第十二章歐姆定律第二節根據歐姆定律測量導體的電阻一、教學背景分析本節是歐姆定律內容的延續。學生在應用歐姆定律變形公式R=測量導體的電阻時，可以加深對定律的理解。學生根據測量原理探討測量電阻需要的器材，對實驗進行設計，自己動手操作測得電阻值的大小。這是學生第一次自己動手連接較為復雜的電路。實驗過程中學生難免遇到電路連接問題，如電表連接電流正入負出，電表并聯、串聯的選擇，量程的選擇；滑動變阻器接線柱選擇等；電路調節問題，如閉合開關前，應使滑動變阻器接入電路阻值最大；實驗過程中可能會存在接觸不良的問題等。教學過程中要引導學生解決他們實驗過程中遇到的各種問題，保證他們能順利完成實驗，從而加深對歐姆定律的理解。二、教學目標1知道用電壓表和電流表測量電阻的實驗原理，并且會同時使用電壓表和電流表測量導體的電阻。2會根據測量導體電阻的實驗原理設計實驗電路。知道通過多次測量可以減小實驗誤差。通過選擇實驗儀器、設計實驗，制訂實驗操作步驟，提升實驗綜合能力。3能獨立完成實驗電路的連接，并進行正確的測量。在實驗過程中養成嚴謹求實的科學態度，加強與他人的協同、合作能力。三、教學重點和難點教學重點：正確使用電壓表和電流表測量導體的電阻并進行數據處理。教學難點：1.根據測量電阻的實驗原理設計實驗電路。2.理解電阻是導體本身固有屬性，與導體兩端的電壓及通過導體的電流無關。物理是一門以實驗為基礎的學科，因此學習物理是離不開實驗的。物理實驗是中學物理的一個重要組成部分，只有將理論知識和實驗能力進行有機結合，才能獲得完整的物理知識。在物理學中，每個概念的建立、每個規律的發現，都來源于實驗，實驗是物理學研究的主要途徑。學生在第十一章學習中，已經知道電阻是導體本身的屬性，但學習了歐姆定律后，當他們不能正確理解歐姆定律的公式意義時，容易錯誤理解電阻與電壓、電流有關，通過本節實驗多次測量，能直觀地感受到電壓改變，導體的電阻不改變，更好地理解電阻是導體本身固有屬性。四、教學過程1.教學引入問題1：歐姆定律研究哪些物理量之間的關系？ 來源:Zxxk.Com回憶歐姆定律：電流與電壓、電阻的關系。問題2：我們用電流表可以直接測得電流，用電壓表直接測得電壓，目前我們沒有學習直接測量電阻的儀表的使用，根據以往學習過的器材有什么辦法能間接測得電阻嗎？引出：根據公式 R=，直接測得U、I，可以間接測得R。2.“知識點”教學l 實驗設計來源:Zxxk.Com圖12-2-1SRxAV桌上有一些實驗器材供大家選擇。教師引導學生討論得出測量待測電阻阻值的方法，讓學生畫出實驗電路圖，說出測量未知電阻阻值的實驗設計方案。方案一：如圖12-2-1問題1：此電路圖能否測出未知電阻阻值？有沒有什么不足？學生通過分析討論得到：此種方法可以測得電阻阻值。但電壓、電流不能由測量者控制，可能會過大或過小。最終結果可能誤差較大。而且此種方案只能測一次。若要多次測量這個電路是否可以完成？可以，更換電源。但操作就不太方便。問題2：有什么辦法既可以操作方便又能多次測量進一步減小誤差？使電壓、電流值可控，達到一個較為合適的值？來源:學科網學生討論、設計，得到方案二。圖12-2-2RxRAVabPS方案二：如圖12-2-2在此基礎上請學生詳細、規范敘述實驗步驟。問題3：為了減少連接電路及測量中出現問題，我們應該注意哪些事項？（1）連接電路時，開關應處于 斷開 狀態；（2）滑動變阻器的滑片處于接入電路阻值最大位置；（3）選用兩節電池，電壓表量程選 03 V,電流表量程選 00.6A。（4）連接好后，進行試觸，觀察電表是否有反偏或超量程的情況出現，及時進行糾正。（5）測量過程中需滑片每次移動到合適位置，得到不同電壓值，和所對應的不同的電流值。（6）測量完畢，讀完數據后及時斷開開關，避免長時間接通。問題4：數據記錄表如何設計？如何處理數據？請同學們畫出數據記錄表。次數電壓U/V電流I/A電阻R/電阻平均值/來源:學*科*網l 進行實驗學生進行實驗，教師巡視及時給予幫助和指導。實驗完成較快的學生可以做測量小燈泡電阻的實驗。l 實驗評估與交流全體學生完成實驗后，進行交流。在學生實驗過程中，出現了哪些故障，他們各自是怎么解決的？實驗過程中出現的故障主要有如下情況：（1）實驗中電流表與電壓表的指針反向偏轉；（2）電流表和電壓表的指針偏轉角度很小；（3）電流表指針超過最大值；（4）滑動變阻器滑動時，電表示數無變化；（5）閉合開關，電流表、電壓表無示數；來源:學_科_網（6）閉合開關，電流表幾乎無示數，電壓表指針明顯偏轉（或示數等于電源兩端電壓）；（7）在調節滑動變阻器的滑片時，發現電流表示數變大了，而電壓表的示數卻減小了；（8）開關閉合，電流表有示數，電壓表無示數。另外分析討論明晰：（1）這個實驗做三次的目的是什么？這與研究電流、電壓、電阻之間關系的三次實驗的目的有什么不同？（2）閉合開關，滑動變阻器是滑片向左滑動時，兩表的示數怎樣變化？滑動變阻器兩端電壓呢？（3）實驗中每一次測量的電阻值相差大不大？電阻值不同的原因是什么？電阻值不同是由于電壓和電流不同嗎？ 通過評估過程學生及時認識到自己實驗過程中的問題，從而提高實驗技能。3.課堂小結實驗目的：用電壓表和電流表測量導體的電阻。圖12-2-3RxRAVabPS實驗器材：兩節干電池、一只電壓表、一只電流表、一只滑動變阻器、一只待測電阻、一只開關、若干導線。實驗原理： 實驗電路圖：如圖12-2-3所示。4.小練習VA在“伏安法測量定值電阻”的實驗中，選用的電源電壓為4.5V，圖12-2-4甲是未連接完整的實驗電路。甲 乙 丙圖12-2-4(1)該實驗的原理是 。連接實驗電路的過程中開關應__________。 (2) 請你用筆畫線代替導線，將圖12-2-4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變大)。(3)連接完電路后，閉合開關，無論怎樣移動滑片，電流表指針均無偏轉，電壓表的指針有明顯的偏轉，幾乎等于電源兩端電壓，這可能是由于 斷路造成的。(4) 緩慢移動滑動變阻器的滑片P，當電壓表的示數如圖12-2-4乙所示時，其讀數為_______V；若要使定值電阻的兩端電壓增大，滑片P應向_____ (選填“A”或“B”)端移動。(5) 改變滑片P的位置，獲得多組對應的電壓、電流值，繪制了如圖12-2-4丙所示I-U圖像。由圖像可知，該電阻的阻值R = _________。五、教學反思本節為學生實驗課。對于實驗電路的設計，教學過程沒有把現成的實驗電路和盤托出，而是引導學生自己思考設計電路，這樣的安排加深了學生對歐姆定律的理解。教學中通過討論引導學生隨時記錄實驗中的問題，每個人有不同的問題，可以有不同的發現，培養學生研究過程中的問題意識。通過小組合作完成實驗，增強小組同學間合作交流；通過評估交流實驗中出現的問題，加強學生的實驗操作規范，培養學生的自我反思能力和分析判斷能力