九年級(jí)物理全冊(cè) 第十五章 第二節(jié) 科學(xué)探究：歐姆定律學(xué)案 （新版）滬科版教材解讀本節(jié)課是電學(xué)中最重要的章節(jié)之一，是前面所學(xué)的三個(gè)物理量電流、電壓和電阻定量規(guī)律的總結(jié)。歐姆定律是一條非常重要的電學(xué)規(guī)律，學(xué)好本節(jié)對(duì)于今后進(jìn)行電路的探究和電學(xué)物理量的計(jì)算有至關(guān)重要的作用。本節(jié)內(nèi)容主要包括兩部分：電流的大小與哪些因素有關(guān)及歐姆定律。本節(jié)為科學(xué)探究類型課，通過實(shí)驗(yàn)來探究電流與電壓和電阻的定量關(guān)系，即歐姆定律?！半娏鞯拇笮∨c哪些因素有關(guān)”這部分是采用科學(xué)探究中被廣泛運(yùn)用的控制變量法來進(jìn)行的，分別研究電流與電壓、電流與電阻的定量關(guān)系，讓學(xué)生熟悉科學(xué)探究的幾個(gè)主要環(huán)節(jié)，完整地體驗(yàn)對(duì)一個(gè)問題進(jìn)行科學(xué)探究的全過程?！皻W姆定律”部分則是由學(xué)生討論、概括，師生共同歸納、總結(jié)得出的。建議用兩個(gè)課時(shí)完成教學(xué)：第一課時(shí)完成“電流的大小與哪些因素有關(guān)”的教學(xué)；第二課時(shí)完成“歐姆定律”的教學(xué)。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能通過實(shí)驗(yàn)探究電流與電壓、電阻的關(guān)系。嘗試采用圖像法來分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。通過實(shí)驗(yàn)探究電流與電壓和電阻的定量關(guān)系，分析歸納得出歐姆定律。會(huì)運(yùn)用歐姆定律分析解決簡(jiǎn)單的電路問題。過程與方法利用“控制變量法”“圖像分析法”和“歸納法”對(duì)電流與電壓、電阻的定量關(guān)系進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的全過程。情感、態(tài)度與價(jià)值觀結(jié)合歐姆的故事，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和堅(jiān)持不懈的科學(xué)精神，形成尊重事實(shí)、探究真理的科學(xué)態(tài)度。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)采用“控制變量法”和“圖像分析法”探究電流與電壓、電阻的定量關(guān)系。分析歸納得出歐姆定律的內(nèi)容及其表達(dá)式，理解其變換式的物理意義。難點(diǎn)電流表、電壓表及滑動(dòng)變阻器在同一電路中的正確連接，對(duì)“控制變量法”的理解。用“圖像法”分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)估。歐姆定律的靈活運(yùn)用。實(shí)驗(yàn)探究在探究實(shí)驗(yàn)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生自己根據(jù)探究的目的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)電壓及電阻分析與電流的關(guān)系，然后利用控制變量法進(jìn)行探究，明確哪些物理量是變量、哪些物理量是不變量，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。教師要引導(dǎo)學(xué)生明確如何得到多組數(shù)據(jù)，在探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，電壓的變化可以通過改變電池的節(jié)數(shù)或移動(dòng)滑動(dòng)變阻器來實(shí)現(xiàn)；在探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，需要通過更換不同阻值的電阻來實(shí)現(xiàn)變量的變化。實(shí)驗(yàn)注意實(shí)驗(yàn)中接入滑動(dòng)變阻器的目的是：a.保護(hù)電路；b.改變電路中的電流和電阻兩端的電壓，以便多次測(cè)量。在連接電路的過程中，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，防止在連接過程中出現(xiàn)短路現(xiàn)象。當(dāng)定值電阻R不變時(shí)，通過改變滑動(dòng)變阻器的阻值來改變定值電阻R兩端的電壓大小。在電壓不變，探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，定值電阻R增大，如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器才能使更換后的定值電阻R兩端的電壓保持不變？使滑動(dòng)變阻器的阻值增大。這里只需讓學(xué)生注意到這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不用從理論上分析，為后面學(xué)習(xí)串聯(lián)電路中的分壓原理埋下伏筆。典案導(dǎo)學(xué)設(shè)計(jì)第1課時(shí)電流的大小與哪些因素有關(guān)學(xué)點(diǎn)1探究電流與電壓的關(guān)系小組之間交流、討論，完成下列問題：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：在探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，你認(rèn)為應(yīng)該控制的物理量是_電阻_，應(yīng)該改變的物理量是_電壓_；為了實(shí)現(xiàn)定量，實(shí)驗(yàn)中需要選用_定值電阻_(選填“定值電阻”或“小燈泡”)，為了實(shí)現(xiàn)變量，采取的方法是_電路中串聯(lián)滑動(dòng)變阻器，利用它改變定值電阻兩端的電壓_。實(shí)驗(yàn)電路圖：由設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，試著畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。圖1522進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：根據(jù)電路圖，連接實(shí)物圖，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電阻R兩端的_電壓_成倍數(shù)地變化，再記錄對(duì)應(yīng)的_電流_值。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：保持_電阻_不變時(shí)，電流跟電壓成_正比_關(guān)系。知識(shí)拓展：滑動(dòng)變阻器在此探究過程中的作用：_保護(hù)電路_；_改變定值電阻兩端的電壓_。學(xué)點(diǎn)2探究電流與電阻的關(guān)系由探究電流與電壓的關(guān)系，再試著討論、交流一下如何正確探究出電流與電阻的關(guān)系，能否在小組之間解決下面的問題：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：在探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，你認(rèn)為應(yīng)該控制的物理量是_電壓_，改變的物理量是_電阻_；實(shí)驗(yàn)中為了實(shí)現(xiàn)定量，采取的方法是_調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)保持不變_，為了實(shí)現(xiàn)變量，采取的方法是_換用不同阻值的定值電阻_。探究過程：按圖1523連接電路，接入5 的定值電阻，觀察電流表和電壓表的示數(shù)。當(dāng)將5 的定值電阻換為10 的定值電阻時(shí)，電壓表的示數(shù)會(huì)_變大_，電流表的示數(shù)會(huì)_變小_，此時(shí)應(yīng)該再_調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表的示數(shù)保持不變_。圖1523在這一探究過程中，滑動(dòng)變阻器的作用：_保護(hù)電路_；_控制電阻兩端的電壓不變_。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：保持_電壓_不變時(shí)，電流跟電阻成_反比_關(guān)系。知識(shí)拓展：在實(shí)驗(yàn)探究的過程中，由于多個(gè)因素影響電流的大小，所以用_控制變量法_來研究電流、電壓、電阻三個(gè)物理量之間的變化關(guān)系。在探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，保持_電阻_不變；在探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，保持_電壓_不變。第2課時(shí)歐姆定律學(xué)點(diǎn)1歐姆定律自學(xué)教材的P100、P101“歐姆定律”部分內(nèi)容，回答下列問題：?jiǎn)栴}1：結(jié)合電流與電壓、電阻的關(guān)系，我們可以得出：一段導(dǎo)體中的電流，跟加在這段導(dǎo)體兩端的電壓成_正比_，跟這段導(dǎo)體的電阻成_反比_。這個(gè)規(guī)律叫_歐姆定律_。問題2：如果用U表示導(dǎo)體兩端的_電壓_，R表示導(dǎo)體的_電阻_，I表示導(dǎo)體中的_電流_，那么歐姆定律用公式可以表示為_I_。公式中電流、電壓、電阻的單位分別為_A_、_V_、_。問題3：由歐姆定律的公式可以變形出電壓的計(jì)算公式為_UIR_，電阻的計(jì)算公式為_R_。問題4：小組交流、討論，歐姆定律的表達(dá)式I與電阻的計(jì)算公式R相似，那么它們含義相同嗎？答案 公式I的含義：電壓是形成電流的原因，沒有電壓就沒有電流，電流的大小取決于導(dǎo)體本身的電阻和導(dǎo)體兩端所加的電壓。在電阻一定的情況下，通過導(dǎo)體的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比；在電壓不變的情況下，通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。電阻的計(jì)算式R，是歐姆定律的變形公式，表示當(dāng)導(dǎo)體兩端所加的電壓為U，導(dǎo)體中通過的電流為I時(shí)，則這段導(dǎo)體的電阻值可以由U與I的比值來計(jì)算。但導(dǎo)體的電阻是由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定的，對(duì)于確定的電阻，其電阻值是不變的，即不隨電壓、電流的變化而變化，故不能說成“R與U成正比，與I成反比”。學(xué)點(diǎn)2歐姆定律的有關(guān)計(jì)算結(jié)合教材P101的例題1，與小組交流一下，如何正確計(jì)算出通過照明燈的電流？圖1524思維點(diǎn)撥：要想正確計(jì)算出通過照明燈的電流，首先根據(jù)題意畫出_電路圖_，并在圖上標(biāo)明已知量的符號(hào)和數(shù)值，以及未知量的符號(hào)，明確已知量和所求量，然后利用_歐姆定律_解題。知識(shí)拓展：在利用歐姆定律進(jìn)行相關(guān)計(jì)算時(shí)，需注意：注意統(tǒng)一單位，都使用國際單位制中的單位，電流的單位是_安培(A)_，電壓的單位是_伏特(V)_，電阻的單位是_歐姆()_；同一性：公式中的電流、電壓、電阻必須是_同一個(gè)導(dǎo)體_或_同一段電路_上對(duì)應(yīng)的物理量；同時(shí)性：電路中的電流、電壓、電阻具有同時(shí)性，即在同一段電路上，由于開關(guān)的閉合與斷開或滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)，都將引起電路的變化，因此計(jì)算時(shí)，公式I中的三個(gè)物理量是對(duì)應(yīng)_同一時(shí)間_的量。