資源簡介

教學設計
課程基本信息
學科 物理 年級 九年級 學期 秋季
課題 測量導體的電阻
教科書 書 名：物理教材 九年級 全一冊 出版社：北京師范大學出版社
教學目標
1. 通過歐姆定律的變形公式R=U/I，了解伏安法測電阻的實驗原理。 2. 能夠根據歐姆定律的變形公式R=U/I，用電流表、電壓表測量未知阻值電阻。 3. 通過伏安法測電阻的實驗，體會利用直接測量量和理論推導，得出間接測量量。 4. 通過測量發現定值電阻與小燈泡電阻特點不同。 5. 讓學生在體驗測量電阻的過程中，了解歐姆定律的應用，加深對科學探究中設計實驗和數據分析的理解。 6. 在電路連接以及測量的過程中，讓學生逐步形成安全操作、保護用電器的意識,養成規范操作的習慣。
教學重難點
教學重點： 根據實驗原理設計實驗電路圖，滑動變阻器在電路中的作用，利用電流表、電壓表間接測量導體的電阻。
教學難點： 小燈泡的電阻隨溫度變化，不能采用取平均值的方法計算電阻值。
教學過程
環節一：新課導入
教師活動 學生活動
教師活動1 出示圖片，創設情境。 小力在參加科技小組制作“聲控小夜燈”的過程中，需要將不同阻值的電阻接入電路中的不同位置，但老師并未提供色環電阻的讀取方法。接下來，我們就一起來尋找測量導體電阻的方法吧。 教師活動2 分別出示電流表、電壓表圖片。 出示萬用表圖片，及用萬用表測量電阻的圖片 介紹這種儀表可以直接測量出電阻的大小，但初中物理實驗室沒有提供這種儀表。我們能否借助前面所學的知識，間接的測量出未知阻值的大小呢？ 學生活動1 認識多種形式的電阻，知道其在生活中的應用。 明確學習任務。 學生活動2 思考：前面學習了電流，有直接測量電流的儀表---電流表；學習了電壓，有直接測量電壓的儀表---電壓表；電阻，也可以用直接測量電阻的儀表吧？ 思考
活動意圖說明：創設物理情景，體會到物理知識與生活的緊密聯系，認識新的測量工具，激發學習興趣，順利進入課堂學習。
環節二：設計實驗
教師活動 學生活動
教師活動3 任務一：測量定值電阻的阻值 引導學生回憶歐姆定律 2.根據同學們的猜想，我們來試試看。 實驗原理：R=U/I 設計實驗電路圖，小組商討出最優方案。 展示設計結果： 這是小力第一次設計的電路圖，經過與同學的討論分析，串聯了一個滑動變阻器。 你能說說滑動變阻器在電路中的作用嗎？ 根據電路圖選擇實驗器材： 為了便于分析處理數據，我們還需要設計實驗數據記錄表，按測量順序依次為電壓、電流、電阻。 開始實驗 分析實驗數據發現，當電阻兩端的電壓增大時，通過它的電流也隨之增大，但電阻的變化在誤差允許的范圍內，說明該電阻阻值不隨其兩端電壓及通過的電流變化而變化。為提高測量結果的精確度，我們采用取平均值的方法。計算三組電阻值的平均值記錄在表格中。（在表格中添加電阻平均值一行） 我們這種利用電壓表測量導體兩端的電壓，用電流表測量通過導體的電流，借助公式R=U/I間接測量電阻的方法稱為“伏安法” 學生活動3 1.前面學習了歐姆定律，表達式為I=U/R，借助其變形式R=U/I，用電壓表測出電阻兩端的電壓，用電流表測出通過電阻的電流，就可以計算出電阻的大小了。 小組合作設計實驗電路圖。 1.由于未知待測電阻的性質，我們在實驗的過程中，需要獲得同一電阻的多次測量值。通過調節滑動變阻器接入電路的阻值，可以改變待測電阻兩端的電壓及通過的電流，實現多次測量。 2.在未知阻值大小的情況下貿然接入電路進行實驗，電路中的電流可能會過大，在閉合開關前，滑動變阻器調到阻值最大處，起到了保護電路的作用。 實驗器材：電源、開關、導線、待測電阻、電流表、電壓表、滑動變阻器 設計實驗數據記錄表 U/VI/AR/Ω
開始實驗： 1.按電路圖擺放電路元件，將電壓表、電流表指針調零，斷開開關，按電路圖連接電路，將滑動變阻器阻值調到最大處； 2.檢查電路無誤后，試觸法選擇電表量程（由于指針偏轉角度過小，說明電表量程選擇過大，所以換用電表小量程）； 3.閉合開關，調節滑動變阻器接入電路的阻值，記錄當電壓表為1.0V時，電流表的示數； 4.改變滑動變阻器接入電路的阻值，記錄當電壓表示數為1.5V時，電流表的示數； 5.繼續改變滑動變阻器接入電路的阻值，記錄當電壓表示數為2.0V時，電流表的示數； 6.實驗完畢，斷開開關； 7.根據公式R=U/I計算出測量數據對應的電阻值。 U/VI/AR/ΩR/Ω
活動意圖說明：從實驗目的出發設計實驗電路圖、實驗數據記錄表，讓學生真正參與的實驗中，培養學生的實驗能力。通過電流表、電壓表和滑動變阻器的正確使用，及時建立了知識之間的聯系，形成系統性。
環節三：探究實驗
教師活動 學生活動
教師活動4 任務二：“伏安法”測量小燈泡的電阻。 我們用“伏安法”可以間接測出小燈泡 處于工作狀態下的電阻嗎。 實驗室中經常用到小燈泡，但小燈泡上并未明確標出阻值大小，只標有“2.5V”“3.8V”的字樣，這些字樣表示小燈泡在該電壓下能正常發光，為了保證實驗安全，加在小燈泡兩端的電壓不能超過這個值。 下面我們就用“伏安法”測量標有“2.5V”字樣小燈泡的電阻。 測量不同電壓下小燈泡的電阻。 我們將本節課開始時，用萬用表直接測 量的小燈泡處于未工作狀態時的電阻值補充在數據記錄表中 U/VI/AR/Ω
分析實驗數據，我們發現，當小燈泡兩 端電壓增大時，通過它的電流也增大，而電阻也在變大。 說明加在小燈泡兩端的電壓不同時，小 燈泡的電阻值也不同。所以，在測量小燈泡電阻時不能取平均值。 為什么小燈泡在不同電壓下的電阻值不 同呢？通過前面的學習，我們知道了，影響電阻的因素有材料、長度、橫截面積和溫度，而在實驗過程中，燈絲的材料、長度、橫截面積都沒有改變，那是不是溫度影響了電阻呢？我們用電子測溫儀來測測看。 演示實驗：用電子測溫儀分別測出小燈泡兩端電壓為0V、1.5V、2.5V、3V時小燈泡的溫度。 分析實驗數據，可得，當小燈泡兩端電壓增大時，通過它的電流也增大，溫度會升高，電阻也隨之增大，的確是溫度影響了電阻。 實驗室中的小燈泡和生活中的白熾燈的燈絲都選用的是受溫度影響較大的鎢絲制成的，其特點是通過燈絲的熾熱來達到發光的效果，所以在工作過程中將電能大部分轉化成了內能，存在著浪費能源的弊端。 因此，現在我們的生活中已經用節能燈代替了白熾燈。 學生活動4 將電路中的定值電阻更換為小燈泡。 1.按電路圖擺放電路元件，將電壓表、電流表指針調零，斷開開關，按電路圖連接電路，將滑動變阻器阻值調到最大處； 2.檢查電路無誤后，試觸法選擇電表量程（由于指針偏轉角度過小，說明電表量程選擇過大，所以換用小量程）； 3.閉合開關，調節滑動變阻器接入電路的阻值，記錄當電壓表為1.5V時，電流表的示數； 4.改變滑動變阻器接入電路的阻值，記錄當電壓表示數為2.5V時，電流表的示數； 5.繼續改變滑動變阻器接入電路的阻值，記錄當電壓表示數為3V時，電流表的示數； 6.實驗完畢，斷開開關； 7.根據公式R=U/I計算出電阻。 U/VI/AR/Ω
U/VI/At/℃R/Ω
活動意圖說明：通過小燈泡燈絲電阻的變化，讓學生真正了解物理現象背后的本質。
環節四：交流與評估
教師活動 學生活動
教師活動4： 本節課我們主要學習了，利用伏安法間接測量導體的電阻；導體的電阻不隨電壓變化時，可用多次測量取平均值的方法減小誤差； 測量不同電壓小燈泡的電阻；小燈泡的 電阻受溫度影響，小燈泡的電阻不能取平均值。 學生活動4： 小組交流實驗過程，遇到的困難及障礙。 歸納總結結論。
活動意圖說明：培養學生交流評估能力，對實驗現象進行評估，有排查簡單電路故障的能力，得出科學結論。
作業：
1.鞏固類作業：完成學習任務單上的練習。 2.實踐類作業：思考還有哪些測量電阻的方法，嘗試畫出實驗電路圖，并簡述實驗步驟。

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