電壓、電流和電阻的關系
作為一名優秀的人民班主任,一般都會要求編寫課件,編寫教案有助于我們科學合理地安排課堂時間。 那么如何寫出好的學習案例呢? 以下是小編為大家整理的電壓電流與電阻關系的案例分析,供大家參考,希望對有需要的同仁有所幫助。
電壓、電流和電阻的關系 Case 1
【教學目標】
一、知識與技能
1、通過實驗探究電壓、電壓與內阻的關系。
2、讓中學生用電流表和電壓表來檢測導體兩端的電流和流過導體的電壓。
3、讓中學生懂得用滑動變阻器改變導體兩端的電流。
2.工藝與技巧
1、通過實驗探究的過程,感受科學探究的常用技巧,提高中學生根據實驗數據概括數學規律的能力。
2.使中學生了解利用控制變量研究化學問題的科學方法。
3.體驗用圖像研究化學問題的優勢
三、情緒心態與價值觀
1、在實驗探索過程中,有克服困難的信心和決心,能夠體驗克服困難、解決數學問題的快樂;
2、養成實事求是、尊重自然規律的科學心態,注重中學生科學世界觀的形成。
【教學重點難點】
1.重點:中學生在實驗中探索電壓、電壓與內阻關系的過程
2. 難點:進行科學實驗,實驗數據和信息的處理和綜合
【教學用品】
班主任示范實驗:干電池組、2.5V和6.5V小燈泡、幾根電線、一個開關、真投影儀。
中學生分組實驗:電壓表、電壓表、干電池組、滑動變阻器、定值內阻(R1=5、R2=10)、開關、電線。 以上裝備為一組,每兩人準備一組裝備。 (如果中學生條件允許,干電池組可以換成中學生電源,實驗效果會更好。)
【教材分析與教學建議】
歐姆定律實驗屬于探索性實驗,其設計是本節的難點。 由于中學數學并沒有從理論上解釋歐姆定理,中學生對歐姆定理的構建完全依賴于實驗探索的結果。 同時,歐姆定律的實驗研究作為數學中常用研究方法的典型例子出現在本章中。 它是熱學中的基本定理,是進一步學習熱學知識和分析解決電路問題的基礎,因此是高中熱學的重點知識。 通過本節的教學,中學生可以更好地理解即將學習的歐姆定理。 電壓、電流和電阻之間的關系是分析和研究各種電路的關鍵。 著重研究三種化學量變化關系的方法。 先引導中學生發現電壓與電流、內阻有關,然后通過實驗研究。
本節從頭介紹主題后,提出數學中常用的研究方法。 教學要注重研究方法的指導。 班主任要引導中學生明白歐姆定理的研究是在以下科學方法的指導下進行的。 在三個或三個以上的數學量中,首先要確定研究對象的數學量(如I),然后逐一研究這個數學量與另一個數學量的關系。 研究時,假設除這兩個化學量外的其他化學量不變,再對這種單一關系進行積分。 在教授常用技能的過程中,首先要確定研究思路和方案,然后再進行電路圖設計和電氣設備選型的教學。
研究方法和步驟確定后,不應直接給出實驗電路,而應啟發中學生設計電路圖、選擇實驗設備、設計實驗形式,指導中學生根據實際情況進行物理布線。實驗目的和研究方法。 接線時需要指出電路圖與實物圖一一對應。 具體操作,最好使用050滑動變阻器。 開始時,應將滑動變阻器調至最大值,然后降低變阻器的阻值,以減小內阻兩端的電流。 當電流保持一定時,內阻值的變化應成倍減小,但由于壓敏電阻本身的內阻和電源的內阻,需要增加阻值。 在進行定量實驗之前,也可以先做一些定性研究。 獲得數據后,教中學生如何分析數據。 分析的時候,中學生也可以自己做研究。
對于探索電壓、電壓和電阻之間關系的實驗,在探究過程中要給中學生足夠的思考和討論時間。 將中學生討論設計的方案通過多媒體及時展示出來,讓中學生相互交流,共同提高,拓展每個中學生的知識面。 很難設計實驗。 班主任要作為優秀中學生及時參與設計討論,鼓勵中學生積極參與。 在這個實驗中,至少有兩種方法可以改變電阻值兩端的電流。 一種是改變電池的數量,另一種是使用滑動變阻器。 中學生應該可以通過討論弄明白。 進行實驗時,可以讓中學生按照自己的設計方案進行實驗,不必有統一的要求。 在分析表格數據進行推理時,要讓中學生多發表意見。 它是否不完整或不規范都沒有關系。 可以在充分肯定其合理性的同時,繼續請中學生補充。 最后總結規范性推論,得出歐姆定理細節結論。
本節課本的探索過程是根據兩個量相加或相除是否等于第三個量來設計的。 從測量數據之間的關系是否可以進行比較來推論,引導中學生得出結論:一定的內阻,導體中的電壓與導體兩端的電流成反比。
第二次實驗,將內阻改成倍數減小,調整內阻兩端電流與第一次相同。 分析表1和表2后,可以得出電流恒定、導體電壓、導體電壓與導體內阻成正比的推論,為歐姆定理的結論鋪平了道路。
同時,去年的教材減少了UI關系圖,讓中學生學會用圖像進行分析,但由于是中學生第一次接觸,對中學生來說是一個難點。 因此班主任要從坐標軸的構建和定義入手,讓中學生理解UI關系圖。
【教學過程】
1.創建場景并引入新課程
師:在以上兩章中,我們學習了電壓、電壓和內阻的知識。 這三個量之間的關系不是孤立存在的,而是相互關聯、相互影響的。 接下來請朋友們仔細觀察演示實驗:
(班主任示范,學生觀察,實驗推理)
演示① 同一個燈泡兩端施加的電流越大,燈泡越亮。 (即:施加在導體兩端的電流越大,通過它的電壓就越大);
演示 ②相同電流下,不同燈泡的照度不同。 (即:相同電流下,導體內阻越大,流過的電壓越小)。 這個例子也闡明了電壓、電流和電阻之間的定性關系。
如果你知道導體的內阻和導體兩端的電流,你能估算出它兩端的電壓嗎? (或用化學表達式表示)
板書:第7章歐姆定理
第一節探討內阻上的電壓與兩端電流的關系
2. 進行科學研究
1. 問問題
師:探究電壓、電流和電阻之間的數量關系?
2.推測或假設
根據班主任的示范實驗和以下兩個事實引導和激發中學生的想象,做出猜測或假設
①施加在導體兩端的電流越大,通過它的電壓就越大;
②導體的內阻越大,流過它的電壓就越小。
健康回答:
兩者之間的關系可能是I=U/R;
可能是導體兩端的電流減小了數倍,導體中的電壓也減小了數倍;
可能是U=IR;
或者
3.設計實驗(運用啟發式提問幫助中學生設計實驗)
師:我們學過的電壓、電壓和內阻三個量,哪些量可以檢測,用什么儀器檢測?
健康:可檢測的量有:電壓和電流,儀器分別為電壓表和電流表。
師:內阻測不出來電阻的測量教學目標,怎么知道導體的電阻呢?
生:可以預先給定導體的內阻值(使用定值內阻)。
師:也就是說,我們在研究電壓、電流和電阻的關系時,先固定內阻,讓電流變化,觀察電壓的變化。 這些研究化學問題的方法叫什么?
生:控制變量法(引導和歸納)。
師:實驗時,對某一個導體只檢測一組電流電壓值,這樣可以嗎?
學生:沒有。
師:為什么?
師生共同回答:多次試驗可以減少偏差,考慮到實驗探究的科學性,應多次試驗。
班主任提醒:除了對同一導體測試幾組電流電壓值外,還需要改變定值內阻,進行反復實驗。 這些研究化學問題的方法不容忽視。 本實驗給出了兩種不同的定值內阻(R1=5和R2=10)
師:我們在實驗中需要多次檢測電流值和電壓值,那么如何改變導體兩端的電流和通過它的電壓呢?
學生1 答:可以改變電源的電流,如:增加或減少串聯的干電池個數。
學生2 答:可以用滑動變阻器來改變。
班主任總結并強調:朋友們知道改變定值內阻兩端電流的方法。 請根據您認為最適合您的方法和我們剛才設計的思路選擇您需要的實驗設備,并對比您辦公桌前的設備。 并畫出能同時檢測電流和電壓的電路圖和記錄數據的表格(中學生分組討論實驗方案,班主任巡視答疑,放映部分中學生的設計方案,全班分析改進實驗方案)。
4. 進行實驗
在實際操作中,班主任還提醒中學生注意以下問題:
連接電路時要注意什么?
生1:接通電路時,開關應處于斷開狀態,滑動變阻器的滑塊應置于阻值最大的位置。
師:數據測試多少次比較合適?
健康2:不??要測試太多次,視時間而定,一般三四次即可。
師:如果在實驗中使用滑動變阻器,連接時應注意哪些問題? 閉合電路前應考慮哪些問題?
生三:接線柱不能上下相同,要上下一致; 閉合電路前應將滑塊移動到最大內阻。
班主任小貼士:實驗中如果用滑動變阻器改變導體兩端的電流,盡量使定值內阻兩端的電流按整數倍變化(如:1V、2V , 3V). 同樣,用干電池(或中學生電源)改變供電電流時,供電電流也應按整數倍改變。
班主任巡回指導中學生進行實驗,解答實驗中的疑惑,強調中學生實驗中的錯誤,并要求中學生填寫處理實驗數據和實驗實事求是的信息。
五、分析論證
在數據處理過程中,可以引導中學生認真思考檢測數據:分析電流如何變化,從而影響電壓如何變化; 同時也要考慮到實驗會有偏差,數據不一定很一致。 推導出電壓與電壓的關系。
(投影儀顯示)中學生處理實驗數據,各組討論,最后得出結論:當內阻相同時,通過導體的電壓與導體兩端的電流成反比。
然后指導中學生用檢測到的數據對比課本,繪制UI圖。
啟發中學生將圖形的結果與化學中線性函數的知識進行比較,推導成UI關系式:U=IR。
六、實驗評價
要求中學生在探究報告中反思自己探究活動的一些問題,如:
(1)自己的實驗設計是否最優,可能存在一些不合理的地方。
(2)你在實驗操作中有沒有犯什么錯誤,看書的時候犯了什么錯誤。
(3)本組檢測結果是否可靠。
(4) 研究中有沒有什么問題沒有弄清楚,具體說明了什么問題。
7. 溝通
班主任提示:要求中學生課后交流。 在交流中,他們可以互相交流自己的研究報告,也可以口頭陳述自己在研究過程中與他人不同的觀點。 同時,也要聽取他人的正確意見。 交流時,不能只是交換詢問的推論,而應該把交流的重點放在詢問的過程中。
如:為什么我的猜測和別人的不一樣?
為什么我的方法和你的不一樣?
為什么你能得出這樣的推論,而我的推論和你的不一樣呢?
3、作業:完成本次實驗的“探索報告”,并在報告中寫明對自己選擇的實驗探究過程的評價,以及下一節的學習計劃。
【本課點評】:
這節課基本上是中學生的小組探究實驗。 中學生分為三組,勞動大體分工:實驗時,一人接滑動變阻器(或改變供電電流),一人觀察電流表,一人觀察電壓表,一人記錄。
在探究實驗過程中設計實驗環節時,讓中學生知道如何增加或減少電池的數量和使用滑動變阻器進行科學研究。 目的是讓中學生了解科學探究過程的多樣性。 了解不同風格的科學探究對研究問題的好處和壞處。
在實際操作中,應多給予鼓勵,以提高中學生完成實驗的信心。 有些要求盡可能讓中學生通過動手的過程去體驗,有利于培養中學生的科學探究素養。
在使用圖像進行數據處理時,班主任可以使用電子表格工具(多媒體)實現即時處理。 電流U可以看作是縱坐標的y軸,電壓I可以看作是橫坐標的x軸。 從UI圖中可以看出U和I是一個比例柱的線性函數,內阻R的取值在線性函數y=kx K值中,這樣處理有利于中學生能快速畫出U、I、R的數學表達式。
如果條件允許,電源的選擇最好使用中學生電源,檢測數據比較一致。 使用干電池時,檢測數據存在一定的偏差,降低了中學生處理數據和得出推論的難度。
本節的實驗探索是首次同時使用電流表和電壓表。 對于中學生來說,會有一定的困難。 班主任要精心策劃,及時指導。
電壓、電流和電阻的關系
【設計理念】
以新課改理念為基礎,創造類似于科學探究過程的新型教學模式,組織學習活動。 讓中學生體驗科學探究的過程,從小學習科學的學習方法,培養中學生的科學心態、合作精神、創新能力和實踐能力。
【教學目標】
知識和技能
1、通過實驗,讓中學生知道“電阻一定時,電壓與電流成反比,電流一定時,電壓與內阻成正比”。
2、讓中學生熟悉如何用電壓表測量同一內阻的電壓和兩端電流,并用與被測內阻串聯的滑動變阻器調節兩端電流待測內阻兩端。
流程與技巧
1、使中學生初步了解用控制變量法研究數學規律的思路。
2、進一步培養中學生對電路連接及相關電路進行熱實驗的操作能力,以及根據實驗結果分析總結實驗推論的能力。
情緒心態和價值觀
1、培養中學生學習數學的興趣和愿望。
2、培養中學生實事求是的科學心態和勤奮好學的精神。
【教學重點】
中學生通過實驗可以知道導體中的電流與電流電阻的關系。
【教學難點】
如何通過實驗研究導體中的電流與電流內阻的關系。
【教具】
電源、電流表、電壓表、定值內阻、開關、一些電線、滑動變阻器。
【教學過程】
1. 創造情境,激發興趣
通過以上的研究和實驗,小伙伴們已經隱隱感覺到電壓、電壓、電阻之間存在著一定的關系,那么這兩者到底是什么關系呢? 這里我分三個課題來研究它們之間的關系。 請分組討論哪些主題是研究所必需的。 為什么?
1、電流、電流與電阻的關系;
2、電壓、電壓與電阻的關系;
3、電阻與電壓、電壓的關系。
說明:通過創造這種情況,實現了三個目標。 一是創設化學情境,激發中學生的學習興趣; 二是培養中學生科學選擇研究課題的能力; 三是復習上面學到的知識(①電壓是產生電壓的原因;②電阻是導體本身的一種性質電阻的測量教學目標,與導體兩端的電流和導體中的電壓無關)。
2、引導中學生猜測假設
結合上面學到的知識,電流是產生電壓的感應,而導體的電阻是導體本身阻斷電壓的一種特性。 采用對話討論的方式,引導中學生猜猜“電流、電流與電阻的關系”。
流過導體的電流越大,導體中的電壓就越大; 導體的內阻越大,導體中的電壓越小。
說明:通過這個環節,一是讓中學生了解推測是常用的數學研究方法之一; 二是讓中學生知道,推測是根據大量科學事實得出的,不是胡亂猜測的,是有科學依據的。
3. 學生擬定方案,設計實驗
一、查詢方式
據推測,導體中的電壓與導體兩端的電流和導體的內阻有關,那么如何研究電壓、電流和電阻之間的定量關系呢? 請中學生分組討論以下兩個問題:
① 哪個較早學習的實驗對象與本實驗對象相似?例如
②你列舉的實驗中使用了哪些數學研究方法?
說明:這樣做的目的有兩個:一是通過小組討論交流,培養中學生合作學習的意識; 二是讓中學生復習上面學過的實驗,討論研究實驗的方法——控制變量法。
2.研究電壓與電流的關系
讓中學生理解“研究電壓與電流的關系時,內阻要保持恒定”的思想。 這樣,在設計實驗電路時,應考慮:①如何檢測定值內阻兩端的電流u和定值內阻電阻中的電壓i呢? ②如何保持導體的電阻r恒定? ③用什么方法改變定值內阻兩端的電流u?
(1)中學生獨立設計電路,中學生分組進行小組討論,制定共識設計方案。
解說:這既充分發揮了個人的主觀能動性,又集思廣益,培養了中學生團結協作的精神,共同克服困難,共謀解決之道。
(2) 小組代表發言并提出設計方案。
說明:通過小組發言,交流設計思路和具體操作,運用對話的形式,讓中學生在原有知識和能力的基礎上互相學習,取長補短。
(3)師生共同討論,評價各組設計方案的優缺點。 班主任引導整合思維,幫助中學生產生科學的想法,確定實驗的最佳方案。 然后指導中學生設計課本中的電路圖。
通過串聯電路中的滑動變阻器改變導體兩端的電流u,從而改變電路中的電壓i。
3.研究電壓與電阻的關系
在這里讓中學生理解“研究電壓與電阻的關系時,電流要保持恒定”的思想。 此類實驗探索應考慮:①如何改變導體內阻r的大小? ②如何保持導體兩端的電流u恒定?
讓中學生討論交流,讓中學生體會到當定值內阻發生變化時,可以控制滑動變阻器兩端的電流u保持恒定。
4.學生分組實驗和數據收集
(1) 班主任可演示電路的連接或畫板電路的連接,補充實驗筆記,針對性輔導; 并清楚地觀察目標,知道收集信息的研究對象,并明確收集信息的內容。
(2)中學生分組合作完成實驗,并正確記錄實驗數據。
1.研究電壓與電流的關系
按照電路圖連接好物理電路,用滑動變阻器改變定值內阻兩端的電流,并記錄相應的電壓值,并填表:
表一:
r=10ω
當前 u(v)
1個
1, 5
2個
電壓 i(a)
2、更換定值內阻,用滑動變阻器保持定值內阻兩端電流不變,記錄相應的電壓值,填入表1:
表二:
u=3v
內阻r(ω)
5個
10
15
電壓 i(a)
五、分析與論證
實驗數據是客觀事實的反映,不等于實驗推斷; 實驗推理是根據數據進行科學分析的結果。 班主任選取了兩組實驗數據展示在黑板上進行分析論證。 引導中學生進行因果推理,理解因果推理關系,在受控化學條件下,注意數學條件變化與化學現象變化之間的聯系,尋找數據之間相互關系的特征,培養中學生' 分析簡單因果關系的能力。
1、電流與電流的關系
中學生討論并回答以下問題,層層總結:
(1) 電壓和電流這兩個數學量,誰隨誰變化?
(2) 分析表1,可以得出什么推論?
(3) 如何分析得出以上推論?
(4) 我們推理的前提是保持化學量不變?
(5) 有人說這個推論可以表示為“當內阻一定時,導體兩端的電流與導體兩端的電壓成反比”。 這樣對嗎?
說明:設計這五個問題的目的是通過對實驗數據的分析,培養中學生的概括能力;
2、電流與內阻的關系
中學生可以在分析表1的基礎上獨立完成分析表2,得出這條規律。
中學生討論并回答以下問題,層層總結:
(1) 電壓和內阻是兩個數學量,誰隨誰變化?
(2) 分析表2,可以得出什么推論?
(3) 如何分析得出以上推論?
(4) 我們推理的前提是保持化學量不變?
(5) 有人說這個推論可以表示為“電流一定時,導體的電阻與通過導體的電壓成正比”。 這樣對嗎?
六、評價
探究假設是對探究結果的期望,探究結果是對探究假設的驗證。 關注它們的差異是發現問題和提出問題之間的插曲,是創造性思維的表現。
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(1)
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(3)
1. 新課程介紹
(1) Q: What are the ? What are the of in a ? (: Omit)
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板書: