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《伏安法测电阻》教学设计 山东章丘文祖中学 刘献峰 【教材分析】 伏安法测电阻是欧姆定律内容的延续，本节主要内容是利用电压表、电流表测算出小灯泡的电阻，通过实验探究去发现钨丝电阻的变化，并最终找到影响钨丝电阻变化的因素及它们之间的相互关系。 改进补充：增加伏安法测定值电阻阻值的实验。（这个内容课本上没有，但是对于学生的考查该内容比较有价值，能教给学生如何减小误差，同时为后面学习测电功率，为什么不能求电功率的平均电功率做好铺垫） 【教学目标】 1.知识与技能： ①知道伏安法测电阻的原理、电路图 ②会用伏安法（即使用电流表和电压表）测量某段导体的电阻 ③了解钨丝的电阻随温度变化的特性。 改进补充：会用多次测量求平均值的方法减小测定值电阻的误差 2.过程与方法： ①通过对欧姆定律的应用，学会由旧知识向新问题的转化，学会用欧姆定律解决电学中的电阻问题。 ②通过测小灯泡电阻和测定值电阻阻值进行对比，认识到影响灯丝电阻的大小的因素。 3.情感、态度与价值观： ①让学生通过自己动手实验去感悟科学探究过程，并在实验探究中发现钨丝电阻变化，体验探究的快乐。 ②在实验探究中，体会团队合作的精神及交流的意义。 【教学重点、难点】 重点：学会利用伏安法测电阻 难点：伏安法测电阻电路图的设计 【教学资源】 1、学生分组实验器材（12组）：小灯泡（2.5V）、电流表、电压表、开关、电池阻（3V）、滑动变阻器、导线、实验活动卡。 改进补充：定值电阻（12组） 2、演示器材：电流表、电压表、开关、电池阻（3V）、滑动变阻器、导线、定值电阻（10Ω） 3、自制PPT幻灯片 【教学设计思路】 本节课的教学，重在培养学生的探究性学习能力，一方面强调通过问题来进行学习，把问题看作是学习的动力、起点和贯穿于学习过程的主线；另一方面通过学习来生成问题，把学习过程看成是发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的过程”．结合教学实际，对教材作如下设计。 ①：打开探究之门。 教师展示灯泡，提出问题，如何测量灯泡内灯丝的电阻呢？ ②：探究实验。 教师组织学生设计、讨论实验方案。 ③：发现与拓展。 引导学生分析实验数据，感知灯丝的电阻受温度的影响。 【教学过程】 一、复习引入 同学们上节课学习了欧姆定律，并已能用欧姆定律的公式做一些简单的计算，现在请同学们看这样的题目：（观看PPT）用电压表测出一段导体两端的电压是4 V，用电流表测出通过这段导体的电流为0.2A，这段导体的电阻是多少？（同学们练习，两个同学板演）. （此题目是上节课欧姆定律公式的巩固应用，其目的是：巩固旧知识；引入新课题。） 师：通过该题的计算，同学们有什么启示吗？ 生 ：如果知道一个电阻两端的电压和通过的电流，就可以计算出它的电阻。师：如何知道一个电阻两端的电压和通过的电流呢？ 生 ：可以用电压表和电流表分别测出电压和电流。 这也让我们找到了一种测量电阻的方法，我们把它叫做“伏安法”测电阻。（自然引入，并板书课题） 二、新课教学 （一）提出问题 师：（展示小灯泡）如果要测量这个小灯泡灯丝的电阻，需要测量哪些物理量？分别用什么测？ 生：灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，分别用电压表和电流表测。 师：根据什么公式算出灯泡灯丝的电阻？ 生：欧姆定律的变形公式 。 （二）制定计划与设计实验 1.实验原理 师：测量小灯泡的电阻依据的原理就是欧姆定律的变形公式 。请同学们画出测量小灯泡电阻的实验电路图。 2.实验电路图 学生设计电路图，教师巡视辅导。（两个物理水平不同的学生板演）——→展示学生设计的电路图，引导学生讨论所设计的电路图。（学生设计的电路图可能存在两种情况：1、能测出灯泡一种工作状态时的电阻2、能测出小灯泡在不同工作状态（亮度）下的电 阻）——→组织学生谈论分析两幅图的优缺点，择优进行实验——→引导学生画出实验电路图（如右图）。 （三）进行实验与收集证据 师：电路设计好了，接下来就要弄清楚实验怎么做。 （先让学生自己说操作规程，然后再观看视频） 1.实验步骤 （1）根据电路图把实验器材摆好。 （2）按电路图连接电路。 引导学生回答在连接电路中应注意的事项： ①在连接电路时，开关应断开。 ②注意电压表和电流表量程的选择，“+”、“-”接线柱。 ③滑动变阻器采用“一上一下”接法，闭合开关前，滑片应位于阻值最大处，同时移动滑片时，移动速度要慢。 （3）检查无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片（注意事项：移动要慢），分别使灯泡暗红（灯泡两端电压1V）、微弱发光（灯泡两端电压1.5V）、正常发光（灯泡两端电压2.5V），测出对应的电压值和电流值，并做好记录。 注意：在实验过程中，用手感受灯泡在不同亮度下的温度。随着灯泡亮度的增加，灯泡的温度 。 （4）算出灯丝在不同亮度时的电阻。 2.学生分组实验，在活动卡上记录数据。 改进补充实验：另外12组的同学做伏安法测定值电阻的阻值。（如果学生水平较高也可以先做测小灯泡的实验然后再做测定值电阻的实验） （四）分析与论证 1、选取测灯泡的实验，展示学生的几组实验表格，对实验数据进行分析。 师：同学们发现什么问题？ 生：灯泡的电阻不是定值，而且变化很大。 师：是什么原因使灯丝的电阻发生变化的呢？ 生：（1）是电压变化了。（2）是电流变化了。（3）是灯泡亮度变化了。 师：同学们众说纷纭，到底是什么原因造成灯丝电阻变化的呢？是电压与电流吗？ 2、选取测定值电阻的实验，展示学生的几组实验表格，对实验数据进行分析。 师：同学们发现什么问题？ 生：通过计算得出R基本上不变，是定值，不随电压、电流的变化而变化。 师：通过论证，表明灯丝的电阻发生改变的原因不在于电压与电流，那是什么原因造成的呢？ 引导：我们在前面学过，影响电阻大小的因素有哪些？那是什么因素影响了灯丝的电阻呢？ 生：是温度。 师：对了，请同学们进一步思考灯丝的电阻和温度有怎样的关系？请同学们分析数据表格，相互交流。 学生分析讨论，得出：温度越高，灯丝电阻越大。 师：一般来说，金属导体的电阻随温度升高而增大。这个实验再一次验证了这一点。 （五）评估与交流 1.同学们了解到得到结论的方法有多种，不能拘泥于某一种解决问题的办法与途径。 2.实验的分析与论证要注意技巧，学会排查现象发生的原因。 3.实验数据的填写要尊重实验的事实，不能妄加改动，随意设置。 四、布置作业：写一份实验报告 文祖中学物理实验活动卡 班级 姓名 日期 一、实验名称：伏安法测电阻。 二、设计电路图： 三、实验数据记录表格： 实验过程中，用手感受灯泡在不同亮度下的温度。随着灯泡亮度的增加，灯泡的温度 。
四、问题讨论： 分析上表数据，你会发现：随着灯丝发光亮度的增加，你测出的灯丝电阻会怎样？据此你可能会提出什么问题？ 通过本节课的改进，我感觉学生对于理解“温度对电阻的影响”有了很深的认识，再次遇到这样的问题学生会迎刃而解；同时学习电功率时，学生会更加明白当电压不同时，实际电功率也会不同，因此不能像求定值电阻阻阻值一样求平均值。其次，我感觉学生对于求平均值的问题的能力有了进一步加强。 |
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