【北大版】九年级物理上册教学设计-第二节 根据欧姆定律测量导体的电阻

第十二章欧姆定律第二节根据欧姆定律测量导体的电阻中国人民大学附属中学崔凤霞一、教学背景分析本节是欧姆定律内容的延续。学生在应用欧姆定律变形公式R=EQ\F(U,I)测量导体的电阻时，可以加深对定律的理解。学生根据测量原理探讨测量电阻需要的器材，对实验进行设计，自己动手操作测得电阻值的大小。这是学生第一次自己动手连接较为复杂的电路。实验过程中学生难免遇到电路连接问题，如电表连接电流正入负出，电表并联、串联的选择，量程的选择；滑动变阻器接线柱选择等；电路调节问题，如闭合开关前，应使滑动变阻器接入电路阻值最大；实验过程中可能会存在接触不良的问题等。教学过程中要引导学生解决他们实验过程中遇到的各种问题，保证他们能顺利完成实验，从而加深对欧姆定律的理解。二、教学目标1．知道用电压表和电流表测量电阻的实验原理，并且会同时使用电压表和电流表测量导体的电阻。2．会根据测量导体电阻的实验原理设计实验电路。知道通过多次测量可以减小实验误差。通过选择实验仪器、设计实验，制订实验操作步骤，提升实验综合能力。3．能独立完成实验电路的连接，并进行正确的测量。在实验过程中养成严谨求实的科学态度，加强与他人的协同、合作能力。三、教学重点和难点教学重点：正确使用电压表和电流表测量导体的电阻并进行数据处理。教学难点：1.根据测量电阻的实验原理设计实验电路。2.理解电阻是导体本身固有属性，与导体两端的电压及通过导体的电流无关。物理是一门以实验为基础的学科，因此学习物理是离不开实验的。物理实验是中学物理的一个重要组成部分，只有将理论知识和实验能力进行有机结合，才能获得完整的物理知识。在物理学中，每个概念的建立、每个规律的发现，都来源于实验，实验是物理学研究的主要途径。学生在第十一章学习中，已经知道电阻是导体本身的属性，但学习了欧姆定律后，当他们不能正确理解欧姆定律的公式意义时，容易错误理解电阻与电压、电流有关，通过本节实验多次测量，能直观地感受到电压改变，导体的电阻不改变，更好地理解电阻是导体本身固有属性。四、教学过程1.教学引入问题1：欧姆定律研究哪些物理量之间的关系？回忆欧姆定律：电流与电压、电阻的关系。问题2：我们用电流表可以直接测得电流，用电压表直接测得电压，目前我们没有学习直接测量电阻的仪表的使用，根据以往学习过的器材有什么办法能间接测得电阻吗？引出：根据公式R=EQ\F(U,I)，直接测得U、I，可以间接测得R。2.“知识点”教学实验设计图12-2-1S图12-2-1SRxAV方案一：如图12-2-1问题1：此电路图能否测出未知电阻阻值？有没有什么不足？学生通过分析讨论得到：此种方法可以测得电阻阻值。但电压、电流不能由测量者控制，可能会过大或过小。最终结果可能误差较大。而且此种方案只能测一次。若要多次测量这个电路是否可以完成？可以，更换电源。但操作就不太方便。问题2：有什么办法既可以操作方便又能多次测量进一步减小误差？使电压、电流值可控，达到一个较为合适的值？学生讨论、设计，得到方案二。图12-2-2R图12-2-2RxRAVabPS在此基础上请学生详细、规范叙述实验步骤。问题3：为了减少连接电路及测量中出现问题，我们应该注意哪些事项？（1）连接电路时，开关应处于断开状态；（2）滑动变阻器的滑片处于接入电路阻值最大位置；（3）选用两节电池，电压表量程选0～3V,电流表量程选0～0.6A。（4）连接好后，进行试触，观察电表是否有反偏或超量程的情况出现，及时进行纠正。（5）测量过程中需滑片每次移动到合适位置，得到不同电压值，和所对应的不同的电流值。（6）测量完毕，读完数据后及时断开开关，避免长时间接通。问题4：数据记录表如何设计？如何处理数据？请同学们画出数据记录表。次数电压U/V电流I/A电阻R/Ω电阻平均值/Ω进行实验学生进行实验，教师巡视及时给予帮助和指导。实验完成较快的学生可以做测量小灯泡电阻的实验。实验评估与交流全体学生完成实验后，进行交流。在学生实验过程中，出现了哪些故障，他们各自是怎么解决的？实验过程中出现的故障主要有如下情况：（1）实验中电流表与电压表的指针反向偏转；（2）电流表和电压表的指针偏转角度很小；（3）电流表指针超过最大值；（4）滑动变阻器滑动时，电表示数无变化；（5）闭合开关，电流表、电压表无示数；（6）闭合开关，电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转（或示数等于电源两端电压）；（7）在调节滑动变阻器的滑片时，发现电流表示数变大了，而电压表的示数却减小了；（8）开关闭合，电流表有示数，电压表无示数。另外分析讨论明晰：（1）这个实验做三次的目的是什么？这与研究电流、电压、电阻之间关系的三次实验的目的有什么不同？（2）闭合开关，滑动变阻器是滑片向左滑动时，两表的示数怎样变化？滑动变阻器两端电压呢？（3）实验中每一次测量的电阻值相差大不大？电阻值不同的原因是什么？电阻值不同是由于电压和电流不同吗？通过评估过程学生及时认识到自己实验过程中的问题，从而提高实验技能。3.课堂小结实验目的：用电压表和电流表测量导体的电阻。图12-2-3RxR图12-2-3RxRAVabPS实验原理：实验电路图：如图12-2-3所示。4.小练习VA在的实验中，选用的电源电压为4.5VVA甲乙丙图12-2-4图12-2-4(1)该实验的原理是。连接实验电路的过程中开关应__________。(2)请你用笔画线代替导线，将图12-2-4甲所示的实验电路连接完整(要求滑动变阻器的滑片P向左移动时电流表的示数变大)。(3)连接完电路后，闭合开关，无论怎样移动滑片，电流表指针均无偏转，电压表的指针有明显的偏转，几乎等于电源两端电压，这可能是由于断路造成的。(4)缓慢移动滑动变阻器的滑片P，当电压表的示数如图12-2-4乙所示时，其读数为_______V；若要使定值电阻的两端电压增大，滑片P应向_____(选填“A”或“B”)端移动。(5)改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值，绘制了如图12-2-4丙所示I-U图像。由图像可知，该电阻的阻值R=_________Ω。五、教学反思本节为学生实验课。对于实验电路的设计，教学过程没有把现成的实验电路和盘托出，而是引导学生自己思考设计电路，这样的