《探究电流热效应跟电阻关系》教学设计
教材分析
本节教材从“两个值得注意的现象”入题,要求学生探讨电流通过导体产生的热与电阻的关系,教师应引导学生用探究式实验得出电流产生的热与电阻的定性关系,在此基础上用分析论证的方法得出电流与电阻的定量关系,从而导出焦耳定律,再回到实际生活。
教学目标
1、知识与技能目标:知道电流的热效应,知道导体产生的热与电阻的关系,知道电热器发热原理及控制。
2、过程与方法目标:使学生初步掌握“提出问题→猜想设计→设计实验→实验→分析论证→应用的探究环节。
3、情感与态度
具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理,乐于制作、观察、实验。
教学重难点
引导学生从探求中发现,在发现的基础上进一步得出电流产生的热与R的关系,培养学生的初步探究能力。
教学思路
手工制作(课前)→激趣导入→猜想假设→设计实验→实验→分析论证→评价应用。
教学用具
学具:学生电源(输出电流大于2A)广口瓶2只、量筒、开关、煤油、电阻丝5Ω、10Ω各2只,电炉丝、吹塑板、温度计2只等,按组发放。
教具:除与学具相同,另需电吹风、电炉,投影仪各一。
课前准备
要求学生在课前自制电热锯,并切割泡沫塑料等物品,制成五角星、花瓣、面具等,提高学生对本节所学知识的兴趣,并加以制作指导。
教学过程
1,激趣导入
请几位同学上讲台展示他们各自制作的电热锯及作品,让大家评判他们的作品,并请一位同学当场展示制作(说明:学生会争先恐后展示,借以提高他们学习兴趣)。
大家想了没有,我们为什么会把它叫电热锯,它为什么能切割东西(生:通电会发热)。
导入:导体通电时会发热,把这种现象叫做电流的热效应(板书:电流的热效应)下面我们请同学们用自制的电热锯割开放在你们桌子上的吹塑板,看谁把相同的吹塑板先割开(说明:由于学生自制的电热锯长短、粗细、电流大小不尽相同,割开的时间也不一定相同)。
谁快,谁慢?
割开相同的东西,有快有慢,说明什么?
(生:有的电热丝产生的热多,有的少)
产生的热量有多有少,你们想让你的电热锯切割快一些吗?那就让我们来探究电流产生的热与什么有关吧!
2,猜想设计
观察你们手中的电热锯,你们猜想电流通过导体产生的热与什么因素有关?(说明:学生猜可能与电阻有关,与电压有关,与电流有关,应鼓励学生发散思维,不要立即用课本中的内容去要求学生)。
肯定学生的猜想,这节课我们只探讨电流产生的热与电阻的关系;
指导学生阅读23页的16-3图,讨论电流产生的热与什么有关(学生有认为电阻大产生热多,也有电阻大产生热少的),怎样证明?(实验)
请同学们拿出学具,参看器材边讨论边合作,探讨产生热量与电阻的关系。
各组设计汇报实验方案并在讲台用实物投影交流,确定实验方案。
我们要研究导体产生的热与电流关系时,一定要保持什么不变(电压及通电时间相同)?要研究导体产生的热与电压关系时,要保持什么不变?(电流及通电时间相同)
导体产生的热如何知道多少?
(生:被煤油吸收,再在中间插入温度计显示)
为什么要放入等质量的煤油,且广口瓶还要相同?
(质量相同的煤油温度升得越多,则表示吸热越多)
要研究上述两种情况电路图怎样设计?在学生讨论的基础上得出如下电路图(实物图略)。
3,进行实验
请学生按照上面的这两个实验方案,连接电路,并记下容器中煤油的初温t0及通电后经过相同时间两支温度计①和②的示数,并填表,测温要三次。
投影下表:
I不变的实验:初温t0
t1t2t3⊿t1⊿t2⊿t3
R1=5Ω
R2=10Ω
U不变时的实验,初温t0
t1t2t3⊿t1⊿t2⊿t3
R1=5Ω
R2=10Ω
教师巡视指导,注意温度计插入的位置。
分组展示各组学生取得的大量数据。
哪个组能从这么多的数据中找到电流产生的热量与电阻的关系?(生:当电流一定时,导体的电阻越大,产生的热量越大;电压一定时,导体的电阻越大,产生的热量越小。
4,分析论证
指导学生用理论推导法推导P25页的定量关系。(说明:这部分内容,对于学生来说,难度不大,可由学生自行推导)
问:由推导我们可以得出电流产生的热与电阻之间有什么定量关系。
(生:电流一定时,导体的热量跟导体的电阻成正比,电压相同时,导体产生的热量与导体电阻成反比(板书)。
如果通电导体的电能全部转化为内能则所有求电功的公式都可用于求热量即Q=W(板书Q=W),电流产生的热可以进一步表示成什么公式?Q=W=U2/Rt=I2Rt(板书Q=I2Rt)
后者就是著名的焦耳定律,是英国物理学家焦耳用了几十年的时间,做了大量的实验才得出的,它的完整表达是什么?(通电导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,还跟通电的时间成正比(板书:焦耳定律)(说明:课文中焦耳定律出现得很突然,这样引入学生更容易接受)。
5,巩固评估
用投影出题,请同学们交流看法,评估自己所学。
(1)要使你手中的电热锯产生的热量多,可以想什么办法?为什么?
(2)电风扇通电后会发热,这些热量是人们希望得到的吗?你能想办法减小电风扇的能量散失吗?
(3)电炉丝热的发红,而与之串联的导线并不热是什么原因?15W灯与100W灯哪个产生的热多?为什么?
6,应用与控制
要求学生举例说明热效应有哪些应用及家用电器是如何散热的(学生回答后,教师展示电炉等电热器)。
小结新课
投影:提出问题→猜想→实验设计→实验→结论→应用
布置作业:P27页自我评价与作业1、2、3
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教学目标
知识目标
1.通过实验使学生知道“电阻一定时,电流跟电压成正比,电压一定时,电流跟电阻成反比”.
2.使学生初步熟悉如何用电流表测同一只电阻的电流及其两端电压,会用与待测电阻串联的滑动变阻器调节待测电阻两端的电压.
能力目标
1.使学生初步领会用控制变量法研究物理规律的思路.
2.进一步培养学生电路连接和有关电路的电学实验操作能力及根据实验结果分析、概括实验结论的能力.
情感目标
1.培养学生学习物理的兴趣和愿望.
2.培养学生实事求是的科学态度和刻苦钻研的精神.
教学建议
教材分析
在前三章的学习中已经把电路中的三个基本物理量电流、电压、电阻分别进行了学习,而本节是一节建立电流、电压、电阻三者关系的课.采用控制变量法通过实验得出当电阻不变时电流与电压的关系,当电压不变时电流与电阻的关系.使学生初步建立了电流、电压、电阻的联系.
教法建议
正确地进行数据分析得出电流与电压和电阻的关系是重点,而做好实验是难点也是关键,在学习过程中应根据实验目的和研究方法认真完成实验,在分析数据时,如分析电流与电压的正比关系时,应先算出、,再算出、;分析电流与电阻成反比关系时,应先算出,,再算出、,在语言文字的表达上只能说成“当电阻一定时,电流与电压成正比”而不能说成“当电阻一定时,电压与电流成正比”同样地“当电压一定时,电流与电阻成反比”不能说成“电阻与电流成反比”.这是因为这样才能正确地反映出:电压是形成电流的原因;电阻是导体本身的属性与电压、电流无关.在教学中,要培养学生的逻辑思维能力.
教学设计方案
引入新课
前面我们学习了电流的概念,电流不但有方向,还有强弱,即大小.那么导体中通过的电流大小与什么有关?由什么决定?今天我们就来讨论这个问题.
问题1电流产生的原因是什么?(电压是产生电流的原因.)
老师进一步引导,这就是说,只有导体两端存在电压,导体中才会产生电流.没有电压导体中不会产生电流.
同学们从这一点可以猜想电流大小可能跟什么有关?
导体中电流大小与导体两端的电压大小可能有关,电压大,电流可能大.
问题2什么叫电阻?(电阻是导体对电流的阻碍作用大小.)
教师进一步启发学生猜想,电阻大时,对电流的阻碍作用大,电流就不容易流过,对电流会产生影响,同学们从这一点可以猜想,电流大小还可能跟什么有关?
电流大小还可能跟电阻有关.
以上我们的这些猜想对不对?只有靠实验来验证.下面我们就用实验的方法探索电流跟电压、电阻的关系.
这节课的教学目标是
(1)通过实验使学生知道电阻一定时,导体中电流限电压的定量关系,电压一定时,
导体中的电流跟电压的定量关系;电压一定时,导体中的电流跟电阻关系.
(2)使学生初步熟悉如何用电流表、电压表测同一只电阻的电流及其两端电压,会用与待测电阻串联的滑动变阻器调节待测电阻两端的电压.
(3)使学生初步体会多变量问题的研究方法.
(4)进一步培养学生电路连接和有关电路的电学实验操作能力及根据实验结果分析、概括实验结论的能力.
电流与电压、电阻的关系实验
实验一
(1)对照电路图说明原理和实验目的.
(2)边示范连接电路边介绍器材及其作用,说明操作中的注意事项.
(3)强调学生要观察的现象:先后两次实验电流表示数及小灯泡亮度的差别.(4)学生分组实验后,表述观察到的现象,分析原因,概括小结.
现象用两节干电池时灯泡亮,电流表示数较大,分析要点
①用两节干电池比一节干电池加在灯泡两端的电压大.
②两次所用灯泡不变,其实质是保持电阻不变.
③灯泡亮时,电流表示数大,即通过灯泡电流大.
小结电阻一定时,导体两端的电压大,通过其电流也大.
这个实验说明我们原来的猜想“电压大,电流也大”是正确的.
实验二
(1)观察实验电路,说明原理和实验目的.
(2)提示学生应注意观察.先后两次实验电流表示数和小灯泡亮度的差别.
(3)学生实验后表述观察到的现象,分析原因,概括总结.
现象6.3V灯泡较暗,电流表示数较小.
分析要点:
①6.3V灯泡的电阻比3.8V灯泡的电阻大.
②同一电池(电压不变)
③6.3V灯暗→电阻大→电流小.
小结电压一定时,导体的电阻大,通过其电流小.
这个实验说明我们原来的猜想“电压一定时,导体的电流和它的电阻有关,电阻大,电流小”是正确的.
总结通过导体的电流大小与导体两端的电压和导体的电阻这两个因素有关.
我们对于一个物理现象的研究,不应满足于“变大、变小”这种初步认识,还需要进一步探索研究,就是说要知道电流与电压、电阻的定量关系.从上面实验可知:电流受电压、电阻两个因素的影响,如果电压、电阻同时变化,它们各自对电流的影响有互相加强或减弱的可能;也有互相抵消的可能,使我们无法判断电流与电压、电阻之间到底有什么关系.
如何设计实验呢?其实,一个量受几个因素影响的问题,前面的学习已经遇到过了,大家回忆一下研究电阻的方法,导体的电阻与哪些因素有关?我们是怎样研究电阻与材料、长度、横截面积关系的呢?
同种材料、同长度的两条导线电阻与粗细有关,同材料、同粗细的两条导线与长度有关,同长度、同粗细的两条导线电阻与材料有关.
这种同材料、同长度、同粗细的实质就是有意将这些量固定,每次只研究电阻与其中一个量的关系.
与这种作业类似,我们如何来研究电流限电压、电阻的关系呢?
应该“固定电阻”单独研究电流与电压的关系或“固定电压”单独研究电流与电阻的关系.明确告诉学生这种把一个多因素的问题转变成多个单因素问题的研究方法是物理研究中极为有用的方法,下面我们遵循这个思路进行实验探索
1.电流跟电压的关系
(1)让学生分别画出用电流表测电流、用电压表测电压的单个电路图,然后合并,并根据实验需要连入滑动变阻器,完成完整的电路图(再说明每个元件的作用)
(2)学生动手实验前由教师示范,边演示边讲解注意事项
①按电路图连接电路,先连接主干路,后连接支路.
②电路连接时,开关应断开.
③滑动变阻器的电阻应调到最大位置.
④电路连接检查无误后,闭合开关.
(3)教师示范后,学生实验前,对学生提出具体要求
①使用10的定值电阻,认清元件.
②调节滑动变阻器,使定值电阻R两端的电压成整数倍(如1V、2V、3V).
③出示记录表格,明确实验后找学生填表.
(4)学生开始进行实验,教师巡回指导,帮助学生纠正错误,排除故障.
(5)实验完毕后,找两组学生代表汇报实验数据填入表内.
U(伏)
1
2
3
I(A)
第1组
第2组
引导学生观察表中数据,找出数据变化规律,让学生总结电流与电压关系及其成立条件,最后找学生口头表述.
结论在电阻一定时,导体中的电流跟电压成正比.
最后教师强调
(1)实验条件——电阻一定
(2)要求学生记住并准确表述正确结论.
(3)U和I的含义U是R两端电压,I是通过R的电流.
2.电流与电阻的关系
研究方法和电路图同上
换用不同阻值的定值电阻,调节滑动变组器,使电压表读数保持不变,将电阻值例应的电流值填入下表.
(找两组学生代表上黑板填实验数据)
VR()51015
I(A)第一组
第二组
引导学生观察表中数据,找出数据变化规律,让学生总结电流与电阻关系
电压一定时,导体中的电流跟电阻成反比.
教师强调
(1)实验条件电压一定
(2)要求学生记住结论.
(3)I、R的含义:I是通过R的电流,R是导体本身的电阻.
学生归纳实验结论
电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比;电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比.
总结
1.电流跟电压的关系——电阻一定时,电流与电压成正比.
2.电流与电阻的关系——电压一定时,电流与电阻成反比.
板书设计
第八章欧姆定律
1.电流跟电压电阻的关系
一、电流跟电压、电阻的定性关系
物理规律的研究途径
1.猜想
2.实验验证
二、电阻一定,电流跟电压的关系
1.实验条件电阻一定
2.实验电路图
3.实验数据表
U(伏)
1
2
3
I(A)
第1组
第2组
4.实验结论电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比.
三、电压一定,电流跟电阻的关系
1.实验条件电压一定
2.实验电路图(同上)
3.实验数据表
V
R()
5
10
15
I(A)
第一组
第二组
4.实验结论电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比.
一般给学生们上课之前,老师就早早地准备好了教案课件,到写教案课件的时候了。我们制定教案课件工作计划,才能更好地安排接下来的工作!你们清楚教案课件的范文有哪些呢?下面是小编精心为您整理的“《探究电阻上的电流跟两端电压的关系》教学设计”,仅供参考,欢迎大家阅读。
【教学内容】
课题名称
探究电阻上的电流跟两端电压的关系
学科
物理
总课时数
1
版本名称
人民教育出版社
页码
24
执教者
聂君虎
单元章节名称
第七章欧姆定律
年级
八
册次
二
【教学分析】
教材分析
本节内容是通过完整的科学探究过程得出电流与电压的关系,从而为得出欧姆定律内容,理解欧姆定律作好铺垫。在探究过程的设计中突出了实验方案的设计和分析论证两个环节,对培养学生科学的研究问题方法和分析解决问题能力大有好处。
教学目标
知识与技能:通过实验探究电流与电压的关系。
过程与方法:引导学生感悟用“控制变量法”来研究物理问题。
情感态度、价值观:重视学生对物理规律的客观性、科学性的认识。
教学重点
重点:通过实验探究电流与电压的关系。
难点:引导学生设计实验方案、对实验数据进行分析。
教具学具
教具:干电池3节,2.5V、6.3V小灯泡各一只,导线若干。
学具:电池组,5Ω、10Ω、15Ω电阻各10只,变阻器、电流表、开关、电压表各10只,导线若干。
【教学流程】
教学环节
教师活动预设
学生活动预设
设计意图
新课导入
演示实验:
实验1:在同一电路中分别将2.5V和6.5V小灯泡接入电路。
实验2:将同一个小灯泡分别接入电源电压不同的电路。
观察:灯泡亮度的变化?
思考:电流大小的影响因素是什么?
引导学生猜想电流与电压、电阻可能存在的关系。
电流与电压的关系
提出问题
电阻上的电流与电压有什么定量关系呢?
认真思考
抛出探究目的
作出
猜想
鼓励学生对问题作出猜想并加以点拨
学生独立思考,提出自己的猜想
设计
实验
引导学生设计实验方案及实验表格
引导学生设计实验表格
学生分组讨论。
方法:(控制变量法)电阻不变,改变电阻两端的电压,测出通过电阻的电流。
方案1(见下图):用滑动变阻器改变电阻两端电压,测出电流然后再更换定值电阻,多做几次。
方案2(见下图):将定值电阻接入电路,分别换电源电压,测出对应电压、电流;再更换定值电阻,多做几次实验。
实验表格:
电阻
电压
电流
电阻
电压
电流
R1=5Ω
R2=10Ω
发挥学生的主观能动性
进行
实验
巡回指导,强调实验注意事项。
分组实验,其中部分组按方案1实验,部分组按方案2实验。
培养学生动手操作能力。
分析
结论
指导学生将实验数据填入数据表格中,引导学生分析。
将数据在课本图像中描出,作出电流与电压关系的图像,讨论电流与电压是什么定量关系?
培养学生科学的研究方法。
交流
合作
板书:在电阻一定时,导体电流与电压成正比。
引导学生对比分析两种实验方案的优、缺点。
学生讨论交流
方案1:利用滑动变阻器改变定值电阻两端电压比较方便,节约时间,可减少该差。
方案2:每次改变定值电阻两端电压,还要重新连接电路比较麻烦,电路还易出现接触不良等问题。
培养严谨科学的态度
课堂小结
讲述:今天我们用“控制变量法”得出了:在电阻不变,通过电阻的电流与电压成正比。下面完成《实验探究手册》。
归纳总结
文章来源:http://m.jab88.com/j/28578.html
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