千里之行，始于足下朽木易折，金石可鏤Word-可編輯17.1電流與電壓、電阻的關系【教材及學情分析】

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。要求學生通過探索活動得出，從而更進一步體驗科學探索的主意。這一節綜合性較強，從知識上講，要用到電路中的電流、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。學生要通過自己的實驗得出歐姆定律，但最關鍵的又是實驗主意，學生對實驗主意的控制既是重點也是難點，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，學生浮上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”“電壓”“電阻”等知識學習的基礎上，判斷出電流與電壓、電阻的定性關系。這樣處理：一是給接下來的實驗結果做了鋪墊，不致使學生感到驟然；二是目的明確，使學生對將要探索的問題產生強烈的愿望，要想證實這個判斷，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“探索電流與電壓、電阻會不會有定量關系”的問題。

本節課“探索電流跟電壓、電阻的關系”是一個殘破的科學探索過程，讓學生經歷科學的探索，學習科學預測、設計實驗、設計實驗表格、分析論證、感悟科學主意。因此這節課無論在知識學習上還是在培養學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。所以教學中，在注重學生的理論聯系實際能力的同時，更要擔心學生的科學探索能力的提高。

【教學目標】

1．知識與技能

①通過實驗探索電流、電壓和電阻的關系；

②會同時使用電壓表和電流表測量一段導體兩端的電壓和其中的電流；

③會使用滑動變阻器來改變一段導體兩端的電壓。

2．過程與主意

①通過探索過程，進一步體味科學探索主意；

②領略用“控制變量法”來研究物理問題的科學主意；

③通過實驗、分析和探索過程，提高按如實驗數據歸納物理邏輯的能力，學會用圖像研究物理問題。

3．情感態度與價值觀

①在解決問題的過程中，有克服艱難的信心和決心，能體驗打敗艱難、解決物理問題時的喜悅；

②養成實事求是、尊重天然邏輯的科學態度。

③重視學生對物理邏輯的客觀性、普遍性和科學性的認識，培養學生科學世界觀的形成。

【教學重點和難點】

重點：實驗探索電流、電壓和電阻的關系的過程。

難點：運用數學一次函數圖象分析出電流、電壓和電阻的關系式。

【教學資源】

教師方面：演示用具：示教板一套，實驗表格、圖像坐標紙、結合課堂多媒體課件一個。

學生方面：電流表和電壓表各一個、三節干電池、滑動變阻器一個、定值電阻（R1＝5Ω和R2＝10Ω）、開關、導線若干。以上器材為一組，每三人決定一組器材。

【教學設計思路】

本節課的主要內容是探索電流跟電壓的關系，第二是探索電流跟電阻的關系。其基本思路是：首先以教師演示實驗為基礎，引導學生提出問題：“電流與電阻、電壓之間有什么定量關系”？激發學生的學習興趣和學習欲望。再引導學生預測和假設，培養學生科學預測的主意。然后學生按照自己的預測分析實驗主意和所需的實驗器材，設計出實驗電路并舉行實驗，通過實驗數據和圖像的分析得出電流跟電壓和電阻的關系。

本節課在設計上體現了以下幾個特點：

1．體現了物理教學主線：生活─物理─社會。

2．突出看見、實驗。將電流跟電壓、電阻的關系實驗設計為學生分組探索實驗，體現了新課標的理念要求和物理學科的素質教誨。培養了學生的看見、設計、動手操作、分析、歸納和探索的能力。

3．通過“科學預測法”和“控制變量法”等科學主意的教學，使學生潛移默化地采納物理學中的研究問題的主意。

4．利用多媒體輔助教學手段，加大課堂教學容量，激發學生的學習興趣，提高課堂效率。

【教學過程】

一、創設物理情境，引導學生進入科學探索

教師演示：請學生們看一個最基本的電路銜接，即電源、小燈泡、開關各一個，導線若干組成的一個容易電路。開關閉合燈亮，請學生們思量：你有哪些主意使小燈泡變暗？

學生研究后回答：①可以減小電源電壓。②可以在電路中串聯一個電阻。

教師：按學生的主意演示。

教師分析：前面我們學習了電流、電壓和電阻三個量的知識，這三個量之間的關系并不是孤立存在的，而是互相聯系、互相影響的，即電壓變化要引起電流變化，電阻變化要引起電流變化。

加在導體兩端的電壓越大，通過它的電流就會越大；導體的電阻越大，流過它的電流就會越小。這只是從定性的層面研究了電流與電壓、電阻之間的關系，在物理學中更存心義的研究，應該是從定量的角度去研究電流與電壓、電阻之間的關系。

二、舉行科學探索

1．提出問題

讓學生回答：探索電流與電壓、電阻之間有什么定量關系？

2．預測或假設

教師：按照以下兩個事實來引導和啟發學生的想像力，舉行預測或假設。

①加在導體兩端的電壓越大，通過它的電流就會越大；

②導體的電阻越大，流過它的電流就會越小。

學生回答：

·可能是I＝U/R；

·可能是導體兩端的電壓增大幾倍，導體中的電流也增大幾倍；

·可能是U＝IR；

·可能是……。

3．設計實驗（采用啟發提問式，協助學生設計實驗）

以下教學過程是師生一問一答

問：我們所學電流、電壓和電阻三個量，哪些量可以測量出，分離用什么儀器來測量？

答：能測量的量有：電流和電壓，儀器分離為電流表和電壓表。

問：電阻不能測量，我們怎樣知道導體的阻值呢？

答：可以給出導體的電阻值。

問：也就是說在研究電流和電壓、電阻之間關系時，我們是固定電阻不變，讓電壓發生改變，看見電流的變化，這種研究物理問題的主意叫什么？

答：控制變量法。

問：實驗時，針對于某一導體測量一組電壓和電流值，行嗎？

答：不可。

問：為什么？

師生共同回答：多次測量可以減少誤差，同時考慮到物理邏輯的客觀性、普遍性和科學性，應該多測量幾次。

教師還應進一步指出：不僅針對同一導體測量幾組電壓和電流值，同時還要更換定值電阻反復舉行實驗，這種研究物理問題的主意是不可忽略的。實驗時，給出了二個不同的定值電阻（R1＝5Ω和R2＝10Ω）

問：我們在實驗要多次測量電壓和電流值，那么怎樣去改變導體兩端的電壓和通過它的電流呢？

學生1答：改變電源的電壓，如：增減串聯的干電池的節數。

學生2答：用滑動變阻器來改變。

教師總結指出：學生們知道了改變定值電阻兩端電壓的主意，請大家按照你認為最相宜你的主意和剛才我們設計的思路，對照自己桌前的器材挑選你所需的實驗儀器，并畫出能夠同時測量電壓和電流的電路圖。

4．舉行實驗

實際操作中，要提醒學生注重以下幾個問題：

①銜接電路和更換元件時，開關應處于斷開狀態，滑動變阻器的滑片應放到最大阻值的位置上。

②準確銜接電流表、電壓表、滑動變阻器。

③閉合開關前，明確研究對象；控制什么量不變，改變什么量；看見記錄哪些數據？

④測量過程中電路閉合時光不能過長，讀取數據后要斷開電路，以防止通電時光過長電阻發熱給實驗帶來誤差。

⑤測量次數不要過多，按照時光而定，普通測量三次或四次左右。

⑥若用滑動變阻器來改變導體兩端的電壓的情況下，盡量使定值電阻兩端的電壓成整數倍地變化（如：0．5V，1V，1．5V……）。同樣若用干電池（或學生電源）改變電源電壓時，也盡量使電源電壓成整數倍地變化。

教師巡回指導學生舉行實驗，指出學生在實驗中錯誤，并要求學生實事求是地填寫實驗數據。

5．分析和論證

數據處理時，可引導學生仔細思量測量數據從不同的角度舉行分析：分析電壓是怎樣發生變化，從而影響到電流的怎樣變化；同時還應考慮到實驗會有誤差，可能數據不很一致。得出電流、電壓的關系的結論。

結論：電阻相同時，通過導體的電流和導體兩端的電壓成正比。

然后指導學生用測量的數據對照課本畫出U-I圖。（高中物理中叫伏安特性曲線），啟發學生對照數學中的一次函數的知識，推導出U-I表達式：U＝IR。

6．評估

要求學生在探索報告反思自己的探索活動一些問題，如：

（1）實驗設計計劃是不是最優的，還可能會存在著不合理的地方。

（2）操作中有沒有什么失誤，讀數時會不會有失誤。

（3）測量結果是不是可靠的。

（4）探索中是不是還有哪些問題還不清晰，哪些問題弄明了了。

……

7．交流

要求學生課后舉行交流，交流時，可以互相交換各自的探索報告，也可以口頭表述自己在探索與他人不同的意見，同時還應聽取他人準確的意見。交流時，不應只是交流探索結論，交流的重點應放在探索的過程中。

如：為什么我的預測和別人不一樣？

為什么我的主意與你不一樣？

為什么你能得出這樣的結論，我的結論不和你一樣？

……

三、課堂小結

本節你有哪些收獲？讓學生暢所欲言的說，教師盡量找學生的優點，多鼓勵。

四、課堂練習

某實驗小組學生在探索電流與電壓的關系時，用到如下器材，電源一個，電流表、電壓表各一個，定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω各一個），導線若干。設計的電路如圖所示。

（1）銜接電路時，開關應處于

狀態，滑動變阻器的滑片應處于

位置，即圖中的

端。（填“左”或“右”）

（2）這個實驗使用了控制變量法，其中被控制的變量是___________，滑動變阻器的作用是___________。

（3）下面是他們獲得的一組數據：

電壓U/V246810電流I/A0．400．801．201．602．00實驗中他們選定的定值電阻為__________Ω。

請在坐標系上畫出電流隨電壓的圖像；

分析表中數據或圖像，你能得出的探索結論是_________________________。

七、教學反思

1．教師備課時要親手操作做實驗，主要是提供的電源電壓與滑動變阻器配套上的問題，有些電壓達不到3V，甚至有些2．5V都達不到。

2．本實驗一定要弄清實驗目的，條理要清晰，才干很好的完成實驗。

3．本堂課學生分析正比和反比很艱難，是學生的一個難點，一定要注重突破，教師應從多角度分析。①小學的正比和反比知識，如：當a/b=常量，a與b成正比；當ab=常量時，a與b成反比。②從倍數角度分析；③從圖像角度分析。

附：課后作業

1．如圖所示是“探索電流與電壓的關系”的實驗電路圖。

請回答下列問題：

（1）探索電流和電壓關系時，應保持_________不變，同時向______（填“左”或“右”）移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的計數增大，并記下電流表的讀數。

（2）探索電流和電阻的關系時，也要移動滑片，其目的是____________________。

2．有一根導線，倘若在它兩端加上12V電壓，通過它的電流是0．4A，那么它的電阻是________Ω；倘若在這根導線兩端加15V電壓，通過它的電流是________A，它的電阻是________Ω；倘若這根導線兩端電壓為零，則通過它的電流為________A，它的電阻是________Ω。

3．某學生按如圖所示的電路探索通過導體的電流跟導體電阻的關系，電源電壓保持不變，他不斷改變電阻箱R（符號用表示）的阻值，測得相應的電流如下表所示。分析表中數據可知，電流跟電阻_________反比（填“成”或“不成”），其緣故是________________________。

次數R/ΩI/A120．40280．32340．25