问题 问答题

阅读材料,根据要求完成教学设计任务。

材料一《义务教育物理课程标准(2011年版)》关于“电流与电压、电阻的关系”的内容要求为:“通过实验,探究电流与电压、电阻的关系。”

材料二初中物理某版本教科书中“电流与电压和电阻的关系”一节中有关“探究电流与电压的关系”实验内容如下:实验

探究电流与电压的关系

你认为电阻一定时.电流与电压存在怎样的关系?将你的猜想写在下面。

设计实验

怎样测量电阻两端的电压U?

怎样测量通过电阻的电流I?

要研究通过电阻的电流,

怎样随着电阻两端的电压U的改变而变化,需要确定改变电阻两端电压的方法。想一想,如果用干电池做实验,怎样改变电压?如果用学生电源做实验。怎样改变电压?如果用滑动变阻器,怎样改变电阻两端的电压?

在右边方框中画出能改变电压并可以同时测量电压和电流的电路图。.进行实验按图连接电路.测量并记下几组电压和电流值。

分析和论证分析表中的数据.看看在电阻一定时.电流与电压存在怎样的定量关系.

分析数据时也可以采用图像法.用图像的方法有时会更直观地看出两个量间的变化关系。请同学们根据上表的数据.在图17.1—1中画出各组数据对应的点.然后将各点平滑地连接起来,看看电阻一定时,电流与电压存在怎样的关系。

结论

在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压______。

材料三教学对象为初中三年级学生,已学过电流、电压、电阻等概念。

根据上述材料,完成“电流与电压和电阻关系”学习内容的教学设计。教学设计要求包括:教学目标、教学重点、教学过程(要求含有教师活动、学生活动、设计意图,可以采用表格式、叙述式等)。

答案

参考答案:

教学设计如下:

一、教学目标

(一)知识与技能..

①通过实验探究电流、电压扣电阻的关系;

②会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和其中的电流;

③会使用滑动变阻器改变部分电路两端的电压。

(二)过程与方法

①通过探究过程,进一步体会科学探究方法;

②体会用“控制变量法”的研究方法研究物理规律的思路,学习用图像研究物理问题;

③通过实验、分析和探索的过程,提高根据实验数据归纳物理规律的能力。

(三)情感态度与价值观

①在收集、处理数据的过程中培养实事求是的科学态度;②通过探究,揭示物理规律,获得探索未知世界的乐趣;③重视对物理规律的客观性、普遍性和科学性的认识,注意科学世界观的形成。

二、教学重点

通过经历完整的实验探究,认识电流、电压和电阻的关系。三、教学过程

(一)复习提问

电流是怎样形成的?形成电流的原因是什么?什么是电阻?学生以举手的形式回答问题。

(这部分问题是学生已经有了感性的认识,大部分学生回答得很正确,即使有少数同学回答错误也没有关系。学生之间会进行纠正。)

(二)新课引入

1.同学们都使用过台灯,当我们调节台灯旋钮的时候,台灯的亮度会发生改变,这是为什么?学生观察并思考(这是生活中常见的现象,使学生感觉到物理来源于生活。)

2.演示:出示调光台灯开关,并转动旋钮,让学生观察台灯亮度的变化。

3.提出问题:灯泡逐渐变亮(或变暗),说明了通过灯泡的电流是怎样变化的?学生回答:电流逐渐变大(或变小)。

4.请同学们完成下列实验:

(1)把2.5V小灯泡和演示用电流表串联,分别跟一节干电池和两节干电池组成电路。闭合开关,观察先后两次电流表示数及小灯泡的亮度。分析实验现象,大胆猜想电流的变化可能跟什么有关?

对于同学们的猜想不论对错,教师都应认真对待,但应该注意:猜想不是瞎猜、乱猜。

(应该引导学生在原有知识的基础上有根据,符合逻辑进行猜想。所以在这里设计实验,让学生通过实验猜想。)

(三)实验探究

1.提出问题:电流与电压、电阻有什么定量关系?

2.猜想与假设:

分析导体两端的电压越大,通过的电流就越大,猜测电流可能与电压成正比;导体的电阻越小,通过的电流就越大,猜测电流可能与电阻成反比。

3.设计实验:

猜想的正确与否需要通过实验来验证。

(1)电流可能受电压和电流两个因素的影响,如果两个因素同时变化(如在改变电压的同时,也改变电阻),能否判断电流变化是谁引起的吗?我们应该用什么方法进行探究?

(学生思考后回答:不能;控制变量法。)

(2)这个实验应如何设计呢?与我们之前学习的哪个实验相似?

学生思考讨论,设计实验方案,确定实验方法:先让电阻保持不变,改变电压。观察电流随电压变化的情况;保持电压不变,改变电阻,观察电流随电阻变化的情况。与《探究决定电阻大小的因素》实验很相似。

(设计实验部分是一个难点,教师要进行引导,不要轻易否定学生的想法,在设计过程中教师可以提出启发性的问题。让学生自我发现问题。)

(3)探究电阻一定时。电流跟电压之间的关系。

A.请同学们讨论,这个实验需要哪些器材?它们的作用各是什么?怎样才能改变电阻两端的电压?画出电路图。学生思考、讨论,汇报所需的实验器材及它们的作用,画出电路图。并且简单陈述自己的实验操作过程。B.教师分析归纳总结学生的改变电阻两端电压的方法和实验电路。提出的异议。引导学生确定最佳实验方案,板书,合理的器材选择、电路图、数据记录方法、操作过程。

(学生根据老师提出的异议,讨论实验的改进方案,并修正器材、电路图、数据记录方法、操作方法。)

4.进行实验

教师活动:提醒学生注意以下几个问题(课件展示)①连接电路时,开关应处于断开状态。

②滑动变阻器的滑片处于阻值最大位置。③注意认清电压表、电流表的正负接线柱。④电压表量程选3v.电流表量程选0.6A。⑤闭合开关前,应检查电路,确认无误后方可进行实验。

⑥实验中,闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片,使R两端的电压成整数倍地变化(如lv、2v、3v),读出每次加在R上的电压值和电流值。并填入下列表格中。

表一:

(4)学生分组实验,教师巡视指导,帮助困难学生。 

(5)改变定值电阻阻值,按照上述步骤再测一组数据。(如果时间允许可以用多个定值电阻实验) 

利用图像法进行数据处理。要求各组同学在得到实验数据之后,以电压为纵坐标、电流为横坐标,画出同一定值电阻的U-I关系图象。以电流为纵坐标、电阻为横坐标。画出同一电压下的,I-R关系图象。选取不同定值电阻和不同固定电压的几组图象集中展示,从图象的相似性上说明规律的客观性和普遍性。 

结论:在电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;在导体两端的电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。

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