第三节 探究电流与电压、电阻的关系（教学设计）物理新教材北师大版（北京）九年级全一册

年级

九年级

学科

物理

教师

课题

第3节 探究电流与电压、电阻的关系

教学

目标

物理观念

建立 “电流与电压、电阻的定量关联” 认知，突破 “单一因素影响” 的定性思维，形成初步的定量物理观念。

科学思维

通过控制变量法的应用，培养 “控制无关变量、研究关键变量” 的逻辑推理能力，理解 “条件结论” 的严谨性。

科学探究

通过“设计→操作→数据处理→结论推导”的完整探究流程，提升实验操作、数据分析、问题解决的综合能力。

科学态度

与责任

形成 “尊重实验事实、重视证据、严谨分析” 的学习态度；理解物理规律的探究过程对技术发展的意义，建立 “科学探究服务于生活” 的认知。

教材

分析

重点内容通过探究电流与电压、电流与电阻的关系，根据出欧姆定律，欧姆定律是电学中的基本定律，是电流及电流测量、电压及电压测量、电阻及滑动变阻器等知识的基础上，进一步利用控制变量法探究它们之间的关系，是已学知识的综合与升华，更是进一步学习电学知识和分析电路的基础。欧姆定律是实验定律，实验过程中学生可体验探究的全过程。所以本节内容具有十分重要的地位和作用。

学情

分析

九年级学生已初步掌握电流、电压、电阻的基本定义及单位，了解串并联电路特点，并具备使用电流表、电压表和滑动变阻器的基本操作技能。但对三者之间的内在联系尚不清晰，缺乏系统性认识。学生正处于逻辑思维迅速发展的阶段，具备一定的抽象思维能力和动手实践兴趣，但在控制变量法的应用、实验误差分析以及数据处理方面仍存在困难。部分学生面对复杂电路连接容易产生畏难情绪，需通过情境创设和小组合作降低认知负荷，增强探究信心。

教学

重点

1. 掌握控制变量法在电学实验中的应用，理解其实验设计思想。
2. 通过实验得出“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”的结论。

3. 熟练地运用欧姆定律公式及变形公式进行简单计算。

教学

难点

1. 设计“保持电压不变，改变电阻测量电流”的实验方案，尤其是如何实现电压恒定。
2. 理解I-R图像为何不是直线而是曲线（反比例函数），并能从数学角度解释其物理意义。

教学

多媒体课件：包含串联电路和并联电路的动画演示、生活中相关电路的图片和视频、复杂电路

器材

识别的示例等。

实验器材：干电池、小灯泡、灯座、开关、导线、电池盒、小电动机、蜂鸣器等。

教学过程

教师活动

学生活动

导入新课

一、播放视频：不同条件下灯泡亮度变化
教师播放一段精心剪辑的短视频：第一个场景是一个可调光台灯，旋钮从最小转到最大，灯光由暗变亮；第二个场景是同一盏灯分别接在1.5V干电池和3V电池盒上，亮度明显不同；第三个场景是将一个发光二极管串联不同的电阻接入相同电源，亮度随电阻增大而减弱。视频结束后，教师提问：“同学们，你们看到了什么现象？为什么会出现这样的变化？”
引导学生关注核心变量：电压是否改变了？电阻是否改变了？这些改变如何影响了电流的强弱？进而引出本节课的主题——我们今天就要通过科学实验来揭开电流、电压、电阻三者之间的真实关系。
二、回顾旧知，建立联系
教师利用PPT快速展示三个基本概念的定义式与单位：
电流 I     安培 A）
电压 U ——推动电荷定向移动的动力（伏特 V）
电阻 R ——导体对电流的阻碍作用（欧姆 Ω）
接着提问：“如果我们想让电路中的电流变大，有哪些办法？”鼓励学生大胆猜想。预设回答可能包括：“提高电压”、“减小电阻”、“换更粗的导线”等。教师及时肯定合理想法，并指出：“这些都只是我们的初步猜测，物理学讲究实证，接下来我们就用实验来验证这些猜想是否正确。”。   

1. 观看视频，描述现象。
2. 回忆电流、电压、电阻的概念。
3. 提出影响电流大小的可能因素。
4. 明确探究目标。。

学习新课 一、电流与电压的关系

一、明确探究任务与方法

1. 提出问题与假设
教师板书第一个探究问题：“当导体的电阻一定时，通过它的电流与它两端的电压有什么关系？”随后引导学生基于生活经验和前面的讨论做出假设：“电压越大，电流可能越大。”进一步追问：“这种‘越大’是简单的增加，还是存在某种定量的比例关系呢？”从而引出需要通过精确测量来寻找规律。
2. 讲解控制变量法
教师强调：“为了研究电流与电压的关系，我们必须保证其他条件不变，只改变电压，观察电流的变化。这就叫‘控制变量法’。在这里，我们要保持电阻R不变，改变电压U，测量对应的电流I。”

二、设计并实施实验

1. 明确实验目的与方法。
2. 观察电路图，理解元件连接方式。
3. 小组合作连接电路。
4. 按步骤测量并记录数据。

1. 构建电路图
教师在黑板上逐步画出实验电路图：电源、开关、定值电阻R、电流表串联、电压表并联在R两端、滑动变阻器串联用于调节电压。边画边讲解各元件作用，特别强调电压表必须并联、电流表必须串联、正负接线柱不能接反、量程选择要合理。
2. 演示连接与调试
教师邀请一名学生协助，在讲台上按照电路图连接实物。连接过程中不断提醒注意事项：“先断开开关”、“滑片置于阻值最大端”、“检查线路无误后再闭合”。闭合开关后，缓慢移动滑片，观察两表示数变化，确认电路工作正常。
3. 布置实验任务
下发实验记录单，表格包含三列：实验次数、电压U/V、电流I/A。要求每组选用一个固定阻值的电阻（如5Ω），调节滑动变阻器使R两端电压分别为1.0V、1.5V、2.0V、2.5V、3.0V，每次读取并记录对应的电流值。提醒学生注意读数时视线垂直于表盘，尽量减少误差

【例题1】（2024秋•北京朝阳区期中）如图所示，在“探究电流与电压关系”的实验时。正确的操作是（　　）

A．保持R2滑片的位置不动 

B．保持电路中电流不变 

C．保持R1不变，调节R2的滑片到不同的适当位置 

D．更换R1，调节R2的滑片到不同的适当位置

【答案】C

【解析】ACD、研究电流与电压关系，要控制电阻大小不变（图中R1为研究对象），通过移动变阻器R2的滑片改变电阻两端的电压和电路中的电流，AD错误，C正确；

B、探究电流与电压关系，R1的电压改变了，其电流必然改变，

做例题1并进行展示，知道电流与电压的关系。