【教學(xué)目標(biāo)】
【教學(xué)環(huán)節(jié)】
第十五章 探究電路
第三節(jié) “伏安法”測(cè)電阻
濮陽市實(shí)驗(yàn)中學(xué)
張利霞
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能
1．通過實(shí)驗(yàn)探究，鞏固和加深對(duì)歐姆定律的理解。
2．通過實(shí)驗(yàn)探究，進(jìn)一步掌握使用電流表和電壓表的方法。
3．通過實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)會(huì)“伏安法”測(cè)量電阻。
過程與方法
1．在實(shí)驗(yàn)中熟練的掌握電路的連接、電流表和電壓表的讀數(shù)、滑動(dòng)變阻器的使用等基本技能，提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力。
2．從科學(xué)探究過程中學(xué)習(xí)觀察、比較、分析等學(xué)習(xí)方法。
情感態(tài)度與價(jià)值觀
1．在實(shí)驗(yàn)操作的過程中，培養(yǎng)認(rèn)真嚴(yán)肅，實(shí)事求是做好實(shí)驗(yàn)的科學(xué)態(tài)度。
2．養(yǎng)成學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的習(xí)慣和探索真理的科學(xué)態(tài)度。
重點(diǎn)
伏安法測(cè)電阻的原理、實(shí)驗(yàn)器材、電路圖、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、電阻的取值方法。
難點(diǎn)
電阻的變式測(cè)量、多次測(cè)量的目的。
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
在前面的學(xué)習(xí)中，我們學(xué)了哪些電學(xué)物理量？它們的大小分別用什么儀器來測(cè)量呢？我們應(yīng)該用什么方法測(cè)量電阻呢？
學(xué)生思考，并對(duì)問題展開討論。
教師展示一個(gè)未知電阻，并提出問題，使學(xué)生產(chǎn)生疑問和好奇心。
提出問題：我手里有一個(gè)電阻器，我想知道它的電阻大小，該怎么辦呢？
引導(dǎo)學(xué)生由歐姆定律I=U/R推出R=U/I。
師：電流表又叫安培表，電壓表又叫伏特表，所以這種測(cè)量方法是伏安法測(cè)電阻。
學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)一：伏安法測(cè)定電阻器的電阻
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定計(jì)劃：
交流與討論：
1．你認(rèn)為需要哪些實(shí)驗(yàn)器材？
2．你能設(shè)計(jì)出測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖嗎？
3．根據(jù)電路圖，如何連接實(shí)物圖呢？
4．實(shí)驗(yàn)時(shí)需要記錄哪些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)呢？你能設(shè)計(jì)出數(shù)據(jù)記錄表格嗎？
5．實(shí)驗(yàn)中如何改變待測(cè)電阻兩端的電壓呢？
小 結(jié)：
實(shí)驗(yàn)器材有：電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、定值電阻各一個(gè)、電流表、電壓表和導(dǎo)線若干。
電路圖：
實(shí)物圖：
老師總結(jié)：在連接實(shí)物圖時(shí)，應(yīng)先連主回路，后連電壓表。
改變待測(cè)電阻兩端的電壓的方法：通過移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片來改變定值電阻兩端的電壓．
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)：
PPT投放實(shí)驗(yàn)步驟以及注意事項(xiàng)。
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
電壓U/V
電流I/A
電阻R/Ω
1
1


2
1.5

3
25


教師巡視指導(dǎo)，關(guān)注細(xì)節(jié)并解決學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中的問題。
分析與論證：
（1）通過實(shí)驗(yàn)，你測(cè)得電阻的阻值是 。
（2）滑動(dòng)變阻器在電路中的作用是：
①保護(hù)電路
②改變待測(cè)電阻兩端的電壓
反思評(píng)估：
這個(gè)實(shí)驗(yàn)做三次的目的是什么？
實(shí)驗(yàn)二：伏安法測(cè)小燈泡的電阻
師：如果想測(cè)出小燈泡在不同電壓下的電阻，要做如何改進(jìn)？
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定計(jì)劃：
步驟：
1.按照電路圖連接實(shí)物圖。
2.檢查電路后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑
片，分別使燈泡暗紅(燈兩端電壓是1V)、微亮
（燈兩端電壓是1.5V）、亮（燈兩端電壓是
2.5V）,測(cè)出對(duì)應(yīng)電流和用手感受燈泡在不同電
壓下的溫度，并求出每次的電阻值。
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)：
PPT投放實(shí)驗(yàn)步驟以及注意事項(xiàng)。
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
電壓U/V
電流I/A
電阻R/Ω
1
1


2
1.5

3
2.5


猜想：把電阻器接入電路中，測(cè)出電阻器中通過電流值和電阻器兩端的電壓值，應(yīng)用歐姆定律的變形公式R=U/I求出它的阻值。
依據(jù)：歐姆定律
實(shí)驗(yàn)原理：歐姆定律的變型式R=U/I。
小組內(nèi)學(xué)生交流討論實(shí)驗(yàn)電路圖的設(shè)計(jì)，及注意事項(xiàng)。
學(xué)生展示設(shè)計(jì)的電路圖，體會(huì)滑動(dòng)變阻器的作用，說出各元件在連接實(shí)物圖時(shí)的注意事項(xiàng)
請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)展示實(shí)物圖的連接，及表格的設(shè)計(jì)。
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
電壓U/V
電流I/A
電阻R/Ω
1



2


3



學(xué)生交流討論總結(jié)出注意事項(xiàng)：
1.連接電路時(shí)，開關(guān)必須斷開；2.注意電流表和電壓表的量程選擇，正進(jìn)負(fù)出。3.滑動(dòng)變阻器采用“一上一下”的接法，閉合開關(guān)前滑片應(yīng)置于阻值最大處。
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)
學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并交流討論得出結(jié)論。
多次測(cè)量的目的是：求電阻的平均值，減小誤差。
學(xué)生回答只需把定值電阻換成小燈泡，其他條件相同。
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)
學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并交流討論小燈泡的電阻值變化大的的原因是什么？
學(xué)生猜想：
1.可能與小燈泡中的兩端的電壓有關(guān)；
2.可能與溫度有關(guān)等。
猜想要有理論依據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)，教師不要代替，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?br>通過實(shí)驗(yàn)一的探究，讓學(xué)生經(jīng)歷從猜想與假設(shè)到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的過程，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和同學(xué)間的協(xié)作意識(shí)。
通過小組實(shí)驗(yàn)，親歷親為，體驗(yàn)電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的使用以及儀表的讀數(shù)，在連接實(shí)物圖時(shí)的注意事項(xiàng)。對(duì)提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的能力和增強(qiáng)對(duì)知識(shí)的理解掌握是很重要的。
讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)多次測(cè)量的目的。
通過做實(shí)驗(yàn)二，進(jìn)一步熟練實(shí)驗(yàn)技能，達(dá)到練習(xí)鞏固的目的，同時(shí)做兩個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)燈泡的電阻不是固定的，以后做題是要先看條件提示，否則燈泡的電阻可能是變化的，以免出錯(cuò)。
師：這個(gè)實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量的目的是什么呢？
學(xué)生回答：為了尋找普遍規(guī)律（小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大）。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別畫出電流隨電壓變化的圖像

前面我們學(xué)了用伏安法測(cè)電阻，可是在實(shí)際電路中有時(shí)只有電流表或電壓表，又該如何測(cè)出待測(cè)電阻Rx呢？
一、等效法測(cè)電阻
（1）用電流表測(cè)出通過Rx的電流為I；
（2）接上電阻箱R’調(diào)節(jié)阻值使電流表的示數(shù)乃為I；
（3）則Rx=R’
拓展：
二、轉(zhuǎn)換法測(cè)電阻
利用開關(guān)的斷開和閉合，或者滑動(dòng)變阻器滑片位置的變化，使電路處于兩種不同的狀態(tài)，從而使電流表或電壓表有兩個(gè)不同的讀數(shù)，再利用歐姆定律和電路特點(diǎn)間接求出未知電阻的方法。
1、缺少電流表
現(xiàn)有一個(gè)電池組，一個(gè)電壓表，兩個(gè)開關(guān)，一個(gè)已知電阻R0，導(dǎo)線若干，用上述器材測(cè)定待測(cè)電阻Rx的阻值。（利用串聯(lián)電路電流相等）
方案一：
方案二：
2、缺少電壓表
現(xiàn)有一個(gè)電池組，一個(gè)電流表，兩個(gè)開關(guān)，一個(gè)已知電阻R0，導(dǎo)線若干，用上述器材測(cè)定待測(cè)電阻Rx的阻值。
方案一：
方案二：
方案三：
三、滑動(dòng)變阻器法
若只有一個(gè)電流表、一個(gè)已知最大阻值為R0的滑動(dòng)變阻器、一個(gè)開關(guān)、導(dǎo)線若干
閉合S , 讀將滑片移動(dòng)到a 端,使滑動(dòng)變阻連入電路中阻值是零，讀出電流表示數(shù) I1
閉合S , 讀將滑片移動(dòng)到 b端，使滑動(dòng)變阻連入電路中阻值是最大阻值，讀出電流表示數(shù) I2
課堂小結(jié)：
讓學(xué)生自談收獲。
學(xué)生回答：電阻的長短，粗細(xì)，材料，還有溫度，與電阻兩端的電壓和電阻中的電流無關(guān)。
學(xué)生交流討論后發(fā)現(xiàn)是溫度影響了小燈泡的阻值。
學(xué)生比較兩個(gè)圖像可以發(fā)現(xiàn)：1.定值電阻的電流與電壓成正比，從圖像上任取一點(diǎn)的電壓和電流，帶入R=U/I就能求出電阻值。2.小燈泡的圖像只能找某一電壓或某一電流時(shí)的電阻，不同的電壓或不同電流對(duì)應(yīng)不同的阻值。
通過對(duì)比兩個(gè)電路圖，得到RX和R在電路中的阻礙作用是相同的，即電流相同，此時(shí)電路的狀態(tài)相同，所以R可以把RX等效替代掉，RX的阻值就是R的表盤讀數(shù)。
學(xué)生小組討論后，個(gè)別展示實(shí)驗(yàn)方法的敘述。
學(xué)生先獨(dú)自思考，再小組內(nèi)討論，找到各種方法的設(shè)計(jì)方法，利用串聯(lián)電路電流相等找到未知電阻的電流，也可以拆接電壓表完成，在老師的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)了不拆表的最佳方案。
方案三：
先閉合S2、斷開S1，讀出此時(shí)電流表示數(shù)是I0；再閉合S1、閉合S2，讀出電流表示數(shù)是IX；建立方程U=I0R0和U=IXRX,聯(lián)立解除RX阻值。
滑動(dòng)變阻器可以當(dāng)兩個(gè)定值電阻用以電源電壓不變列方程組解出未知電阻值。
使學(xué)生能更好的把知識(shí)連貫在一起，既鞏固了舊知識(shí)，又更好的掌握了新知識(shí)。
通過作圖、對(duì)比圖像，讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)得出兩個(gè)電阻的區(qū)別，加深了印象，理解會(huì)更深刻。從而也發(fā)現(xiàn)了多次測(cè)量得目的是不同的，對(duì)以后的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)是很有幫助的。
啟發(fā)學(xué)生思維，更深刻的理解等效替代法。
拓寬思維，激發(fā)潛能。
使學(xué)生個(gè)積極思考，用歐姆定律和串聯(lián)電路的基本知識(shí)解決問題。
讓學(xué)生明白短路一個(gè)電阻只剩一個(gè)電阻時(shí)，用電壓表可以測(cè)出電源電壓的值。
使學(xué)生個(gè)積極思考，用歐姆定律和并聯(lián)電路的基本知識(shí)解決問題。也讓學(xué)生了解這種用一個(gè)表位置不動(dòng)就可測(cè)干路電流以及兩條支路的電流。
體會(huì)滑動(dòng)變阻器的定值作用。
板書設(shè)計(jì)：
第三節(jié) “伏安法”測(cè)電阻
原理：歐姆定律的變形公式R=U/I
器材
實(shí)驗(yàn)電路圖
實(shí)驗(yàn)步驟
數(shù)據(jù)記錄
分析論證

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