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(一)教学目的
1.通过实验和推导使学生理解串联电路的等效电阻和计算公式。
2.复习巩固串联电路电流和电压的特点。
3.会利用串联电路特点的知识,解答和计算简单的电路问题。
(二)教具
学生实验:每组配备干电池三节,电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一只,定值电阻(2欧、4欧、5欧各一只)三个,导线若干。
(三)教学过程
1.引入新课
(1)阅读本节课文前的问号中提出的问题,由此引出本节学习的内容。
板书:〈第四节电阻的串联〉
(2)问:什么叫串联电路?画出两个定值电阻串联的电路图。(同学回答略,板演电路图参见课本图8—7)
(3)问:串联电路电流的特点是什么?举例说明。
学生回答,教师小结,在板演电路图上标出I1、I2和I。
板书:〈1.串联电路中各处的电流相等。I1=I2=I。〉
(4)问:串联电路的总电压(U)与分电压(U1、U2)的关系是什么?举例说明。
学生回答,教师小结,在板演电路图上标出U1、U2和U。
板书:〈2.串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和。U=U1+U2。〉
(5)几个已知阻值的电阻串联后,总电阻和各电阻之间有什么关系?这是本节课学习的主要内容。
2.进行新课
(1)实验:测R1和R2(R3)串联的总电阻。
问:实验的方法和原理是什么?
答:用伏安法测电阻。只要用电压表测出R1和R2串联电阻两端的总电压和用电流表测出通过串联电阻的电流,就可以根据欧姆定律算出R1和R2串联后的总电阻。
要求学生设计一个测两个定值电阻(R1=2欧、R2=4欧)串联总电阻的实验电路。如课本图8—5所示。
进行实验:
①按伏安法测电阻的要求进行实验。
②测出R1(2欧)和R2(4欧)串联后的总电阻R。
③将Rl和R3串联,测出串联后的总电阻R’。将实验结果填在课文中的结论处。
讨论实验数据,得出:R=R1+R2,R抇=R1+R3。实验表明:串联电路的总电阻。等于各串联电阻之和。
(2)理论推导串联电路总电阻计算公式:上述实验结论也可以利用
欧姆定律和串联电路的特点,从理论上推导得出。结合
R1、R2的串联电路图(课本图8—6)讲解。
鵢板书:〈设:串联电阻的阻值为Rl、R2,串联后的总电阻为R。
根据欧姆定律,可得:U=IR,Ul=I1Rl,U2=I2R2。
由于U=U1+U2,
因此IR=I1R1十I2R2,
因为串联电路中各处电流相等,I=I1=I2
所以R=R1+R2。〉
请学生叙述R=R1+R2的物理意义。
解答本节课文前问号中提出的问题。
指出:把几个导体串联起来,相当于增加了导体的长度,所以总电阻比任何一个导体的电阻都大,总电阻也叫串联电路的等效电阻。
板书:〈3.串联电路的总电阻,等于各串联电阻之和。R=R1+R2。〉
口头练习:
①把20欧的电阻R1和15欧的电阻R2串联起来,串联后的总电阻R是多大?(答:35欧)
②两只电阻串联后的总电阻是1千欧,已知其中一只电阻阻值是700欧,另一只电阻是多少欧?(答:300欧。)
(3)练习
例题l:
出示课本中的例题1投影幻灯片(或小黑板)。学生读题并根据题意画出电路图(如课本图8—7)。标出已知量的.符号和数值以及未知量的符号。请一名学生板演,教师讲评。
讨论解题思路,鼓励学生积极回答。
小结:注意审题,弄清已知和所求。明确电路特点,利用欧姆定律和串联电路的特点求解。本题R1、R2串联,所以I=I1=I2。因U1、U2不知,故不能求出I1或I2。但串联电路的总电压知道,总电阻R可由R1+R2
板书:〈例题1:
已知:U=6伏,Rl=5欧,R2=15欧。
求:I。
解:Rl和R2串联,
R=R1+R2=5欧十15欧=20欧。
答:这个串联电路中的电流是0.3安。〉
例题2:
出示课本中例题2的投影片,学生读题,画电路图(要求同例题1).
讨论解题思路:鼓励学生积极参与。
①问:此题中要使小灯泡正常发光,串联一个适当电阻的意义是什么?
答:小灯泡正常发光的电压是2.5伏,如果将其直接连到6伏的电源上,小灯泡中电流过大,灯丝将被烧毁。给小灯泡串联一个适当电阻R2,由于串联电路的总电压等于各部分电路电压之和,即U=Ul+U2。串联的电阻R2可分去一部分电压。R2阻值只要选取合适,就可使小灯泡两端的电压为2.5伏,正常发光。
②串联的电阻R2,其阻值如何计算?
教师引导,学生叙述,分步板书(参见课本例题2的解)。
本题另解:
板书:〈Rl和R2串联,
由于:I1=I2,
口头练习:串联的两个电阻之比是1∶3,串联电阻上的电压之比是多少?(答:l∶3。)
串联电路有分压作用,根据上述分压公式可求解例题2中R2的阻值。学生叙述,教师板演。
板书:〈解:R1、R2串联,
由于:U2=U-Ul
答:要使小灯泡正常发光,需要串联一个阻值约为11.6欧的电阻。〉
想想看,本题是否还有别的解法,课后请你试试看。
3.小结
串联电路中电流、电压和电阻的特点。
4.布置作业
本节后的练习:1、2、3。
(四)说明
1.本节测串联电路总电阻的实验,由于学生已学习了伏安法测电阻的知识,一般掌握较好,故实验前有关要求的叙述可从简。但在实验中教师要加强巡■指导。
2.从实验测出串联电阻的总电阻和运用欧姆定律推导出的结果一致。在此应强调实践和理论的统一。在推导串联电阻总电阻公式时,应注意培养学生的分析、推理能力。
3.解答简单的串联电路计算问题时要着重在解题思路及良好的解题习惯的培养上下功夫。
注:本教案依据的教材是人教社初中物理第二册。
(1)电阻是表示导体对电流阻碍作用的大小,用字母R表示。 (2)电阻的单位:
常用单位:兆欧(MΩ),千欧(kΩ)。1kΩ=10Q 1MΩ=10Ω
1Ω的含义:当导体两端电压为1V,通过的电流为1A,这段导体的电阻为1Ω
(3)在电子技术中经常用到具有一定电阻值的元件――电阻器.用来调节电路中的电流和电压,如调节收音机和电视机音量大小的电位器,调光台灯的控光旋钮,改变灯的亮度。电阻器在电路中的符号是。
1、.导体对电流的__________作用叫做电阻,用_____表示,单位是________,符号是Ω,比较大的电阻单位有__________和__________.
2、滑动变阻器是通过改变____________________来改变连入电路中的电阻的器件.
3、电阻是导体______________作用,与通过电流的大小,加在导体两端的电压大小______。 【例1】有两段导体1和2,在相同的电压下,通过导体1的电流较大,通过导体2的电流较小,哪段导体的电阻大? ( )
A.导体l的电阻大 B.导体2的电阻大 C.两段导体的电阻一样大 D.无法确定
导体越细横截面积越小,电阻越大;导体越长,电阻越大;导体电阻的大小与导体的材料有关;一般大多数的导体,温度越高,电阻越大. 【得出结论】
(1)导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积。 (2)对大多数导体来说,温度越高,电阻越大。(少数导体如碳例外)
(3)超导现象:对大多数导体来说,温度越高,电阻越大.一些金属或合金,当温度降低到某一数值时,它的电阻变为零.这种现象称为超导现象.
1、导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的_____________________.导体的电阻还跟___________有关。
(1)原理:通过改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻的。 (2)结构示意图: (如右图)
(3)铭牌:滑片上标出的数字“50Ω2A”,其中50Ω表示最大阻值,2A表示允许通过的最大电流。
(5)作用:调节滑动变阻器可以逐渐改变连入电路的电阻,从而逐渐改变电路中的电流.
(6)使用方法:
【想一想】在如图所示电路图中把变阻器接入M,N中,共有几种接法?哪些接法能起到改
变电阻作用?不能改变电阻接法的实质是什么?
【点拨】共有6种接法,其中接AC,AD,BC,BD能起到改变电阻作用,而接AB相当于接定
值电阻,接CD相当于接电阻很小的金属棒。上述六种接法中,只有前四种为正确接法,能起到改变电阻作用,正确接法为金属棒和合金线各一个接线柱接入。后两种接法都不能改变电阻。
变阻器的四种接法:
【议一议】滑动变阻器接入电路中,闭合开关前要注意什么?为什么?如何操作?
【点拨】闭合开关前,滑片应处于最大阻值位置,使电流最小,操作把滑片远离下接线柱即可。
【小结】滑动变阻器使用注意事项:滑动变阻器应串联在要改变电流的电路中;闭合开关前,滑片应处于最大阻值位置(远离下接线柱);正确接法:“一上一下”接法;下接线柱至P为接入电阻。
1、如图所示是有四个接线柱的滑动变阻器,把它连在电路中时,可能有几种正确接法
【议一议】出示电阻箱,并讲解电阻箱的结构图和电阻箱的读数。(注意加单位) 如图旋盘式电阻箱连入电路的电阻是多少?
【点拨】①构造:接线柱、旋盘、电阻值.当旋盘式电阻和面板上的两个接线柱串联在电路中时,旋动旋盘,就能改变电阻并表示出连入电路的电阻值,调节四个旋盘就能得到O~9990 Ω间的任意整数电阻值。
②读数:各旋盘对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数,然后加在一起,就是接人电路的阻值.读数时各旋盘对应的指示点(图中小三角形)的读数乘以面板上标记的位数,然后加在一起,即是接入电路的电阻值. 图中的电阻值是:3×1000Ω+6×100Ω+O×10Ω+8×1Ω=3608Ω 三、应用迁移,巩固提高 类型之一:电阻
【例1】有两段导体1和2,在相同的电压下,通过导体1的电流较大,通过导体2的电流较小,哪段导体的电阻大
A.导体l的电阻大 B.导体2的电阻大 C.两段导体的电阻一样大 D.无法确定 类型之二:影响电阻大小的因素
【例2】在做“决定电阻大小的因素”实验时,需要在电压相同的条件下,比较通过不同导线的电流,发现决定电阻大小的因素.下表是几种实验用导线的参数.
(1)为研究电阻与导体材料有关,应在上表中选用导线C和导线_____________. (2)为研究电阻与导体的长度有关,应在上表中选用导线C和导线__________.
(3)为研究电阻与导体横截面积的关系,应在上表中选用导线A和导线_________. 例2:关于导体的电阻,下列说法中正确的是 ( )
A.长导线的电阻一定比短导线的电阻大 B.粗导线的电阻一定比细导线的电阻大 C.铜导线的电阻一定比铁导线的电阻小 D.导体的电阻的大小是由它的材料、长度、横截面积和温度决定的
【例3】小宇在实验室用图所示的电路做电学实验,请你帮助他完成以下的判断:
(1)当滑动变阻器的B、C两个接线柱接入电路中,滑片P向A端移动时,灯L将____________(填“变暗”、“不变”或“变亮”).
(2)当滑动变阻器的A、D两个接线柱接入电路中,要使灯L变暗,滑片户应向_________端移动.
变式题:在没有滑动变阻器和电阻箱的情况下,为了调节灯泡的亮度,你能想出一个简易的方法来代替滑动变阻器吗?请介绍你的设计。 四、总结
【总结】通过本节课的学习主要学习了以下几个问题:(引导学生自己总结,教师予以点评)
1.物理学中用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小,导体的电阻是导体本身的一种性质.电阻的符号是R,单位是欧姆(Ω),电阻在电路图中的符号是 2. 导体的电阻大小跟哪些因素有关:
①决定因素――导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积.
②影响因素――导体的电阻还跟温度有关,大多数导体的电阻随温度升高而增大,少数导体(如碳)的电阻随温度的升高而减小.
③研究导体的电阻跟哪些因素有关运用的是控制变量法.
3.滑动变阻器原理:通过改变导体在电路中的长度来改变电阻.构造:电阻丝绕成的线圈、
a.首先观察变阻器的铭牌,弄清变阻器的最大值和允许通过的最大电流.
b.连接时要将滑动变阻器的“一上、一下”两个接线柱串联接入所要控制的电路中. c.闭合电路前,应将滑动变阻器滑片滑到阻值最大的位置上.电阻箱和电位器是滑动变阻器的变形,实质都是变阻器。 【拓展】(辽宁省大连市)铅笔芯的主要成分是石墨。软硬程度不同的'铅笔其用途是不同的,例如作画用6B软铅笔,写字用软硬道中的HB铅笔,制图用6H硬铅笔。铅笔芯是导体,那么铅笔芯的电阻大小与其软硬度有什么关系呢?请你设计一个实验方案对这个问题进行探究。
(1)写出主要实验步骤及所要测量的物理量(用字母表示)。
(2)分析测得的物理量,说明铅笔芯电阻大小与铅笔芯软硬度的对应关系。
1.为什么使用电流表时,绝对不允许不经用电器而将表的两个接线柱直接连到电源的两极上,而电压表可以直接和电源相接?
2.如图为滑动变阻器的结构和连入电路情况的示意图,当滑片向右滑动时,连入电路的电阻变小的为?????????????????( )
3.将图中滑动变阻器的接线柱ABCD中的两个接人电路的M、N处,如果当滑片P向左移动时,电流表的读数变大,则M、N应分别与哪两个接线柱相连
?
.
5. 如右图,表示插塞式电阻,从图示位置开始则 ( ) A.现在使用的电阻是70 Ω B.将第二个铜塞插上使用电阻为90Ω C.将全部铜塞插上使用电阻为100Ω D.将铜塞都拔出,总电阻为零
5、一只灯泡,不发光时电阻是R,把它接在家庭电路上正常发光时电阻是R2,则 ( )
6、将一根铜导线接在电路中,要使导线电阻变大,下列说法正确的是( ) A、将铜导线对折后接人电路 B、增大导线两端的电压或增大电流
C、用长度、横截面积相同的铝导线代替 D、用长度、横截面积相同的银导线代替 7.如图11所示,电源电压保持不变,滑动变阻器接入电路的部分是______段(用字母表示).当滑片P向左移动时,变阻器连入电路的电阻______,电流表的示数______.
1.关于物体的导电性能,下列说法中正确的是---------------------------( )
A.导体和绝缘体都容易导电 B.大地、人体、油都是导体 C.橡胶、塑料、碳都是绝缘体 D.导体和绝缘体之间没有绝对的界限 2.下列说法正确的是------------------------------------------------( ) A.短导线的电阻比长导线的电阻小 B.粗导线的电阻比细导线的电阻小 C.铜导线的电阻比铁导线的电阻小
3.如果要改变某一导体的电阻,下列方法中无效的是--------------------( )
A.改变导体的长度 B.改变导体的横截面积 C.改变导体的材料 D.改变导体两端的电压
4.有一段裸导线,下列哪一种方法可以减小它的电阻---------------------( )
5.下列关于电阻的说法中正确的是---------------------------------------( )
B、由于电阻对电流起阻碍作用,通过电阻的电流越大,其电阻必定越小 C、电阻的大小是由导体本身的因素决定的。
D、改变加在同一电阻上的电压,若通过电阻的电流变小,说明该电阻值也在变小 6.如图1,将两个滑动变阻器串联起来,连接在电路中,连接时使用了MN接线柱,若要使两只变阻器的总电阻最大,则滑片P1 和 P2应放在----------------------------( ) A.P1 和 P2都放在最右端 B.P1 和 P2都放在最左端 C.P1 放在最左端,P2放在最右端 D.P1 放在最右端,P2放在最左端
7. 在图所示的电路中,有可能造成电源和电流表都损坏的是-------------( )
图,当滑片向右移动时,
9.如图4所示,要用一个变阻器控制图中灯泡L的亮度,关于滑动变阻器连入电路中的位置,下列说法正确的是--------------------------------------------------( ) A.可以连在c、d之间 B.只能连在a、b之间 C.可以连在a、b或c、d之间 D.无法确定
10.下图5是滑动变阻器接入电路的示意图,其中移动滑片不能改变接入电路电阻的是( )
11.在图6中,滑动变阻器的滑片P向右移动时,可使变阻器连入电路部分的电阻增大的是-----------------------------------------------------------------( )
A.电阻丝的大小发生变化 B.加在电阻两端的电压发生变化 C.被使用的那段电阻丝的长度发生变化 D.通过变阻器的电流发生变化.
12.滑动变阻器滑动时,接入电路的电阻发生变化的原因是----------------( )
13.如图7,滑动变阻器的作用是----------------------------------------( ) A.同时控制L1和L2的电流大小 B.只控制L1的电流大小 C. 只控制L2的电流大小 D.以上说法都不正确
1.电阻表示 的大小。导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越 。电阻是导体本身的一种 ,不同的导体,电阻一般 。
2.电阻用字母 表示,电阻的国际单位是 ,简称 ,符号是 ,比较大的单位还有 、,符号分别为 、。人在皮肤干燥时电阻约为几千欧至几十千欧,10 kΩ=________ Ω;我们平常说的绝缘体,其电阻一般应在1 MΩ以上,1 MΩ=________Ω。
3.有甲、乙两个导体,在相同的电压下,通过甲导体的电流比通过乙导体的电流大,这表明甲导体的电阻比乙导体的电阻_________. 阻大小与 有关。
5.导体的电阻与导体本身的_______、_______、______、_______有关。 6.图9为滑动变阻器:
(1)电路图中的符号:
(2)原理:实验室中常用滑动变阻器是通过改变接入电路中的电阻丝的 来改变电阻的。从而改变电路中的 .
(3)滑动变阻器上标的“50Ω 1.5A”, 表示:这个变阻器的连入电路的最大电阻是 Ω,允许通过的最大电流是 A. (4)滑动变阻器的正确使用:
①与需要调节的电路 联; ②通过的电流不能 允许通过的最大电流; ③闭合电键(开关)前,滑片要滑到电阻最 的地方。 (5)怎样正确连接滑动变阻器:
见图10,滑动变阻器的正确连线有 种方法,分别是 (即连线要一上一下连接)
1.在做“决定电阻大小的因素”的实验时,需要在电压相同的条件下,比较通过不同导线的电流,发现决定电阻大小的因素,下表是几种实验用的导线的参数。
⑴为了研究电阻与导体的材料有关,应在上表中选用导线 和导线 。 ⑵为了研究电阻与导线的长度有关,应在上表中选用导线 和导线 。 ⑶为了研究电阻和导体的横截面积有关,应在上表中选用导线 和导线 。 ⑷上述研究方法在物理学里叫做 法。
课时:l课时。
教学要求:
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使用电流表和电压表同时测量一段电路的电流和电压。
3.使学生初步领会用控制变量研究物理规律的方法。
教具:课本图8-1的实验器材。
教学过程:
一、新课引入
提问:在前面几章中我们分别学习了电流、电压、电阻的概念,请同学们回忆:什么叫电流?在什么条件下才会有电流产生?(电荷的定向移动;导体两端存在电压。)
我们知道,电压是产生电流的原因,导体两端有电压,导体中才会有电流。可以猜想:所加电压越高,电流就会越大。U↑→I↑(板书,下同)
另一方面,任何导体都有电阻,电阻就是导体对电流的阻碍作用。可以推断:导体电阻越大,电流就越小。R↑→I↓
即通过导体的电流的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,还要进一步探索研究,就是说要知道电流与电压、电阻之间的定量关系。这就是我们这节课的研究课题。第八章一、电流跟电压、电阻的关系
通过什么途径来研究?做实验!因为物理学是一门实验科学,通过物理实验可以使我们找到规律。
电流受到两个因素电压、电阻的影响,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?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,比如电阻。问:“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、横截面积的关系的呢?(出示小黑板)填空:“同材料、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,电阻与长度有关”;“同长度、同粗细的两条导线,电阻与材料有关”。这“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。
启发学生:“与这种作法类似,我们如何来研究电流跟电压、电阻两个量的关系呢?”应该“固定电阻,单独研究电流跟电压的关系”,或“固定电压,单独研究电流跟电阻的关系”。告诉学生:这种把一个多因素的问题转变成为多个单因素问题的研究方法是实验物理中极为有用的方法。
板书:第八章
一、电流跟电压、电阻的关系 U↑→I R↑→I↓
研究途径:实验
实验方法:保持一个量不变,研究另一个量与电流的关系
二、电流与电压的关系
1.按课本图8-1(把图板书在黑板上)连接实验电路。先不连电压表,引导学生看清回路:电流表与R串联。读数表示通过R的电流。然后再将电压表接入,让学生看清:电压表与R并联,读数表示R两端的电压。
2.闭合开关,调节滑动变阻器的滑动触头,使R两端电压成整数倍地变化,同时将电流表和电压表的读数填入表格。
3.学生讨论:“实验数据说明电流与电压有什么关系?”学生上黑板填写结论。
教师评议学生书写的结论,强调实验条件:电阻一定。
学生口述实验结论“电阻R一定时,流过R的电流跟R两端的电压成正比。”
板书:
1.实验一 研究I与U的关系
2.实验条件:R一定
实验电路:
记录
R=5Ω
三、电流与电阻的关系
电路图同课本图8-1,换用不同阻值的定值电阻,调节滑动变阻器滑动触头,使电压表读数保持不变,将定值电阻值和对应的电流表读数填入表格。
学生讨论:“实验数据说明电流跟电阻有什么关系?”学生上黑板写出结论。
教师评议学生书写的结论,强调实验条件:电阻两端电压一定。
学生口述实验结论:“电阻R一定时,流过R的电流跟电阻R的阻值成反比。”
板书:
2.实验二研究I与R的关系
实验条件:U一定
记录
U=3V
四、小结、巩固
将实验结论填入课本空白处,并用“ ”符号将实验条件标示出来。
注:本教案依据的教材是人教社初中物理第二册。
物理学是一门以实验为基础的学科。然而物理教材中的学生实验都是按给定的器材,老师讲解规定的操作方法,然后学生实施操作得出一些验证性结论。实验方法、实验思路千篇 一律。这样对学生的实验设计能力和创造性思维能力得不到培养,不利于学生今后的发展。基于上述现状,我设想改变传统的实验教学,探索一种以实验为中心的探究教学法,即在教师给定一个实验目的基础上,让学生自己确定实验原理,选择实验器材,设计实验过程,教师适时引导、点拨,学生主动发现探究,让学生通过自己的实验去发现规律,掌握知识,从而培养学生的探索精神和创造力,实现以“应试教育”向“素质教育”的转轨。
我对这种探究教学法作了初步尝试,收到了较好的效果。现把这种教学法以《电阻的测量》为例,向大家展示这种实验教学的具体实施过程。
在学生掌握了伏安法测电阻的知识基础上,我提出实验问题:现有如下实验器材:电流表、电压表、电源、电阻箱、变阻器、单刀双掷开关、导线。请你在上述主要实验器材(还可自选其他器材)基础上,设计一个物理实验,测出一被测电阻的阻值,并画出你的实验电路,下节到实验室进行测量。
提出问题的结果,激发了学生学习的热情,产生很好的学习效果。课下拿给我看的方案有十几种,对于较好,有代表性的方案,进行集中,做到心中有数。
利用多媒体投影出示伏安法测电阻的两种电路,然后复习《伏安法测电阻》,自然引入这节课的实验目的。
二 延展情景,在实验教学中,进行交流,探讨。
教师:“这节课由同学们自己当一回老师,把你课下设计好的实验方案拿到前面,利用多媒体展示台,给大家进行讲解。”
[反思:通常实验,老师讲解,学生验证。而这节课,我把课堂还给了他们,让他们当上了主角,同学们的积极性都很高,既想让大家看到自己设计的电路,又想看看别人的方法,所以都争着到前面展示台上讲解。这样不仅调动了学生的'积极性,还激发了学生学习的欲望。]
教师评价:等效法的思想,方法比较简单,未知电阻可由电阻箱直接读出。老师的肯定鼓励了学生,学生积极性很高。
教师评价:半偏法,我指出它的局限性,我们实验桌上最大输出电压只有16伏,而这种方法要求R2>>Rx,所以电路中电流很小,电流表示数几乎为零,即使实验条件允许,测量结果也是Rx与电流表串联的电阻,Rx较小,所以误差较大。不宜采用。但思路不错。
该生讲解他的电路之前,先指出了第一种方法的缺点:在实验室条件下,不能测大电阻,适合测小电阻。而他的电路适合测大电阻。教师肯定,给予表扬。
教师评价:列方程求解的方法,也可以。适时引导,这两种方法都存在着一个问题,话未落,学生抢答:“它的方程里忽略了电源内阻,如果考虑内阻就不能解出
未知电阻,我有一个更好的方法,不论是否考虑电源内阻都不影响结果”。
教师评价:是否考虑内阻都不影响测得电阻,这个方案是老师没想到的,方法简单直观,很好。(学生反应热烈,鼓掌)
教师评价:类似第二种方法,但它的优点是选择了一块电压表,克服了用电流表示数太小的问题,并且也不用计算,方法简单。
图1、图3、图4、图5、图6、图7的设计者把电路图画在黑板上。
[反思:新课标所关注的是每一个学生在情感体验、态度、思维等多方面的进步和发展,课本上实验基本上是由老师讲解,学生操作,得出一些验证性结论,忽视了学生的主体性和思维的发散性,埋没了学生的创新意识。这节课主要由学生的讲解,老师简单评价,适时引导学生在自主探索中亲自发现知识。使学生在交流过程中拓展了思维,使学生学会多角度地分析物理问题和现象.]
三、学生实验,老师巡回指导。
学生按照自己的方案进行实验,每一小组都发给一个已知电阻和两个未知电阻,(一个大电阻一个小电阻)以便做对比分析误差。老师巡回指导,对实验过程中出现的问题,老师及时与学生进行探讨,寻找解决问题的关键,使实验得以顺利完成.
新课标中指出:“物理教学应从学生实际出发,创设有助与学生自主学习的问题情境”初中物理《电阻》教学反思教学反思。这节课利用不同导体(铜线和镍镉合金线)接入电路,导致小灯泡亮度不同的情境创设,激发学生学习兴趣,使学生产生好奇心,吸引学生注意力,把学生带入问题情境,引起学生思考“为什么不同导体(铜线和镍镉合金线)接入电路,灯亮不同?”从而指导学生阅读,从导电性和对电流的阻碍两方面分析原因,帮助学生理解电阻的概念,对学生掌握电阻理解其含义起到了非常重要的作用。
本节课对控制变量法及转换法,类比法等科学方法进行了很好的的渗透,通过探究影响电阻大小的因素,学生掌握了控制变量的基本方法通过用小灯泡亮度体现电阻的大小使学生对转换法有了进一步认识,电阻概念是很抽象的一个知识,直接用教材知识下定义学生很难明白,不利于后面相关知识的学习。通过汽车走不同路面阻碍不同与电阻类比,更好的帮助学生理解电阻的含义。
(一)教学目的
1.通过实验使学生知道导体中电流跟电压、电阻的定量关系。
2.使学生会同时使用电压表和电流表测量一段导体的电压和电流;会用滑动变阻器来调节这段导体两端的电压。
3.使学生了解如何用控制变量的方法通过实验来研究一个量随两个量变化的定量关系。
(二)教具
学生实验;每组配备干电池三节,电压表、电流表和滑动变阻器各一只,5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻各一只,一个开关,导线若干条。
演示用器材:干电池两节,演示用电流表一只,2.5V和6.3V小灯泡各一只,灯座一个,开关一个,导线若干条。
(三)教学过程
1、引入新课
(1)问:什么是电流?电路中形成电流的原因是什么?(答:略)
(2)演示: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串联的干电池组成电路。闭合开关,观察先后两次电流表示数及小灯泡亮度的不同。
小结:用两节干电池时,灯泡较亮,电流较大。说明通过一个灯泡的电流跟加在它两端的电压有关系。
(3)问:什么叫电阻?影响电阻大小的因素是什么?(答:略)
演示:分别把2.5V和6.3V小灯泡跟两节串联的干电池和演示用电流表组成电路。闭合开关,观察先后两次电流表的示数和小灯泡的亮度的不同。
小结:6.3V小灯泡较暗,电流较小。灯泡不同,灯泡电阻一般不同。实验说明:在电压一定时,小灯泡的电流和小灯泡的电阻有关。
实验告诉我们,通过导体电流的大小跟导体两端的电压和导体的电阻这两个因素有关系。本节将学习有关电流跟电压、电阻的关系的知识。
板书:<第八章欧姆定律
第一节电流跟电压、电阻的关系>
2.进行新课
(l)设计实验电路
要求学生用以前学过的知识设计一个电路,能用电流表测某个电阻的电流和这个电阻两端的电压,并能用滑动变阻器改变电路中的电流或控制该电阻两端的电压。
由一名学生板演,画出电路图(课本中的图8—1)。
讲评:作图要认真规范,明确元件作用。
(2)研究电流跟电压的关系
要求学生阅读课本本节的第一个实验。
问:实验的目的和方法是什么?
答:保持电阻不变,研究电流跟电压的关系。用实验探索一个量随两个量变化的关系时,要先保持一个量不变,研究另外两个量之间的关系,这是研究物理问题的一种有用方法。
问:实验电路如课本图8—1所示,连接电路应注意哪些问题?
答。连接电路时,开关应处于断开状态,滑动变阻器的电阻应调到最大,电压表和电流表要按使用规则进行连接使用。
问:实验的步骤有哪些?
答;按课本图8—1连接电路。闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻R(教师要强调使用10Ω的定值电阻,并让学生认清这个元件)两端的电压成整倍数变化(教师告诉学生,我们实验中R两端的电压分别取1伏,2伏和3伏)。将每次电压表和电流表的读数记录在课本的表格中。要求在表格左侧明显标出R=10欧的字样。
学生进行实验,教师巡■指导。实验完毕,断开开关。暂不拆解电路。
汇报实验结论,进行讲评。
板书:
此结论中,电阻一定是条件(不可缺少),导体中的电流及导体两端的电压均针对同一导体而言。纠正由实验数据得出:在电阻一定时,导体中的电流随导体两端的电压的加大而加大;或说在电阻一定时,电压跟电流成正比的不正确说法。
(3)研究电流跟电阻的关系
要求学生阅读课本中本节的第二个实验。
问:这个实验的目的,电路及步骤是什么?
答:实验目的是研究在电压不变的情况下,电流跟电阻的关系。
实验电路如课本图8—1所示。换用不同阻值的定值电阻,使电阻成整倍数地变化(教师强调本次实验使用5欧、10欧和20欧的三个电阻,要求学生认清),调节滑动变阻器的滑片,保持定值电阻两端的电压不变(本实验要求2伏),把对应于不同阻值的电流值记录在课本的表格里。注意在表格旁明显标出U=2伏的字样。
学生实验,教师巡■指导,实验完毕,收拾好实验器材。
汇报实验结论,进行讲评。
板书:
纠正:由实验数据得出:在电压不变的情况下电阻越大,电流越小及电阻跟电流成反比的不正确说法。
3.小结
出示小黑板(或放映投影幻灯片),要求学生根据以下两组实验数据写出结论,并用其中数值说明正反比关系。
表格1
结论:__________________________________________。
表格2
结论:__________________________________________。
注意强调每个结论的条件(电阻R一定或电压U一定)。
4.布置作业
课本本章第二节后的练习2、3。
(四)说明
1.本节实验是总结欧姆定律的基础。应尽量安排学生分组实验,为下一节学习欧姆定律作好准备。
2.在本节的实验中,同时使用电压表、电流表和滑动变阻器,这对同学来说是第一次,要通过复习使学生知道这些元件在电路中的作用,连接电路的方法和注意事项。在学生实验中还要加强指导,以保证顺利完成。
3.讨论实验结论要注意强调实验条件(电阻一定或电压一定)及正比、反比的物理意义。
注:本教案依据的教材是人教社初中物理第二册。
整体设计:
本节主要内容为电阻概念的建立及对其影响因素的探究,这些内容是学习第四节“变阻器”的理论基础。作为电学中三大基本概念之一,“电阻”处于枢纽和核心的位置。因为电学知识的应用离不开电阻,各种用电器的功能实现决定于所用电阻的性质和特点,人类对电学规律的探索、各类用电器的发明,都离不开对电阻的研究。仅就初中所学电学知识来说,电学中所考查的难点问题也离不开电阻, 因电路中电阻的变化会引起电流的改变,电流的改变会引起电功率的改变。所以本节内容在为学习“变阻器”作准备的同时也为后续电学知识“欧姆定律”和“电功率”的学习提供理论支持。
“导入新课”可依据教材提示,通过学生的课前调查或教师的课堂展示使学生认识到导线多用“铜”和“铝”来制作这一事实,引出问题,从而展开探究。
“演示实验”通过把长短、粗细相同的不同导体(铜丝和镍铬合金丝)连入电路中,观察灯泡明亮程度的变化,来获得不同导体(相同条件下)对电路中电流的阻碍作用的信息 。电阻概念的引出是通过上述实验得出的,教师进行演示时可以多选取几种材料进行比较。本实验有两个作用:一是引出电阻的概念,导体对电流有阻碍作用,电阻是导体本身固有的一种属性。二是表明电阻的大小跟导体的种类等因素有关。电阻的概念比较抽象,教学中教师最好不要硬性地将其灌输给学生,而应该通过演示实验,让学生观察、比较、分析,确认导体对电流有阻碍作用后得出,即要把电阻概念的教学变得直观、生动、具体,并且使学生明确怎样用实验的方法比较导体电阻的大小。
“电阻”概念的教学,教材是以电阻的定义、大小和单位、常见的电阻器为核心展开,直接给出电阻单位的名称、简称、符号、换算关系。教材没有给出电阻率的概念,而是在后面的小资料中给出几种“长度为1 、横截面积为1 2金属导线在20 ℃时的电阻值”。这样处理既满足课程标准的要求,又向学生渗透电阻的本质特征是表征物质的一种固有属性,不同导体的导电能力是不同的。换句话说,不同的导体对电流的阻碍作用不同。
“决定电阻大小的因素”的教学,可从生活中的高压线又粗又直,而电炉丝又细又长引出问题,引导学生运用“控制变量法”设计实验进行探究,条件好的学校可设计成分组实验完全由学生进行探究,而教师进行指导。如果学校实验室中镍铬合金丝较少或不易买到,也可用电炉丝(主要成分为镍铬合金,买来后将其拉直即可)来替代进行实验。
“科学世界”主要介绍了半导体和超导现象,利用电阻的知识,进一步说明导体与绝缘体的区别,进行知识的拓展与升华。由于半导体的应用已很广泛,向学生介绍这方面的知识,对启发学生思维,开阔眼界,提高学习兴趣,都大有好处。
2.探究决定电阻大小的因素。
教学难点:
1.在探究决定电阻大小因素的过程中,掌握控制变量法。
2.难点是:认清电阻是导体自身的性质,与电压、电流无关。
教学方法:
1.知道什么是电阻,理解电阻是导体本身的一种属性;
2.知道电阻的单位及其换算;
3.理解电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积有关。
在探究决定电阻大小因素的过程中,体会用控制变量法研究物理问题。
激发学生对电阻大小与哪些因素有关产生兴趣,积极动手进行实验或观察实验。
课前准备:
示教电路板,多媒体,电流表,小灯泡,干电池组,开关,导线若干,长短粗细相同的铁丝、镍铬合金丝及铜丝各一段,相同横截面积(0.16 2)、不同长度(10 c和20 c)的镍铬合金丝各一段,相同横截面积(0.16 2)、不同长度(10 c和20 c)的康铜丝各一段。
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