资源描述
第2节 测量电阻
【教学目标】
一、知识与能力
1.知道用电压表和电流表测电阻的原理。
2.会同时使用电压表和电流表测量导体的电阻。
3.了解定值电阻的特性。
二、过程与方法
通过实验对电阻的测量，了解欧姆定律的应用。
三、情感、态度与价值观
1.实验电路的设计、连接及测量过程中的兴趣培养。
2.在实验过程中，培养严谨的科学态度。
【教学重点】
学会使用电压表、电流表测量电阻。通过对实验数据的分析，加深对电阻概念的正确理解。
【教学难点】
引导学生分析实验数据，发现规律，加深对电阻概念的认识。
【教学突破】
引导学生认识实验电路的设计，明确实验方法及实验中滑动变阻器的作用。分析实验数据，了解电压与电流的比值关系，发现定值电阻的特点，认识到电压与电流对电阻是没有影响的，强化学生对电阻概念的理解。
【教学准备】
◆教师准备
图像坐标纸、课堂巩固练习等多媒体课件。
【学生准备】
干电池(2节)、学生电源、2.5V和6。3V的小灯泡、开关、导线、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω)、滑动变阻器、电压表、电流表、万用表。
┃教学过程设计┃
教学过程
批注
一、创设生活情境，引入新课。
1.教师出示一个坏的收音机，告诉学生经过检查，发现一只标注模糊的电阻引线断了，需要更换。怎样才能知道它的阻值呢？
2.通过多媒体课件模拟上面这一过程。
问题：利用我们学习过的知识能不能进行测量呢？
通过利用收音机这一实物进行展示，点明需要更换标注模糊的电阻，并让学生利用学习过的知识进行测量电阻。这样将物理知识与实际生活联系在一起，增强了学生对物理应用于生活的认识。
二、进行新课。
1.实验探究：怎样测量未知电阻？
(1)提出问题：如何利用已有知识测量未知电阻的阻值呢？讨论测量方法及依据。
(2)猜想或假设：学生思考交流，利用已有的知识经验进行有根据的猜想。
①可以使用电工们常用的万用表直接测量。
②用电压表和电流表分别测出电阻两端的电压和通过电阻的电流，代入公式R＝计算得出。
(3)设计实验。
问题1：如何利用电压表和电流表分别测量出电阻两端的电压和电流，从而计算出电阻呢？请画出相应的电路图。
教师活动：展示学生画出的电路图，通过以下几个问题，引导学生讨论分析电路图的合理性。
①用这几个电路能测出电阻两端的电压和通过电阻的电流吗？设计合理吗？
②电路能测出几组数据，只测出一组数据计算的电阻准确吗？
③如何才能进行多次测量，得到多组数据呢？
总结：
①只要能正确测出电阻两端的电压和电流，就具有合理性；
②只测量一组数据具有偶然性，不能真正说明问题，应该多测量几次；
③通过滑动变阻器改变电阻两端的电压操作起来方便可靠。
问题2：实验时，有哪些注意事项呢？以填空的形式或多媒体展示。
①连接电路时，开关应处于________状态。
②滑动变阻器的滑片处于阻值________位置。
③注意认清电压表、电流表的________接线柱。
④电压表量程选________V，电流表量程选________A。
⑤闭合开关前，应________电路，确认无误后方可进行实验。
问题3：如何设计实验表格呢？
(4)进行实验。
①学生按照实验方案进行分组实验，教师巡视指导，帮助遇到困难的学生。
②展示学生小组实验数据。
(5)分析论证。
问题：你计算出的电阻有什么特点？
分析实验数据可知，定值电阻的阻值是不变的，说明电阻的大小与导体两端的电压高低，及通过导体的电流大小无关。
(6)评估交流。
①实验中你的电表是否出现了指针反向偏转的现象？原因是什么？
②实验中你的电表是否出现了超量程的现象？原因是什么？
③实验中你的滑动变阻器是否出现了无法调节电路电流大小的现象？原因是什么？
④测电阻的实验中，你每次测量的电阻值是否相差不大？为什么？
⑤滑动变阻器在本实验中起到了什么作用？
学生反思，讨论交流。
总结：在进行实验时，一定要事先明确实验步骤和仪器的操作规范，细心操作，认真检查，避免出现失误甚至造成事故。滑动变阻器在本实验中除了用来调节电阻两端的电压、实现多次测量外，还具有限制电路中的电流、保护电路的作用。
(7)图像表示电阻。
教师简单介绍：除了用表格形式记录我们的测量结果外，我们还可以用图像的方式表示。在坐标图上，用横坐标表示电流I，纵坐标表示电压U。根据实验数据，用描点连接法就可以得到电流随电压变化的关系曲线。
学生在图像坐标纸上，描点连线。
问题：如何从图像中知道电阻的大小？学生举例分析。
2.伏安法的应用。
教师总结：对于一个未知电阻，用电压表测出它的两端电压U，用电流表测出通过它的电流I，应用欧姆定律，就可求出其电阻值。这种测量电阻的方法叫做伏安法。伏安法是测量电阻的一种基本方法。
讨论交流：只用一只电压表测电阻。
实际测量中，如果缺少电流表，你能用一只电压表和一只定值电阻测未知电阻的阻值吗？画出电路图。
学生讨论分析，并明确测量步骤。
原理分析参考：只有电压表，那就只能测出待测电阻两端的电压，而不能测出电流。但是电压表也可以测出已知定值电阻的电压，用此电压除以已知定值电阻的阻值就是该定值电阻的电流，如果计算出来的电流与待测电阻的电流相等，那么就能计算出待测电阻的阻值了。使定值电阻的电流与待测电阻的电流相等，只需要使它们串联即可。
知识拓展：只用一只电流表和一只定值电阻能否测量未知电阻的阻值呢？
例题：某同学想测定电阻Rx的阻值。供选择的器材有：一个电源(电压不变、电压数值未知)，一个已知电阻R0，电压表(最大量程大于电源电压)，单刀双掷开关。该同学设计了如图5－2－1所示的电路。
(1)要完成该实验，请你写出需要测量的物理量及操作步骤。
(把开关与接触点“1”接触，此时电压表测量的是定值电阻两端电压，读取示数为U0，再把开关与接触点“2”接触，此时电压表测量的是定值电阻和被测电阻两端的总电压，读取示数为U)
(2)写出用测量的物理量计算Rx的表达式。
Rx＝
技巧点拨：根据两个电阻串联时电流相等，并联时电压相等，借助一个测量仪表电流表(或电压表)和一个定值电阻等也可以测量出一个灯泡工作时的电阻。
学生讨论分析，设计其他实验方法步骤。
教师要肯定学生的说法，可以出示万用表实物，简单介绍万用表及其使用方法。建议学生使用已经掌握的知识进行实验，也就是第二种方法。
利用前面的实验经验，学生很容易画出电路图，但是较难考虑到滑动变阻器的使用。因此以下设计按照学生没有使用滑动变阻器的情况进行处理，教师要根据实际情况作出最佳处理。
通过讨论，学生联系本章第1节课的探究实验，容易想到可以通过改变电池个数或调节滑动变阻器的方法改变电路中的电流，实现多次测量。通过学生对两种方法方便性的讨论，选取滑动变阻器，改进电路图，展示正确的电路图，并板书。
对于实验注意事项，教师不管通过什么方式，主要是让学生养成实验前先考虑注意事项的好习惯，减少实验时出现的问题。对于设计表格，学生可以参考教材表格，表格的设计不是唯一的，主要是训练学生独立设计表格的能力。
教师要以小组成员的身份参与到各个小组的实验当中，并纠正学生实验过程中的错误与不足；三次实验数据尽量在允许的范围内拉开差距，便于分析结论；要求学生实事求是地记录实验数据。
在分析论证、评估交流时，教师要注意引导学生分析实验数据的可靠性，然后评估自己在实验过程中出现了哪些失误，这些会对实验结果造成哪些影响。这是一种习惯的培养，教师不要舍弃这一重要的环节。
对于图像的描点可以由学生自己完成，但是对于从图像中去认识电阻的大小，是一个难点，也是一个重点。因此教师要注意引导学生从曲线的得来进行分析，让学生认识其中所描点的含义。此处，教师也可进行适当的训练，进行强化。
在处理时，由于难度比较大，所以教师要适当进行引导。通过这两种特殊的测量方法，锻炼学生的思维，进一步理解欧姆定律的应用，体会“替换”的方法。
三、反思总结，布置思考题。
1.知识与能力方面：
(1)测电阻的方法；(2)定值电阻的特性；(3)滑动变阻器在本实验中的作用。
2.学生交流合作心得体会。
3.布置思考题及课后作业。
课后作业：
(1)完成教材第79页“自我评价”。
(2)课下研究小灯泡的电阻，并记录灯泡电阻的特点，与定值电阻进行对比。
┃教学小结┃
【板书设计】
第2节 测量电阻
(一)伏安法测量电阻
1.实验原理：R＝。
2.测量工具：电压表、电流表等。
3.实验电路图(略)
(二)伏安法的应用
1.只用一只电压表测电阻。
2.只用一只电流表测电阻。
【教学探讨与反思】
本节课涉及的是一种基本的测量电阻的方法，是欧姆定律知识的延伸。同时，使用电压表与电流表，在前面的探究活动中学生已经经历过，因此实验中的注意事项学生都了解，教师只需提醒内容就可以了。对于学生描出的U－I图像，由于学生理解较浅，教师引导的语言多了些，在训练中，也会耽误时间。在讨论伏安法的应用时，由于没有直接做实验，学生理解起来比较难，建议如果课堂有时间的话，还是让学生自己实验测量一下，加深学生对欧姆定律知识的理解与运用。
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