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物理

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17.3《电阻的测量》教学设计  

2016-01-01 21:59:35|  分类: 教学设计 |  标签: |举报 |字号 订阅

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17.3《电阻的测量》教学设计  

 

一、教学目标

(一)知识与技能

1.进一步掌握电压表和电流表的使用方法。

2.加深对欧姆定律的理解及应用,会根据实验数据画定值电阻和灯泡的电流与电压的关系图。

3.知道伏安法测电阻的原理,会设计电路图,连接实物,会使用电流表和电压表测电阻。

(二)过程与方法

学会使用伏安法测量电阻,会处理连接电路时出现的问题,学会数据处理。

(三)情感态度和价值观

熟练使用测量工具测量物理量,在实验中提高动手能力,养成良好的实验习惯,提高实验素质。

二、教学重难点

本节是一节实验课,利用伏安法测电阻是电学中的一个基本实验,对于现阶段的学生也是一个综合性较强的实验。测电阻实验是对前面欧姆定律变换式的具体应用,既是加强学生对欧姆定律的理解和掌握,同时也给学生熟悉电路连接方法,巩固电流表和电压表的使用,利用滑动变阻器调节电路中的电流和电压等,学会对数据处理及减小实验误差的方法。根据实验原理设计电路图,并且能用滑动变阻器来改变待测电阻两端的电压,会对实验数据处理得出结论是本节的教学重点。本实验中除了学生设计并进行实验外,还需要学生记录、分析实验数据,针对不同的测量对象,处理数据的方法不同。正确引导学生分析实验数据,发现规律,加深对电阻概念的认识是本节教学的难点。

重点:根据实验原理设计电路图,并且能用滑动变阻器来改变待测电阻两端的电压,对实验数据处理,得出结论。

难点:正确引导学生分析实验数据,发现规律,加深对电阻概念的认识。

三、教学策略

本节内容是欧姆定律的应用,先从欧姆定律的变换式开始,根据17.3《电阻的测量》教学设计 - 物理 - 物理可以发现,只要测量出某电阻两端的电压和通过的电流就能算出电流,从而得出伏安测电阻的原理。根据测量原理学生设计出电路图,为了减小实验误差,需要进行多次实验,设计实验数据记录表格。学生分组实验,记录实验数据,分析数据可以发现,待测电阻中的电流与其两端电压成正比的,即电阻值大小几乎不变,求出多次测量的平均值。再测出小灯泡在两端电压不同时的电阻,分析实验数据,灯泡在不同电压时的电阻不同,灯丝的电阻不能通过求平均值减小实验误差。

四、教学资源准备

多媒体课件整合网络、电源、电压表、电流表、开关、未知阻值的定值电阻、规格已知的小灯泡、滑动变阻器、导线若干。

五、教学过程


教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

创设情景

(5分钟)

回忆欧姆定律的内容及表达式,如何使用欧姆定律计算电流、电压和电阻?

学生回忆上节课的内容,说出欧姆定律的内容。可以利用公式变换来求不同的物理量。

为本节学习作知识准备。

引入新课

(5分钟)

如何测出电阻两端电压、电阻中的电流?

导体的电阻如何测量呢?

学生思考,回答。

为本节学习作实验操作准备。

新课内容

(25分钟)

测量定值电阻的阻值

◆问题引入

如何测量一个定值电阻的阻值大小?

◆设计实验

1.实验原理。

2.需要测量哪些物理量?

3.设计实验原理图。

此实验原理图可以测出电阻的阻值,但在测量时经常采用多次实验求平均值的方法来减小误差,此电路图能做到吗?如何改进?

在实验中通过滑动变阻器改变定值电阻RX两端的电压和流过的电流,进行多次实验,求出RX阻值的平均值。滑动变阻器在本实验中的作用是改变电阻两端的电压,进行多次实验求平均值,减小实验误差。

4.设计实验数据记录表格:

次数

电压U/V

电流I/A

电阻R/Ω

平均值/Ω

1

 

 

 

 

2

 

 

 

3

 

 

 

5.需要哪些实验器材?

◆进行实验

1.根据设计的电路图连接实物。

2.闭合开关,移动滑动变阻器的滑片来改变待测电阻两端的电压,并记下相应的电压表示数和电流表示数填入表格中。

3.断开开关,整理器材,结束实验。

4.算出待测电阻的阻值大小及电阻的平均值并填入表中。

◆分析与讨论

学生分析实验数据,除了可以计算出待测电阻的阻值,还能获得什么信息?

◆交流与评估

完成实验后,大家交流在实验中出现了哪些问题?你是如何处理的?

实验中要测电阻的大小,需要用电压表测电阻两端的电压,电流表测电阻中的电流,这种测量电阻的方法也叫做伏安法测电阻。

学生根据回顾欧姆定律变换式,可以得出电阻大小可以使用17.3《电阻的测量》教学设计 - 物理 - 物理进行计算。思考提出的问题。

1.测量原理:17.3《电阻的测量》教学设计 - 物理 - 物理

2.需要测量的物理量有待测电阻两端的电压U和电阻中的电流I。

3.学生设计电路图:

17.3《电阻的测量》教学设计 - 物理 - 物理

学生分析设计的电路图,提出改进措施,在电路中接入滑动变阻器。重新修改电路图。

17.3《电阻的测量》教学设计 - 物理 - 物理

根据设计的电路图,选择实验器材:电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、导线、待测电阻等。

根据电路图选择合适的实验器材:电源、开关、导线、待测电阻、电流表和电压表。

学生根据实验步骤进行实验,记录实验数据。多次测量求电阻的平均值,得出电阻的大小。

学生分析实验数据,结合前面电流与电压的关系,讨论得出:当定值电阻两端的电压改变时,通过它的电流也随之改变,但电压与电流的比值不变,即电阻不变,同时证明了导体的电阻是自身的一种性质,它的大小由材料、长度和横截面积决定,与电压和电流无关。

学生交流实验中出现的问题,(1)连接电路时,开关要断开;(2)滑动变阻器的滑片要调至阻值最大端;(3)本实验中滑动变阻器的作用;(4)电流表和电压表的接法是否正确……

 

 

 

 

 

根据欧姆定律得出实验原理、实验电路图。

 

 

 

 

培养学生设计实验、优化实验方案。

 

 

 

 

学会设计实验数据记录表格的能力。

 

 

 

 

培养学生实验动手的能力,连接电路进行实验。

 

 

 

 

培养学生总结实验的能力

 

 

 

 

引导学生总结解决实验中问题的方法。

测小灯泡的电阻

灯泡也是常见的用电器,它在工作时的电阻大约是多少呢?我们可以通过实验来进行测量。

设计实验电路图,实验数据记录表格。

下面就根据前面测量定值电阻的实验步骤进行实验。

◆讨论:

分析实验数据,能计算灯泡电阻的平均值吗?为什么?

◆思考:

灯泡在不同电压下的电阻值为什么相差较大?而且灯泡的电阻随着灯两端的电压的增大而增大。

 

学生设计电路图:

17.3《电阻的测量》教学设计 - 物理 - 物理

数据记录表格:

次数

电压U/V

电流I/A

电阻R/Ω

1

 

 

 

2

 

 

 

3

 

 

 

学生进行实验,记录实验数据。

学生讨论,得出结论,不能计算灯泡电阻的平均值。因为灯泡的电阻随电压的增大而增大,即灯泡在不同电压下的阻值不同,计算电阻值没有意义。

学生思考,结合影响电阻大小的因素,由于灯泡是由于灯丝的发热而发光,灯两端的电压越大,灯丝的温度越高,电阻越大。

 

 

 

培养学生的动手能力。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

利用对比的方法,得出电阻的特点。电阻受温度的影响。

定值电阻和灯泡的电流与电压关系

根据实验数据画出定值电阻及灯泡的电流与其两端的电压之间的关系图象。

根据图象说出电阻与灯泡的电流与电压关系图象的不同。

通过图象可以看出电阻中的电流与其两端电压是成正比的,电阻是导体的一种属性,其大小与导体两端的电压和流过的电流无关。

灯泡中的电流跟其两端电压不成正比,当灯两端电压增大时,其阻值也增大,这是由于灯丝的温度越高,电阻越大。

学生画出图象:

17.3《电阻的测量》教学设计 - 物理 - 物理

17.3《电阻的测量》教学设计 - 物理 - 物理

学生讨论。

 

 

 

尝试使用图象寻找规律。

反馈练习

1.用电流表、电压表测电阻的实验:(1)在连接电路的过程中,开关始终是______(填“断开”或“闭合”)的;

(2)根据图所示实物连接情况,闭合开关前滑片P若在B端,线的M端应接滑动变阻器的___端

(3)滑片P移动到某一位置时,电流表、电压表读数如图所示。I=_____A,U=______V,电阻R=_____Ω。

17.3《电阻的测量》教学设计 - 物理 - 物理

17.3《电阻的测量》教学设计 - 物理 - 物理

2.在“测量小灯泡的电阻”的实验中,某同学在连接电路时,不小心将电流表和电压表换了位置,如图所示,可能出现的现象是(  )

A.小灯泡不发光,电压表没有示数

B.小灯泡不发光,电流表没有示数

C.小灯泡正常发光,电压表没有示数

D.小灯泡正常发光,电流表没有示数

17.3《电阻的测量》教学设计 - 物理 - 物理

3.在“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测定值电阻”的两个实验中,下列说法中不正确的是(  )

A.它们都是采用控制变量的研究方法

B.它们的实验电路图是相同的

C.前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系

D.后者多次测量的目的是求电阻的平均值,减小误差

4.在伏安测定值电阻和小灯泡电阻的实验中,如图是根据数据画出的电流与电压关系,其中表示灯泡的是______,若把此灯和电阻并联接到2V的电源两端,则干路中的电流为____A。

17.3《电阻的测量》教学设计 - 物理 - 物理

 

 

 

学生分析:

(1)断开  (2)A (3)0.5A  4V  8Ω

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学生讨论:B

电压表内阻很大,相当于断路,所以电路中的电流表没有示数,电压表测的相当于电源两端的电压。

 

 

 

 

 

 

 

学生讨论分析:A

多次实验的目的有两个:(1)求平均值减小实验误差;(2)使实验结论更具有普遍性。

 

 

 

 

 

 

 

灯泡的电流与电压关系图线是一个曲线。根据并联电路的电压规律,各支路两端电压等于电源电压。由图可知,当电压为2V时,电阻A的电流为0.4A,灯泡B的电流为0.3A,所以干路电流为0.7A。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

培养利用物理知识解决实际问题的能力

 

巩固伏安法测电阻实验。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

尝试解决实验中出现的问题。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

总结多次实验的目的。

 

 

 

 

 

 

 

利用图象寻找规律。

总结(5分钟)

课堂小结:

1.通过这节课你学到了什么?

2.伏安法测电阻的原理,原理图。

3.伏安法测定值电阻时如何减小实验的误差?

4.在测小灯泡的电阻时,能否求电阻的平均值?

学生梳理本节课知识内容。

1.本节主要学习了伏安法测定值电阻的阻值以及灯泡的电阻。

2.伏安法测电阻的原理是17.3《电阻的测量》教学设计 - 物理 - 物理

3.在实验中采用了多次测量求平均值的方法来减小实验误差。

4.测小灯泡的电阻不能求平均值,因为灯泡的电阻随着温度的升高而增大。

 

 

 

 

培养学生总结归纳的能力。

作业布置

1.完成《动手动脑学物理》第1~4题。

2.如果在实验中测量工具只有电压表,没有电流表,提供一个已知阻值为R0的定值电阻,如何测量电阻RX?

按要求完成。

知识巩固。

 

利用物理方法解决实际问题,加强理论联系实际。


 




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