探究电阻上的电流跟两端电压的关系

　　课时：1课时
　　授课方法：科学探究法
　　【教学目标】
　　知识与技能
　　1．通过实验探究电流、电压和电阻的关系；
　　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．会使用滑动变阻器来改变一段导体两端的电压。
　　过程与方法
　　领悟用＂控制变量法＂来研究物理问题的科学方法。
　　情感态度与价值观
　　1．在解决问题的过程中，有克服困难的信心和决心，能体验战胜困难、解决物理问题时的喜悦；
　　2．养成实事求是、尊重自然规律的科学态度。
　　【教学重点、难点】
　　重点：实验探究电流、电压和电阻的关系的过程
　　难点： 运用数学一次函数图象分析出电流、电压和电阻的关系式
　　【教学用具】
　　教师方面：电流表、电压表、学生电源（或三节干电池）、滑动变阻器、定值电阻（r1 5ω和r2 10ω）、开关、导线。
　　学生方面：电流表、电压表、三节干电池、滑动变阻器、定值电阻（r1 5ω和r2 10ω）、开关、导线。以上器材为一组，每三人准备一组器材。（若学校条件好，可将干电池换成学生电源，实验效果更好。）
　　【教学过程】
　　一、创设物理情境，引导学生进入科学探究
　　教师：前面我们学习了电流、电压和电阻三个量的知识。这三个量之间的关系并不是孤立存在的，而是互相联系、互相影响的。如：①加在导体两端的电压越大，通过它的电流就会越大；②导体的电阻越大，流过它的电流就会越小。这些例子同时还揭示了电流与电压、电阻之间的定性关系。
　　如果知道一个导体的电阻值，还知道导体两端的电压值，你能不能计算出通过它的电流值呢？（或用数学表达式表示出来）
　　二、进行科学探究
　　1．提出问题
　　让学生回答：探究电流与电压、电阻之间有什么定量关系？
　　2．猜想或假设
　　应根据以下两个事实来引导和启发学生的想像力，进行猜想或假设
　　①加在导体两端的电压越大，通过它的电流就会越大；
　　②导体的电阻越大，流过它的电流就会越小。
　　学生回答：
　　·可能是i u/r；
　　·可能是导体两端的电压增大几倍，导体中的电流也增大几倍；
　　·可能是u ir；
　　·可能是……。
　　3．设计实验（采用启发提问式，帮助学生设计实验）
　　以下教学过程是师生一问一答
　　问：我们所学电流、电压和电阻三个量，哪些量可以测量出，分别用什么仪器来测量？
　　答：能测量的量有：电流和电压，仪器分别为电流表和电压表。
　　问：电阻不能测量，我们怎样知道导体的阻值呢？
　　答：可以给出导体的电阻值。
　　问：也就是说在研究电流和电压、电阻之间关系时，我们是固定电阻不变，让电压发生改变，观察电流的变化，这种研究物理问题的方法叫什么？
　　答：控制变量法。
　　问：实验时，针对于某一导体测量一组电压和电流值，行吗？
　　答：不行。
　　问：为什么？
　　师生共同回答：多次测量可以减少误差，同时考虑到物理规律的客观性、普遍性和科学性，应该多测量几次。
　　教师还应进一步指出：不仅针对同一导体测量几组电压和电流值，同时还要更换定值电阻反复进行实验，这种研究物理问题的方法是不可忽视的。实验时，给出了二个不同的定值电阻（r1 5ω和r2 10ω）
　　问：我们在实验要多次测量电压和电流值，那么怎样去改变导体两端的电压和通过它的电流呢？
　　学生1答：改变电源的电压，如：增减串联的干电池的节数。
　　学生2答：用滑动变阻器来改变。
　　师总结指出：同学们知道了改变定值电阻两端电压的方法，请大家根据你认为最适合你的方法和刚才我们设计的思路，对照自己桌前的器材选择你所需的实验仪器，并画出能够同时测量电压和电流的电路图。
　　4．进行实验
　　实际操作中，要提醒学生注意以下几个问题：
　　·连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片应放到最大阻值的位置上。
　　·测量次数不要过多，根据时间而定，一般测量三次或四次左右。
　　·若用滑动变阻器来改变导体两端的电压的情况下，尽量使定值电阻两端的电压成整数倍地变化（如：1v，2v，3v……）。同样若用干电池（或学生电源）改变电源电压时，也应该使电源电压成整数倍地变化。
　　教师巡回指导学生进行实验，指出学生在实验中错误，并要求学生实事求是地填写实验数据。
　　5．分析和论证
　　数据处理时，可引导学生仔细思考测量数据：分析电压是怎样发生变化，从而影响到电流的怎样变化；同时还应考虑到实验会有误差，可能数据不很一致。得出电流、电压的关系的结论。
　　结论：电阻相同时，通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
　　然后指导学生用测量的数据对照课本图7．1-1画出u-i图。
　　启发学生对比数学中的一次函数的知识，推导出u-i表达式：u ir。
　　6．评估
　　要求学生在探究报告反思自己的探究活动一些问题，如：
　　（1）实验设计方案是不是最优的，还可能会存在着不合理的地方。
　　（2）操作中有没有什么失误，读数时会不会有失误。
　　（3）测量结果是不是可靠的。
　　（4）探究中是不是还有哪些问题还不清楚，哪些问题弄明白了。
　　……
　　7．交流
　　要求学生课后进行交流，交流时，可以相互交换各自的探究报告，也可以口头表述自己在探究与他人不同的意见，同时还应听取他人正确的意见。交流时，不应只是交流探究结论，交流的重点应放在探究的过程中。
　　如：为什么我的猜想和别人不一样？
　　为什么我的方法与你不一样？
　　为什么你能得出这样的结论，我的结论不和你一样？
　　……
　　作业：完成探究报告，并在报告写出对自己所选的实验探究过程进行评估。
　　说明：
　　·本节教学应放在实验室完成，将学生三人分成一组，具体分工大致这样：实际操作时，一名同学移动滑动变阻器（或改变电源电压），一名同学观察电压表，另一名同学观察电流表。
　　·电源的选择最好是学生电源，测量的数据比较一致。而采用干电池时，测量的数据存在着一定的误差，处理数据时，要求教师考虑到可能数据不一致来指导学生如何得出结论。
　　·本节实验探究是同时使用电压表和电流表，对于学生来说是第一次，存在着一定困难，要求教师应精心准备。
　　·在探究实验过程中的设计实验环节时，故意设计了两种方法进行科学探究，目的是使学生明白科学探究过程的多样性，同时在交流和评估时，懂得不同的科学探究方法对于研究问题的优劣。
　　·实际操作中，有些要求尽可能让学生通过动手的过程自己去感悟，有利于培养学生的科学探究素质。
　　·采用图象进行数据处理时，可以把电压u看成纵坐标y轴，电流i看成横坐标x轴，则由u-i图可知u和i是一个正比例一次函数式，电阻r的值为一次函数式y kx中k值，这样处理有利于学生能快速的得出u、i和r的数学表达式。