这节课要体现出探究性学习与科学方法的渗透，重视科学探究过程，让学生在探究过程中体验方法、学习方法，得出欧姆定律的大概过程。

通过本节课学习，主要是为了让学生掌握同一电路中电学的三个基本物理量之间的关系，进一步了解运用“控制变量法”研究多个变量间的关系的实验方法，为进一步学习电学知识打下基础。

二、教学目标分析

1、知识与技能

①通过实验探究，认识影响电流大小的因素；

②知道导体中的电流与电压、电阻的关系。

③培养学生依据实验事实，探索、分析推理、归纳得出物理规律的能力，以及利用物理规律解释同类物理现象的能力，使学生接受科学思维方法的训练；

④培养学生的动手能力和创新精神。

2、过程与方法

①通过探究过程进一步体会猜想与假设、设计实验、分析论证、评估等探究要素；

②通过制定研究方案进一步体会“控制变量”这一重要的研究方法。

③初步掌握利用探究性实验研究物理问题，并归纳得出规律的一般研究方法；

3、情感、态度与价值观

①在数据收集的过程中形成实事求是的科学态度；

②通过探究，揭示隐藏的物理规律，感受探索的乐趣；

③在与小组成员合作完成实验的过程中，加强与他人的协同、合作能力。

三、学习者特征分析

学生在前几章中已经分别学习了电路中的三个基本物理量电流、电压、电阻，而本节是建立电流、电压、电阻三者关系的课，采用控制变量法通过实验得出当电阻不变时电流与电压的关系，当电压不变时电流与电阻的关系，使学生初步建立了电流、电压、电阻的联系。从内容上看，意在通过实验探究，让学生经历科学探究的全过程，认识影响电流大小的因素，同时，进一步学习科学探究方法，发展初步的探究能力，增强与他人协同、合作的能力。

根据以往的教学经验，学生对电流、电压、电阻的概念能正确理解，也知道电流与电压和电阻有关，但对于它们的定量关系却知之甚少；对电流表、电压表和滑动变阻器的正确使用能较好地掌握，也能想到用控制变量法研究这三个物理量之间的关系，但对于如何具体实施探究过程却普遍缺乏思考。

四、教学策略选择与设计

北师大版九年级物理“探究——电流与电压、电阻的关系”一节的教学属于物理规律的教学。物理规律的教学，主要是建立在探索性的定量实验的基础上，通过观察、测量，总结归纳而成规律。教学过程是教师的教与学生的学和谐统一的双边活动对于物理规律的教学，从物理规律形成的过程来看，学生通过提供丰富、直观的感性材料，通过有关的定量实验和观测，创造一个理想的物理情景，充分调动学生学习的主动性和积极性，及时引导学生把感性认识上升为理性认识。

依据本节课的知识结构特点、教学目标和学生实际，确定本节课为“探究式”课型。即用演示实验、学生实验、学生观察、师生讨论、探究发现、分析推理为主的多边教学。通过引导和启发学生理解和掌握物理探究方法，激发学生探究和发现物理规律的动机和兴趣，为学生学习物理而创造理想的情境。通过学生实验，激发学生学习的兴趣，培养学生的实验能力和创新精神。结合教材、教育和教学的特点，主要采用“探究学习”的方法。即让学生通过自己发现物理问题、探究实验过程，以获取知识并发展探究能力的一种学习方式。在探究学习中，学生的主要任务不是接受和记忆现成的知识，而是参与知识的发现过程；教师的主要任务也不是向学生传授现成的知识，而是为学生探究并发现知识营造情境、创造条件、提供指导和进行评价。

五、教学资源与工具设计

远教“模式三”投影、视频展示台环境

1、演示用：电源（4节干电池），额定电压为3.8伏的小灯泡一只，25瓦、100瓦照明灯各一只，滑动变阻器、电流表、电压表各一只，阻值分别为5欧、10欧、20欧的定值电阻各一只，开关一只，导线若干等。

2、学生用：干电池4节、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各1个，阻值不同的定值电阻3只、导线若干。(6人一小组准备)

六、重点及难点

重点：

①引导学生发现电流与电压和电阻的关系；

②电流和电压、电阻间的定量关系的实验设计。

难点：

①电流和电压、电阻间的定量关系的实验设计及学生对实验数据的分析、归纳并得出结论;

②实验器材多，实验注意点多，动手能力要求较高;

③出现故障的可能性较大，学生很难同步;

④各组实验数据存在差异，与教师期待的数据略有出入。

七、教学过程

1、提出问题，启动思维，知识铺垫，导入新课

①教师问：电压的作用是什么？

学生答：电压是形成电流的必要条件。

②教师问：电阻表示什么？

学生答：电阻表示导体对电流有阻碍作用。

教师问：那么电流与电压、电阻有什么关系？、

（学生积极思考）

设计意图：利用学生已经有的一些关于电流与电压、电阻的关系定性认识电流与电压、电阻的关系。

2、大胆猜想，活化思维，主动探究，形成假设

在学生积极思考的过程中，引导他们大胆假设：

①电压是形成电流的必要条件，学生猜想：电压越高，电流可能越大。

②电阻表示导体对电流有阻碍作用，学生猜想：电阻越大，电流可能越小。学生通过对有关概念的理解，说出了猜想的理由，教师给予肯定。

教师：牛顿曾说过“没有大胆的猜想，就不会有伟大的发现。”你们有这样的表现很好，但猜想是否正确，必须经过实验的检验。

设计意图：引导学生合理猜想，引出探究课题，培养发散思维和主动参与教学的意识，并鼓励学生增强学生的探索热情。

3、实验演示，巧设情景，定量分析，发展猜想

①演示一：不同电压使同一灯泡发光。将额定电压为3.8伏的小灯泡与滑动变阻器串联在6伏的电路中，电压表与小灯泡并联，移动滑片，观察电压表示数变化及小灯泡亮度变化。现象：电压升高，灯泡变亮，即通过灯丝的电流变大。

通过实验，进一步猜想：电流与电压成正比吗？

②演示二：相同电压使不同电阻的灯泡发光。把25瓦和100瓦两只照明灯（可说明25瓦灯泡的电阻比100瓦的灯泡的电阻大）并联在照明电路中，观察发光情况。现象：一明一暗，100瓦的灯亮，即电阻小的电流大。

通过实验，进一步猜想：电流与电阻成反比吗？

设计意图：引导学生合理猜想，引出探究课题，视频展示台投视演示，突出效果。

4、学生主体，实验研究，定量探究

以上猜想是否能成立，需经过探索性的定量实验的验证。科学发展史表明，大部分物理规律的发现是先有科学猜想，后设计实验验证的。

⑴小组讨论，设计实验

①研究方法。引导学生回忆研究“电阻大小与导体材料、长度和横截面积有关”的实验方法，启发学生思考：要研究电流与电压、电阻两个因素的关系时，应该怎么办？

学生讨论后回答：本实验必须分两步来完成。第一步，保持电阻不变，研究电流与电压的关系；第二步，保持电压不变，研究电流与电阻的关系。最后将两次实验结论综合起来，就能得出电流与电压、电阻的关系。

教师强调指出：这种研究方法叫“控制变量法”，是科学研究中被广泛采用的一种方法。教师启发：针对以上两个方案，如何设计实验，需要哪些实验器材，需要测哪些物理量？

设计意图：学会用控制变量法探究问题。

②电路设计。教师首先画出一个电阻R，启发学生思考：要组成一个简单电路，需哪些电路器件；要知道电阻R两端的电压和通过电阻R的电流，需用什么仪器测量，怎么连接？如何改变加在电阻R两端的电压呢？引导学生逐步完善电路，并让学生画出完整的电路图（如图所示）。教师用实物投影展示学生设计的实验电路图。

设计意图：通过对学生设计的肯定，激发学生学习欲望，且为学

生给出了一个正确的示范。

让学生讨论：对于第一步，调节U(用电压表测)观察I（用电流表

测），并且电压的调节可通过改变电池的节数来实现（电阻R直接接

在电源两端），或者通过电阻R与滑动变阻器串联（上图），移动滑片

来实现。

师生共同讨论：方法一可行，但电压不一定是整数倍增加，显然

给测量带来麻烦，并且实验电路必须多次改接：方法二因为变阻器的作用可改变电路中的电流，由此可以肯定移动滑片，电阻两端的电压一定要变化，这种方法只需要连接一次电路，通过连续改变滑片的位置，就可以改变电阻两端的电压，比方法一好。

继续让学生讨论：对于第二步，要研究I与R的关系，首先要改变上图中R的值（提供5欧、