初中物理人教版九年级全册第十七章 欧姆定律第1节 电流与电压和电阻的关系优质教学ppt课件

课题名

17.1电流与电压和电阻的关系

核心素养

教学目标

一、物理观念

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通过的电流.

3.会使用滑动变阻器来改变一段导体两端的电压.

二、科学思维

通过实验、分析和探索过程，提高根据实验数据归纳物理规律的能力，学会用图象研究物理问题.

三、科学探究

1.通过实验探究过程，进一步体会科学探究方法.

2.领悟用“控制变量法”来研究物理问题的科学方法.

四、科学态度与责任

1.在解决问题的过程中，有克服困难的信心和决心，让学生体验战胜困难、解决物理问题时的喜悦.

2.引导学生养成实事求是、尊重自然规律的科学态度.

3.重视学生对物理规律的客观性、普遍性和科学性的认识，培养学生科学世界观的形成.

教学重点

实验探究电流、电压和电阻的关系的过程

教学难点

运用正比例和反比例函数图象分析出电流、电压和电阻的关系式

教学准备

教师准备：演示用具、示教板一套，实验表格、图象坐标纸、多媒体课件等.

学生准备：电流表和电压表各一个、三节干电池、滑动变阻器一个、定值电阻（R1＝5Ω、R2＝10Ω、R3=15Ω）、开关、导线若干.（以上器材为一组，每三人准备一组器材）

教学过程

一、新课导入

师：各种用电器的电流大小不同，那么电流大小与哪些因素有关？

通过前面的学习和实验,同学们已经隐约感觉到电流、电压、电阻之间存在着一定的关系,那么这三者之间到底存在着怎样的关系呢?这里有三个研究它们之间关系的课题,请同学们分组讨论以下哪个课题有研究的必要,为什么?

1.电流跟电压、电阻的关系;

2.电压跟电流、电阻的关系;

3.电阻跟电流、电压的关系.

学生讨论后回答。

二、新课教学

（一）探究电流与电压的关系

师 电流同时受电压、电阻两个因素的影响，我们该用什么方法来研究每一个因素是怎样影响的呢？

确定研究方法：控制变量法。

（1）提出问题：

师 请同学们思考电阻不变时，电阻上的电流跟电阻两端的电压有什么关系？

（2）猜想或假设：

教师提示：同一个小灯泡接在一节电池的电路中时发光较暗，而接在两节电池的电路中时发光较亮.

教师引导学生根据提示，发挥想象力，进行猜想或假设.

学生猜想：电阻一定时，电压越高，电路中的电流越大.

（3）设计实验：

①实验仪器的选择：

师 我们所学的电流、电压和电阻三个物理量中，哪些物理量可以直接测量出来，分别用什么仪器来测量？

生：能直接测量的物理量有：电流和电压，仪器分别为电流表和电压表.

师  电阻不能测量，我们怎样知道导体的电阻值呢？

生：可以从铭牌上读出导体的电阻值.

②实验方法的选择：

师 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？

生：控制变量法.

教师播放多媒体课件“控制变量法”，并讲解.

（1）什么是控制变量法：

影响结果的因素称为变量，在研究某个因素对结果的影响时，只改变这个因素的大小，而保持其他因素不变，从而确定这个因素对结果的影响，以此类推，分析各个因素对结果的影响，这种方法叫做控制变量法.

（2）使用控制变量法的一般步骤：

①明确研究的问题中有多少个物理量，搞清研究的对象是哪个物理量；

②逐一研究物理量（研究对象）跟某一物理量的单一关系；

③把这些单一关系综合起来.

（3）用控制变量法探究电流跟电压、电阻关系的具体方法是：

①保持电阻不变，通过改变电压，观察电流的变化；

②保持电压不变，通过改变电阻，观察电流的变化.从而得出它们之间的关系.

③实验时如何减小误差：

师 实验时，针对于某一导体只测量一组电压和电流值，行吗？

生：不行.

师 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.

注意：我们在实验时不仅要针对同一导体测量几组电压值和电流值，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，给出了两个不同的定值电阻R1＝5Ω和R2＝10Ω）

④实验时如何改变电压和电流：

师 我们在实验中要多次测量电压值和电流值，那么怎样去改变导体两端的电压和通过它的电流呢？

生1：改变电源的电压，如：增减串联的干电池的节数.

生2：用滑动变阻器来改变定值电阻两端的电压.

教师总结指出：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，教师要提醒学生注意以下几个问题：（用多媒体播放）

①连接电路和更换元件时，开关应处于断开状态，滑动变阻器按“一上一下”的接法，

滑动变阻器的滑片应放到最大阻值的位置上.

②正确连接电流表、电压表、滑动变阻器.

③闭合开关前，明确研究对象；明确控制什么物理量不变，什么物理量改变；明确观察记录哪些数据.

④测量过程中电路闭合时间不能过长，读取数据后要断开电路，以防止通电时间过长电阻发热给实验带来误差.

⑤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.

⑥若用滑动变阻器来改变导体两端电压的情况时，尽量使定值电阻两端的电压成整数倍地变化（如：0.5V，1V，1.5V……）.同样若用干电池（或学生电源）改变电源电压时，也尽量使电源电压成整数倍地变化.

教师巡回指导学生进行实验，指出学生在实验中容易出现的错误，并分析错误原因，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，教师引导学生仔细思考实验数据，从不同的角度进行分析：如分析电压是怎样发生变化，从而影响到电流怎样变化；同时还应考虑到实验会有误差，可能数据不会完全一致.

（6）得出结论：

教师总结得出电流、电压关系的结论：

板书：电阻不变时，通过导体的电流和导体两端的电压成正比.

（二）探究电流与电阻的关系

（1）提出问题:

师 前面的实验中，我们知道，电阻不变时，电流与电压成正比，那么，在电压不变时，电流与电阻之间有什么样的关系呢？

（2）猜想或假设:

生：根据“导体的电阻越大，流过它的电流就会越小”，因此我们猜想：电流与电阻成反比.

（3）设计实验:

教师提示：我们在做实验时，仍需使用控制变量法，即保持电阻两端的电压不变，研究电压不变的条件下，电流与电阻的关系，实验电路图与前面相同.

（4）进行实验:

步骤一：按电路图连接好电路.

步骤二：分别将5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻连入电路中，调节滑动变阻器，使电压表示数保持不变（如U=3V），分别读出电流表的示数，记录在下面的表格中.

U=      V

（5）分析论证，评估，交流.

根据测量的数据对照课本画出I-R图象，并得出结论.

板书：在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比.

三、课堂小结

这节课我们研究了电流、电压和电阻这三个物理量间的关系，知道了在电阻一定时，电流与电压成正比；电压一定时，电流与电阻成反比.在研究问题时，学习了控制变量的思想，针对这个实验，在研究电流与电压的关系时，我们控制了电阻不变，即定值电阻不变；在研究电流与电阻关系时，我们控制电压不变.

布置作业

课后题

板书设计

1.电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比

2.电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比

教学反思

1.教师备课时要亲自操作做实验，注意提供的电源电压与滑动变阻器要配套，有些电源电压达不到3V，甚至有些连2.5V都达不到.

2.本实验一定要弄清实验目的，条理要清晰，才能很好地完成实验.

3.在分析和论证中可设计几个疑问，如有人说，“在电阻不变时，导体两端的电压与电流成正比，对吗”？突出物理规律成立的条件，明确物理量之间的因果关系，让学生学会概括、表达这种因果关系，真正明白物理量之间成正比的实际含义.

4.考虑课时的限制，在探究电流与电阻关系时，可以利用研究电流与电压的关系中获取的数据，更深入灵活地对数据加以分析得出结论，也可以做演示实验，还可以课下验证，总之我们要尽量为学生提供些验证的器材，把探究延伸到课堂之外.

5.要让学生明白和理解实验中滑动变阻器的作用.

6.本堂课分析电压、电阻、电流三者之间的正比、反比关系很困难，是学生学习的一个难点，一定要注意突破.教师可以从多个角度分析：①小学的正比和反比知识，如：当a/b=常量，a与b成正比；当ab=常量时，a与b成反比.②从倍数角度分析；③从图象角度分析.