物理九年级上册第十五章《探究电路》教学教案(沪科版).pdf
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1、沪科版物理九年级上册第十五章 探究电路教学教案15.1电阻和变阻器(1)教学目标【知识与能力】1.认识电阻的概念,知道电阻是导体本身的一种性质。2.能画出电阻在电路图中的符号,知道电阻的单位及单位换算。3.能在实验探究的基础上理解电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度有关。【过程与方法】L 通过观察实验理解电阻的概念。2.通过探究实验更好的掌握控制变量法这个科学探究的方法。3.通过探究实验能正确理解影响电阻大小的因素。【情感态度价值观】1.通过经历探究实验的过程,培养学生探究的意识。2.在分析实验现象过程中培养学生实事求是的科学态度。3.通过小组合作,培养与同伴交流合作的能力。教学重难点
2、【教学重点】电阻概念的建立;电阻是导体本身的一种性质。【教学难点】通过实验探究,认识电阻大小与哪些因素有关。教学过程情景创设,新课导入问 题:导线多是用铜、铝做的,特别重要的电器设备的导线还要用昂贵的银来做。铁也是导体,既多又便宜,为什么很少用它来做导线呢?进行新课一、电阻探究活动1:比较小灯泡的亮度。把长短、粗细相同的铜丝和镖貉合金丝分别接入电路,闭合开关,观察电路中小灯泡的亮度。镇络合金丝,现 象:接入铜丝比接入镇格合金丝时灯泡更亮。思 考:小灯泡的亮度不同,说明在相同的电压下,通过它们的电流不一样,为什么会有这种差别呢?L电 阻:导 体 对 电 流 的 阻 碍 作 用 叫 电 阻。2.符
3、 号:R。3.单 位:(1)国 际 单 位:欧姆(Q)。(2)常 用 单 位:千 欧(kQ)、兆 欧(MQ)。(3)换 算 关 系:1 MQ=IO Q;1 kQ=103 Q。4.在电子技术中,经 常 用 到 具 有 一 定 阻 值 的 元 件 电 阻 器,也叫做定值电阻,简 称 电 阻。定 值 电 阻 在 电 路 图 中 的 符 号 是:二、电阻的大小与哪些因素有关提 出 问 题:导 体 的 电 阻 既 然 是 导 体 本 身 的 一 种 性 质,猜一猜它跟哪些因素有关?你 能 不 能 设 计 一 组 实 验 来 证 明 你 的 猜 想 是 否 正 确?猜 想 与 假 设:(1)导 体 的 电
4、 阻 可 能 与 导 体 的 材 料 有 关。(2)导 体 的 电 阻 可 能 与 导 体 的 横 截 面 积 有 关。(3)导 体 的 电 阻 可 能 与 导 体 的 形 状 有 关。(4)导 体 的 电 阻 可 能 与 导 体 的 长 度 有 关。(5)导 体 的 电 阻 可 能 与 导 体 的 温 度 有 关。设计实验:实验电路装置及器材如图所示。力为细长的铜丝,8为细长的银络合金丝,C为粗长的银络合金丝,。为细短的镇络合金丝。其 中:力、B、C三根导线的长度相同,力、B、。三根导线的横截面积相同。(1)由于探究过程中涉及多个因素,因此实验时采用控制变量的实验方法对各个因素逐个研究。(2
5、)通过比较电流表示数的变化来比较电阻的大小。进行实验:探究活动2:探究电阻的大小跟材料的关系:需要控制的变量是长度和横截面积,改变的变量是材料,因此应选择的电阻丝是力和8进行实验。(思考、讨论后回答:应选择长度和横截面积相同,但材料不同的两根导线进行对比实验。)结 论1:导体电阻大小与导体的材料有关。探究活动3:电阻的大小跟导体横截面积的关系:需要控制的变量是材料和长度,改变的变量是横截面积,因此应选择的电阻丝是夕和C进行实验。(思考、讨论后回答:应选择材料和长度相同,但横截面积不同的两根导线进行对比实验。)结 论 2:导体电阻大小与导体的横截面积有关。相同情况下,导体的横截面积越大,电阻越小
6、。(思考、讨论后回答:应选择材料和横截面积相同,但长度不同的两根导线进行对比实验。)探究活动4:电阻的大小跟导体长度的关系:需要控制的变量是材料和横截面积,改变的变量是长度,因此应选择的电阻丝是6 和。进行实验。结 论 3:导体电阻大小与导体的长度有关。相同情况下,导体的长度越长,电阻越大。探究活动5:温度对电阻是否有影响演 示:将电源、开关、电流表、废灯管灯丝串联起来,用酒精灯给灯丝加热,观察现象。(观察实验现象,从这个实验中可以得出什么结论?)现 象:当温度升高时,灯泡变暗,电流变小,表明导体的电阻变大。总 结: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,导体
7、的电阻还跟温度有关。提 问:通过这些电阻值,你能知道哪些材料的导电性能好?小 结:银的导电性能最好,因此,在相同长度和横截面积的情况下,它的电阻最小,其次是铜,再次是铝。实验结论:电阻是导体本身的一种性质。影响电阻大小的因素:材料、长度、横截面积,还有温度。板书设计电阻一、电阻L电 阻:导体对电流的阻碍作用叫电阻。2.符号:R。3.单位:(1)国际单位:欧姆(Q)。(2)常用单位:千欧(kQ)、兆欧(MQ)。(3)换算关系:1 MQ=IO Q;1 kQ=103 Qo4.在电路图中的符号:二、电阻的大小与哪些因素有关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,导体的
8、电阻还跟温度有关。随堂练习1.把一段导体均匀拉长后,它的电阻将()A.变大 B.不变 C.变小 D.无法确定2.关于导体的电阻(不考虑温度的影响),下列说法中正确的是()A.镒铜丝的电阻比铜丝的电阻大B.粗细相同的导线,长的电阻较大C.长短相同的铜导线,细的电阻较大D.同种材料制成的长短一样的两条导线,粗的电阻较大3.如图所示,将不同导体接到电路/、8 之间时,闭合开关,可通过观察、比较来判断不同导体电阻的大小;若两个导体的电阻差异不大,则可以用 表替换灯泡作进一步的判断。4.甲、乙、丙三根用相同材料制成的均匀合金丝,甲、乙的粗细相同,但甲较长;乙、丙的长度相同,但丙较粗,则 这 三 根 电
9、阻 丝 的 电 阻 值 最 大 的 是,最小的是15.1电 阻和变阻器(2)教学目标【知识与能力】L了解滑动变阻器的构造、在电路中的符号,理解变阻器的工作原理。2.会把滑动变阻器正确地连入电路来改变电路中的电流。3.通过探究知道滑动变阻器在电路中的作用,通过实例分析了解变阻器的应用。【过程与方法】L通过理解滑动变阻器的设计、制作过程,了解科学发明创造、科技革新的过程。2.通过探究滑动变阻器的使用方法,逐步养成学生概括、归纳能力。【情感态度价值观】激发学生运用所学知识解释变阻器改变电阻的原理,产生动手操作使用变阻器的欲望,养成学生的创新能力、自信能力。教学重难点【教学重点】滑动变阻器的工作原理及
10、使用方法。【教学难点】能根据要求正确连接并使用滑动变阻器,能够正确判断变阻器接入电路中的阻值如何变化。教学过程创设情境,导入新课上节课我们学习了电阻的有关知识,知道了导体有一种阻碍电流的性质,我们把它叫做电阻。如果在某个简单电路中,接有一个小灯泡,如何改变小灯泡的亮度呢?进行新课一、变阻器1.变阻器:电阻大小可以发生变化的装置。2 .变阻器的原理:通过改变连入电路中电阻丝的长度来改变电阻,从而改变电路中的电流。问题:实际使用的电阻丝是很长的,使用很不方便,怎么解决这个问题呢?3.结构:金属杆、滑片、电阻丝、瓷筒、接线柱。(1)金属杆:金属杆的电阻很小,其两端接线柱间的电阻值几乎为零,可以忽略不
11、计。(2)电阻丝:圆筒上缠绕的是表面涂有绝缘层的电阻丝,其阻值较大,标牌上所标的“50 Q”即指电阻丝两端接线柱间的电阻值。例 如:“50Q1.5A”是指变阻器的最大阻值是50Q,允许通过的最大电流是1.5A。滑 片:滑片可以在金属杆上左右移动,滑片的上部与金属杆相连,下端通过电阻丝的接触滑道(刮去绝缘层的部分)与电阻丝相连通。接 线 柱:有四个接线柱,如图力、B、C、D。结构示意图:问 题:(1)为什么与滑片接触处的绝缘层被刮去?(由于电阻线表面涂着绝缘漆,为了滑片与电阻线紧密接触,要把接触滑片的地方的绝缘漆刮掉)(2)哪两个接线柱之间的电阻是不变的?哪两个接线柱之间的电阻很小?移动滑片,哪
12、两个接线柱之间的电阻随着改变?向哪个方向移动时电阻变大?4.根据它的结构特征,画电路图时,它还有专门的元件符号:4=三。5.练习正确使用变阻器(1)提出问题要使灯泡和变阻器中的电流大小相同,变阻器应该与灯泡串联还是并联?要能控制电流的大小,应该使用变阻器上的哪两个接线柱?要使灯泡由暗变亮,接通电路前应将滑片放到什么位置上?(2)用滑动变阻器控制电阻两端的电压闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻/?两端的电压成整数倍地变化。换用不同的定值电阻,使电阻成整数倍地变化,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,保持每次接入的定值电阻两端的电压不变。归纳总结:(1)滑动变阻器使用口诀:电学元件变阻器,
13、串联接入要牢记,电路开关闭合前,尸放阻器最大边,一上一下连接线,连入电阻看下面,远离大,靠近小,如此使用错不了。(2)口诀理解:一般情况下,变阻器应串联在电路中。电路中开关闭合前,滑动变阻器应接入最大阻值,即离下接线柱最远端。滑动变阻器应连入一个上接线柱和一个下接线柱,此时其连入电路中的电阻是下接线柱与滑片之间的电路。当滑动变阻器的滑片靠近下接线柱时,其连入电路中的电阻变小;当滑动变阻器的滑片远离下接线柱时,其连入电路中的电阻变大。(3)滑动变阻器的铭牌上标有最大电阻和允许通过的最大电流。滑动变阻器使用时,电路中的电流不能超过其允许通过的最大电流。二、变阻器的应用L电位器(多媒体展示图片)电位
14、器电位器应 用:(1)不少家用电器音量调节的器件就是一种变阻器,通 常 称 为“电位器”。(2)电位器有机械旋转式、数字式等。(3)利用电位器还可以调节亮度、温度等。2.油量表油量表的工作原理:当油面上升时,滑动变阻器的滑片向下滑动,滑动变阻器连入电路的电阻变小,油量表(电流表)的示数变大。板书设计变阻器一、滑动变阻器1.原 理:通过改变连入电路中电阻丝的长度来改变电阻,从而改变电路中的电流。2.结构3 .结构示意图4.电路符号:5.使用方法:(1)串联在电路中,上下各接一个接线柱(以下为准,近小远大)。(2)开关闭合前,调到最大阻值(远离下方接线柱)。二、变阻器的应用:电位器随堂练习1.小华
15、想用滑动变阻器控制小灯泡的亮度,设计了如图所示的4 种电路,其中正确 的 是()2.如图所示的滑动变阻器中,当滑片P向左滑动时,连入电路的电阻变小的是()3.电位器是变阻器的一种,小菲同学买了一个电位器,如图所示。小菲想把它与灯泡串联起来,利用它改变灯泡的亮度,请仔细观察,现想使滑动触头顺时针转动时灯泡变亮,以下接线方法正确的是()滑动触头oobA BCA.4 8 两个接线柱分别接入电路B.8、C 两个接线柱分别接入电路C.4 C 两个接线柱分别接入电路D.以上连接方法都正确5.在探究一个用电器中电流随电压变化关系时,小明连接好的电路如图所示,闭合开关,发现电流表、电压表均有示数,调节滑动电阻
16、器,电流表、电压表示数都不变化,小明连接的电路有不妥之处,改正的方法是()A将导线K的a端移至接线柱AB.将导线M的c端移至接线柱BC.将导线M的c端移至接线柱DD.将导线L的b端移至接线柱D15.2科学探究:欧姆定律(1)教学目标【知识与能力】1.通过实验探究电流与电压和电阻的关系。2.会同时使用电压表、电流表,会用滑动变阻器来改变部分电路两端的电压。3.能说出电流与电压、电阻的正比、反比关系。【过程与方法】1.尝试应用已知的科学知识去解决具体的问题。2.通过分析与论证过程进一步提高学生分析、归纳物理规律的能力。【情感态度价值观】L在实验探究过程中,逐步养成在数据收集过程中形成实事求是的科学
17、态度。2.通过探究,揭示隐藏的物理规律,激发学生进行科学探索的精神。教学重难点【教学重点】探究电流、电压和电阻的关系。【教学难点】1.运 用“控制变量”的实验方法设计和完成实验探究过程。2.利用图像法进行数据分析。教学过程创设情境,引入新课如果要使灯泡亮度改变有何办法?通过灯泡电流的大小与哪些因素有关?进行新课一、探究电流与电压的关系思 考:(控制变量法)不 变 量:电阻(如何控制电阻不变)自变量:电压(如何改变电压并观察它的变化情况)因 变 量:电流(如何观察它的变化情况)1.进行实验(1)实验电路图:(2)实物连接图:(3)实验步骤:保持定值电阻R=5Q不变,改变滑动变阻器滑片,使R两端电
18、压分别为IV、1.5V、2V,读出不同电压下的电流,并请填在下表中。在坐标系中画出电阻的/关系图象,看看电流与电阻存在怎样的关系。(4)注意事项强调注意仪器使用的规范性。在一个实验电路中,同时使用电压表和电流表,对学生来说这是第一次。所以在连接电路时,应该给予具体的指导。提醒学生注意:在测量过程中,电路闭合时间不能太长,读取数据后要断开电路,以防通电时间过长,电阻发热给测量带来误差。调节滑动变阻器,尽量使电阻/?两端电压成整数倍变化,读出各种不同电压下电流表的示数。2 .分析和论证(1)数据表格(以5Q为例)R/QI/Au/v1R=5 a121.532说 明:每组选择的电阻大小不一样,表格中的
19、数据也不一样。(2)用图像法,展示电阻的/关系图像,对比得出结论:电阻一定时,电流跟电压成正比。3.实验结论:当导体的电阻一定时,通过导体中的电流跟导体两端的电压成正比。二、探究电流与电阻的关系思 考:不变量:电压(如何控制电压不变)自变量:电阻(如何改变电阻)因变量:电流(如何观察它的变化情况)1.进行实验实验电路图:实物连接图:2.数 据 表 格(以2V为例)殛U/VI/AR/Q1U=_2-V5210320说 明:每组选择的电阻大小不一样,表格中的数据也不一样。3.实验结论:当导体两端电压一定时,通过导体中的电流跟导体的电阻成反比。板书设计科学 探 究:欧姆定律(1)保持电阻不变时,电流跟
20、电压成正比关系。保持电压不变时,电流跟电阻成反比关系。随堂练习1.关于导体中的电流与导体两端的电压的关系,下 列 叙 述 正 确 的 是()A.在导体电阻不变的情况下,导体中的电流与导体两端的电压成正比B.在导体电阻不变的情况下,导体两端的电压与导体中的电流成正比C.导体中的电流越大,其电压越大D.导体中的电流越小,其电压越小2.如图是小明连接的“电流与电压和电阻的关系”实验电路图,闭合开关S,电流表、电压表可能出现的现象是()A.电流表、电压表示数均为零B.电流表和电压表指针迅速发生最大偏转,电表损坏C.电流表示数为零,电压表示数接近电源电压D.电流表示数为0.4 A,电压表示数为3 V3.
21、小强同学用如图所示电路研究电流与电阻关系,在实验过程中,当电阻/?由5 Q换成10 Q后,他下一步的操作是()-T1 R I C Z D LZZI-A.记录电流表和电压表示数B.将变阻器滑片向左适当移动C.将变阻器滑片向右适当移动D.增加电池个数4.为了探究电流跟电压的关系,小亮设计了如图甲所示的电路图。(1)请根据电路图,用笔画线代替导线将图乙中的元件连成电路。在探究电流与电压的关系时,应保持 不变,调节滑动变阻器滑片的位置,改变 记下对应的电流值。如果仍利用图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系,实验中记录的数据如下表 所 示。对 表 格 中 的 数 据 进 行 分 析,可 归 纳 出 的 结
22、 论 是:电阻R/Q51015电流 A1.210.600.3915.2科学探究:欧姆定律(2)教学目标【知识与能力】1.能利用实验探究得到电流、电压、电阻的关系,并总结出欧姆定律,知道欧姆定律的公式。2.理解欧姆定律,并能利用欧姆定律进行简单的计算。【过 程 与 方 法】L通 过 欧 姆 定 律,培 养 学 生 的 分 析 和 概 括 能 力。2.通过利用欧姆定律的计算,学 会 解 电 学 计 算 题 的 一 般 方 法,培养学生逻辑思维能 力。【情 感 态 度 价 值 观】通 过 了 解 科 学 家 发 明 和 发 现 的 过 程,学 习 科 学 家 坚 忍 不 拔、探求真理的伟大精神和 科
23、 学 态 度,激 发 学 生 努 力 学 习 的 积 极 性 和 勇 于 为 科 学 献 身 的 热 情。教学重难点【教 学 重 点】理 解 欧 姆 定 律 的 内 容 及 表 达 式。【教 学 难 点】运 用 欧 姆 定 律 进 行 简 单 的 计 算。教学过程情 景 创 设、引入新课提 问:同 学 们 一 定 还 记 得 我 们 在 上 节 课 中 的 探 究 实 验,各 组 的 探 究 结 论,可以再讲 讲 吗?课件展示电 阻R电 压U电流/10Q2V0.2A4V0.4A6V0.6A电 压u电阻电流/6V20Q0.3A10Q0.6A5Q1.2A学生回答:(1)保持电阻不变时,电流跟电压成
24、正比关系。保持电压不变时,电流跟电阻成反比关系。进行新课1.欧姆定律定 律 内 容:一段导体中的电流,跟加在这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。这是德国物理学家欧姆在1 9世纪初经过大量的实验而归纳得出的。为了纪念他,把这个定律叫做欧姆定律。数学表达式:/推 导 公 式:=/?,R,。公式中物理量对应的单位(国际单位):电 压U-伏(V);电 阻R-欧(Q);电流/安(A)。注意事 项:(1)欧姆定律的变形公式有Q /,U=/Ro(2)公式中的各个物理量是同一导体或同一段电路上的同一时刻的对应值。(3)根据公式变形R=U”,不 能 说”导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的
25、电流成反比。”这个式子只表明电阻/?等于与/的比值。2.欧姆定律的应用例1.一辆汽车的车灯接在12 V电源两端,灯丝电阻为30 Q,求通过灯丝的电流。(1)用公式进行计算的一般步骤:审读题意,将已知条件和需要求解的物理量转化为字母等式。已 知:灯丝两端电压=1 2 V,灯丝电阻R=30 Qo求通过灯丝的电流/=?根据题意画出电路简图,在电路图上标注已知物理量和需要求解的物理量。选用对应的物理公式,进行计算。(书写格式要完整、规范)(2)规范解法:解:已知灯丝两端电压U=12 V,灯丝电阻R=30 QoU 12 V根据欧姆定律,可求得通过灯丝的电流/=;=0.4A。K JU kz变式训练.在如图
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