2023年初中物理九年級第3節(jié)電阻的測量教學(xué)設(shè)計（一）打印版

2023年初中物理九年級第3節(jié)電阻的測量教學(xué)設(shè)計（一）【教學(xué)目標】知識與技能1.知道用電流表和電壓表測電阻的原理。2.會同時使用電流表和電壓表測量導(dǎo)體的電阻。3.了解減小誤差的方法。過程與方法通過電阻的測量，了解歐姆定律的應(yīng)用。2.體驗“伏安法”測量電阻的過程；能進行初步的相關(guān)電路分析、電路故障分析。情感、態(tài)度與價值觀1．通過學(xué)生自己的設(shè)計、操作、結(jié)論的分析，使學(xué)生養(yǎng)成學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度、周密嚴謹?shù)目茖W(xué)思維方法和良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。2．在共同完成的操作及實驗過程中，養(yǎng)成同學(xué)之間相互協(xié)作的團隊精神?！窘虒W(xué)重點】1．會用“伏安法”測量導(dǎo)體的電阻。2．基本電學(xué)實驗常規(guī)；與實驗相關(guān)的動態(tài)電路分析、電路故障分析、實驗數(shù)據(jù)處理?！窘虒W(xué)難點】如何引導(dǎo)學(xué)生分析實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)規(guī)律?！窘虒W(xué)準備】教師用：多媒體教學(xué)設(shè)備、多媒體課件。學(xué)生用：學(xué)生電源、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、定值電阻、小燈泡、導(dǎo)線若干（共24組）等?！窘虒W(xué)過程】主要教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動一、創(chuàng)設(shè)生活情境，引入新課【問題提出】：1.教師出示一個壞的收音機，告訴學(xué)生經(jīng)過檢查，發(fā)現(xiàn)一只模糊不清的電阻線斷了，需要更換。怎樣才能知道它的阻值呢？2．通過多媒體課件模擬上面這一過程。問題：利用我們學(xué)習(xí)過的知識能不能進行測量一下呢？（設(shè)計意圖：通過利用收音機這一實物，進行展示，點明需要更換標注模糊的電阻，并讓學(xué)生利用學(xué)習(xí)過的知識進行測量電阻。這樣將物理知識與實際生活聯(lián)系在一起，增強了學(xué)生對物理應(yīng)用于生活的認識。）學(xué)生思考并分組討論設(shè)計自己的解決方案。二、新課教學(xué)一、測量定值電阻的阻值(1)實驗原理：（2）實驗電路圖：2.滑動變阻器的作用：①保護電路；②改變用電器兩端的電壓和通過的電流。【設(shè)計實驗】1.教師鼓勵學(xué)生大膽發(fā)言，說明自己小組的解決方案。2.教師引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識歸納實驗原理和實驗方法。（設(shè)計意圖：從學(xué)生熟悉的“電壓表”、“電流表”的作用入手，分析測電阻的方法；而不是直接的提問；同時也解決了學(xué)生心中“歐姆表”的疑問，從而得出間接測量電阻的方法——“伏安法”。）實驗方法：伏安法測電阻3.教師參與小組討論，展示部分學(xué)生的設(shè)計，并提出問題：實驗中我們需要多測幾組電流和電壓值，要如何操作？有更簡便易行的辦法嗎？（設(shè)計意圖：利用前面的實驗經(jīng)驗，學(xué)生很容易畫出電路圖，但是較難考慮到滑動變阻器的使用。因此以下設(shè)計按照學(xué)生沒有使用滑動變阻器的情況進行處理，要根據(jù)實際情況做出最佳處理。）教師活動：展示學(xué)生畫出的電路圖，通過下面幾個問題，引導(dǎo)學(xué)生討論分析電路圖的合理性。（1）電路能測出幾組數(shù)據(jù)，只測出一組數(shù)據(jù)計算的電阻準確可靠嗎？（2）如何才能進行多次測量，得到多組數(shù)據(jù)呢？（設(shè)計意圖：通過討論，學(xué)生練習(xí)本章第一節(jié)課的探究實驗，容易想到可以通過改變電池的個數(shù)或調(diào)節(jié)利用滑動變阻器的方法，改變電路中的電流，實現(xiàn)多次測量。通過學(xué)生對兩種方法方便性的討論，選取滑動變阻器，要求學(xué)生畫出正確的電路圖。）學(xué)生介紹本組解決問題的方案：電流I電流表電壓U電壓表電阻R歐姆表??學(xué)生分小組根據(jù)實驗原理R=U/I進行實驗電路的設(shè)計，部分學(xué)生設(shè)計了如下電路：學(xué)生通過小組討論改進實驗用電路圖，明確此實驗中滑動變阻器的作用。滑動變阻器的作用：①保護電路；②改變用電器兩端的電壓和通過的電流。（3）實驗器材：1、學(xué)生明確實驗需要的器材：電源、開關(guān)、電流表、電壓表、滑動變阻器、定值電阻、導(dǎo)線若干。2、教師在學(xué)生自主選齊實驗器材后，對主要實驗器材的使用方法進行提問。學(xué)生根據(jù)實驗電路圖，選擇實驗器材，并回顧電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法。（4）實驗步驟：【實驗步驟】1．引導(dǎo)學(xué)生分組設(shè)計實驗步驟。2．實驗時，有哪些注意事項？以填空的形式多媒體課件展示：（1）連接電路時，開關(guān)應(yīng)處于狀態(tài)；（2）滑動變阻器的滑片處于阻值位置；（3）注意認清電壓表、電流表的接線柱；（4）選用兩節(jié)電池，電壓表量程選V,電流表量程選A。學(xué)生根據(jù)實驗電路，分組討論設(shè)計實驗步驟。實驗步驟：①連接實驗電路②調(diào)節(jié)滑動變阻器，用電壓表、電流表分別測出三組電阻的電壓和電流值。③將數(shù)據(jù)記入表格，利用公式計算出電阻值，并對數(shù)據(jù)進行分析。（5）實驗數(shù)據(jù)記錄表格【設(shè)計表格】如何設(shè)計實驗表格呢？在學(xué)生設(shè)計的過程中如果遇到困難，教師要給予必要的提醒和幫助。引導(dǎo)學(xué)生類比探究導(dǎo)體上電流與電壓的關(guān)系的實驗數(shù)據(jù)記錄表格進行設(shè)計。次數(shù)電壓U/V電流I/A電阻R/Ω（設(shè)計意圖：對于實驗注意事項，教師不管通過什么方式，主要是讓學(xué)生養(yǎng)成實驗前先考慮注意事項的好習(xí)慣，減少實驗時出現(xiàn)問題。對于設(shè)計表格，學(xué)生可以參考教材表格，表格的設(shè)計不是唯一的，主要是訓(xùn)練學(xué)生獨立設(shè)計表格的能力。）學(xué)生思考，分組討論，在教師的幫助下逐步完善數(shù)據(jù)記錄表格的設(shè)計。（6）進行實驗【進行實驗】1．教師巡視學(xué)生實驗情況，及時給予幫助和指導(dǎo)。2．利用投影展示學(xué)生一組實驗數(shù)據(jù)測量定值電阻實驗次數(shù)電壓U/V電流I/A電阻R/Ω12.02.53.020.340.420.535.96.16.0（設(shè)計意圖：以小組成員的身份參與到各個小組的實驗中，糾正學(xué)生實驗過程中的錯誤與不足，三次實驗數(shù)據(jù)盡量在允許的范圍內(nèi)拉開差距，便于分析結(jié)論；要求學(xué)生實事求是的記錄實驗數(shù)據(jù)。）【分析論證】請各小組的代表展示實驗數(shù)據(jù)，然后提出問題：分析實驗數(shù)據(jù)，計算出電阻，如何處理這些數(shù)學(xué)生按照實驗方案進行分組實驗。學(xué)生展示實驗數(shù)據(jù)（7）評估交流據(jù)使測量結(jié)果更精確呢？小結(jié)：定值電阻的阻值是不變的，求平均值可以減小誤差?！驹u估交流】在你的實驗過程中，出現(xiàn)了哪些故障，你是怎么解決的？實驗過程中出現(xiàn)的故障主要有：1．實驗中電流表與電壓表的指針反向偏轉(zhuǎn)；2．電流表和電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度很小；3．電流表指針超過最大值；4．滑動變阻器滑動時，電表示數(shù)無變化；5．閉合開關(guān)，電流表、電壓表無示數(shù)；6．閉合開關(guān)，電流表幾乎無示數(shù)，電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn)（或示數(shù)等于電源電壓）；7．在調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片時，他發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變大了，而電壓表的示數(shù)卻減小了；8．開關(guān)閉合，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)。（設(shè)計意圖：電學(xué)實驗操作常規(guī)，不是在實驗前由教師授予；而是在學(xué)生實驗后由學(xué)生自己反思分析得出；然后再測量小燈泡電阻中繼續(xù)鞏固；無論是操作正確或是錯誤的同學(xué)都會留下深刻的印象；培養(yǎng)學(xué)生自我批判、自我反思的能力。）根據(jù)所學(xué)的測量知識，小組進行討論，進一步得到處理數(shù)據(jù)的方法。學(xué)生交流實驗過程中出現(xiàn)的故障正負接線柱接反了；量程選大了；量程選小了；滑動變阻器沒有“一上一下”連接；除電阻外，其余部分出現(xiàn)斷路；電阻部分斷路；將電壓表錯接在滑動變阻器兩端；電阻部分短路。二、測量小燈泡的電阻小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，不能求平均值?！具^渡】在探究電流與電壓的關(guān)系時，選用的是定值電阻，選用小燈泡可以嗎？在不同的電壓下小燈泡的電阻會發(fā)生變化嗎？【對比學(xué)習(xí)】測量不同電壓下小燈泡的電阻1．出示標有“2.5V，0.3A”字樣的小燈泡，并介紹“2.5V”的含義?！?.5V”：是指小燈泡正常發(fā)光是的電壓即“額定電壓”，工作時的電壓超過2.5V容易燒壞小燈泡。2．結(jié)合測量定值電阻的實驗過程，再次測量小燈泡的電阻，注意電路的連接，并把實驗數(shù)據(jù)記錄到表格中。3．利用投影展示學(xué)生一組實驗數(shù)據(jù)。實驗次數(shù)電壓U/V電流I/A電阻R/Ω11.52.02.520.340.380.4334.45.25.84．交流評估(1)分析測量的數(shù)據(jù)有沒有發(fā)現(xiàn)什么新的發(fā)現(xiàn)？（2）造成這種差別的原因是什么？（3）小燈泡在不同電壓下的電阻值能求平均值嗎？為什么？小結(jié)：小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，不能求平均值。（設(shè)計意圖：測量小燈泡的電阻屬于新增加的內(nèi)容；應(yīng)該在第一輪測量電阻絲電阻的基礎(chǔ)上讓學(xué)生分組測量；教師不能代替，讓學(xué)生自行討論、分析得出；并要和電阻絲的數(shù)據(jù)處理做類比。）【小試身手】一實驗小組同學(xué)，按正確方法完成實驗后，分別繪制了“定值電阻”和“小燈泡”的U-I圖象如圖所示，則表示“小燈泡”的U-I圖象的是（填“a”或“b”），這樣判斷的依據(jù)是。知識延伸：除了用表格形式記錄我們的測量結(jié)果外，我們還可以用圖像的方式表示。（設(shè)計意圖：對于圖像的描點可以由學(xué)生自己完成，但是對于從圖像中去認識電阻的大小，是一個難點，也是一個重點要求學(xué)生會根據(jù)圖像比較電阻的大小。）知識回顧了解燈泡的額定電壓，注意使用燈泡時，不能超過其額定電壓。做完第一次實驗后，電路不要拆除，只將“電阻”改換為“燈泡”，節(jié)省探究時間。電阻相差很大燈絲的電阻受溫度的影響不同電壓小阻值不同，不能求平均值。完成練習(xí)小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大對比定值電阻和小燈泡的電阻圖像特殊法測電阻1.雙伏法測電阻2.雙安法測電阻3.伏關(guān)法測電阻4.安關(guān)法電阻【知識拓展】實驗中，若缺少電流表或電壓表能否測出電阻的阻值呢？雙伏法測電阻原理：串聯(lián)分壓電路圖：3.表達式：（二）雙安法測電阻1.原理：并聯(lián)分壓2．電路圖：3.表達式：（三）伏關(guān)法測電阻1．原理：串聯(lián)分壓2.電路圖：表達式：（四）安關(guān)法測電阻1.原理：并聯(lián)分流2.電路圖：3.表達式：（設(shè)計意圖：在處理時，由于難度比較大，所以要適當進行引導(dǎo)，通過這四種特殊的測量方法，鍛煉學(xué)生思維，進一步理解歐姆定律的應(yīng)用，體會“替換”的方法。）設(shè)計電路圖根據(jù)電路敘述實驗步驟推導(dǎo)表達式設(shè)計電路圖根據(jù)電路敘述實驗步驟推導(dǎo)表達式設(shè)計電路圖根據(jù)電路敘述實驗步驟推導(dǎo)表達式設(shè)計電路圖根據(jù)電路敘述實驗步驟推導(dǎo)表達式三、課堂小結(jié)讓學(xué)生對知識進行梳理學(xué)生談本課收獲四、課堂檢測教師巡視、講評完成檢測題，見附件1五、布置作業(yè)布置課后作業(yè)，見附件2完成附件2中的練習(xí)【板書設(shè)計】第3節(jié)電阻的測量一、實驗?zāi)康模簻y量電阻電阻和小燈泡的電阻二、實驗原理：R=U/I三、實驗器材：四、實驗電路圖：五、實驗表格六、實驗結(jié)論：1.定值電阻的阻值是不變的，求平均值可以減小誤差；2.小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，不能求平均值。【教學(xué)反思】一、案例的“亮點”本節(jié)教學(xué)設(shè)計自始至終貫徹了學(xué)生的主體地位和教師的主導(dǎo)作用，注重學(xué)生各方面能力的培養(yǎng)。首先，整節(jié)課從實驗原理分析到實驗器材的選擇，再到實驗方案的設(shè)計，最終到實驗數(shù)據(jù)表格的設(shè)計和數(shù)據(jù)分析，都由學(xué)生以小組為單位自主討論得出，體現(xiàn)了對學(xué)生自主探究能力的培養(yǎng)。其次，在學(xué)生設(shè)計的幾個難點環(huán)節(jié)，教師巧妙的發(fā)揮主動作用，幫助學(xué)生攻克難關(guān)，例如實驗電路設(shè)計環(huán)節(jié)，學(xué)生往往意識不到滑動變阻器的作用，教師引導(dǎo)學(xué)生對不完善的電路設(shè)計進行評估分析，既幫助學(xué)生理解了滑動變阻器在此實驗中的作用，又有利于學(xué)生扎實掌握實驗電路這一重點，可謂一舉兩得。二、教學(xué)中注意的問題在討論其它方法測電阻是，由于沒有直接做實驗，學(xué)生理解起來比較難，建議如果課堂有時間的話，還是讓學(xué)生自己實驗測量一下，加深學(xué)生對歐姆定律知識的理解與運用。附件11.“伏安法測電阻”的實驗原理是。實驗中除了滑動變阻器、待測電阻、電源、導(dǎo)線、開關(guān)外還需要的器材是和，在連接實物過程中開關(guān)應(yīng)，滑動變阻器的滑片應(yīng)調(diào)到阻值處，實驗結(jié)束后應(yīng)先電源再整理儀器，滑動變阻器在實驗中所起的作用是：①；②。2.某同學(xué)用電壓為6V的電池組、電壓表、電流表、開關(guān)、待測電阻和若干導(dǎo)線做“用伏安法測量電阻”的實驗，連接電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表有讀數(shù)，電壓表讀數(shù)仍為6V，那么產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是（）A．電流表的正負接線柱接反了B．電流表并聯(lián)到待測電阻兩端了C．電壓表并聯(lián)接到電源兩端了D．電壓表串聯(lián)接到電路中了3．現(xiàn)有兩個阻值不等的未知電阻R1和R2，為了分辨它們的阻值大小，幾個同學(xué)分別設(shè)計了如圖所示的四種電路，其中不可行的是（）4．小娟利用下圖所示的器材測量小燈泡的電阻，已知小燈泡的額定電壓為2.5V。（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線將電壓表正確接入電路。（2）閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)調(diào)到______（選填“左”或“右”）端，電路連接正確后閉合開關(guān)，小娟發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮、電壓表無示數(shù)、電流表有示數(shù)，移動變阻器的滑片時，電流表的示數(shù)會變化，則故障原因可能是小燈泡________（選填“斷路”或“短路”）。（3）故障排除后，小娟根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪制了小燈泡的電流隨電壓變化的圖像（如圖所示）。由圖像可知，小燈泡正常工作時的電阻是_______Ω，當小燈泡兩端的電壓為1V時，小燈泡的電阻是______Ω，進一步分析圖像可以發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻不斷變化，這是因為燈絲的電阻隨溫度的升高而_______（選填“增大”或“減小”）。參考答案：1.歐姆定律電流表電壓表斷開最大斷開保護電路改變用電器兩端的電壓和通過的電流2.C3.B4(1)圖略（2）左短路（3）8.35增大附件21．在測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻的實驗中，選用的電源電壓為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V，圖甲是未連接完整的實驗電路。甲乙丙(1)連接實驗電路的過程中開關(guān)應(yīng)__________。(2)請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲所示的實驗電路連接完整(要求滑動變阻器的滑片P向左移動時電流表的示數(shù)變大)。(3)閉合開關(guān)后，緩慢移動滑動變阻器