初三物理(北京版)电阻的测量(2)-1教学设计

课程基本信息课例编号学科物理年级九学期上课题电阻的测量2教科书书名：物理出版社：北京师范大学出版社出版日期：2014年7月教学人员姓名单位授课教师指导教师指导教师教学目标【教学目标】●知识与技能：1.巩固串并联电路的知识，欧姆定律，伏安法测电阻；2.了解等效法测电阻。●过程与方法：经历条件变化设计测量电阻的方法，会多种方法测电阻；●情感态度价值观：通过多种方法测电阻经历成功的体验，培养学生克服困难的勇气和依据科学原理解决问题的意识。【教学重点】依据串、并联电路关系及欧姆定律解决问题。【教学难点】多种方法测电阻的电路设计。教学过程时间教学环节主要师生活动引课【视频引入】视频内容：一个同学进行伏安法测电阻的实验，操作正确，连接无误，但检测发现电流表出现故障。●提出问题：在不增加任何器材的情况下，你能测出未知电阻的阻值吗？环节一：利用伏特表实现多种方法测电阻。环节二：安培表实现多种方法测电阻！环节三：老师给大家介绍一种方法等效法：来自同学的回答：观察稳压电源电压为6V，观察读出电压表示数为2V，滑动变阻器阻值为20Ω。展示画电路解题过程根据I=U/R，Rw两端电压Uw=U-Ux=4V图1I=Uw/Rw=4V/20Ω=0.2A则Rx=Ux/I=2V/0.2A=10Ω同学看我们这样一个测量过程，能测出未知电阻应用了什么规律？串联电路关系，欧姆定律这个测量过程有没有问题呢？不能多次测量怎么改进哪？利用滑动变阻器进行多次测量发挥滑动变阻器在电路中的保护和调节后，一个未知电阻，仅一块电压表，我们只能测量未知电阻两端的电压，要测量电阻阻值，怎么办？参照刚才同学前边利用电源电压已知，将滑动変组器作为已知电阻，我们现在需要串联加一个已知电阻，一块电压表，用触碰法测未知电阻两端的电压，已知电阻两端的电压。这样操作，实现多次测量，反复用电压表触碰测量对象两端，同时还要读数，我们会感到很不方便，怎么办？增加一个电压表。好，同学用下面的这些器材设计实验器材：电源、两个电压表、滑动变阻器、已知电阻、未知电阻、开关、导线若干。设计测量未知电阻的电路。图2出示同学设计的电路图，强调我们取最简单的电路连接，做一次完整的实验！同学依据电路设计，设计实验表格，并写出规范的实验步骤！实验表格R0=10ΩUx/VU0/VI/ARx/Ω实验步骤：1.依照电路连接实物，连接过程中开关断开，滑动变阻器滑片放置在电阻最大端，将调好的两个电压表接入电路。2.闭合开关移动滑动变阻器的滑片到适当的位置读出两电压表示数并做记录；3.移动滑动变阻器，再做四次实验将电压表的示数依次记入表格；4.依据I=U/R，用U0/R0计算出每次的电流值记入表格；5.依据串联电路电流处处相等，及R=U/I计算出每一次测量的电阻值记入表格；6.将5次测量的电阻取平均值记入表格我们，可以用数字万用表的欧姆档，检验一下我们测量的阻值！出示同学另外两种设计：图3图4简单分析说明，两个电路与图2电路本质相同：都是利用串联电路规律和欧姆定律，让同学在任务单上完成数学表达式的推导，展示数学表达式的推导过程！咱们改变一下条件，你还能测量未知电阻吗？器材：电源、一个电压表、滑动变阻器、已知电阻、未知电阻、开关若干、导线若干。设计测量未知电阻的电路。图5图6图7分析图5错在哪？图6错在哪？图7为什么是正确的？并说明开关动作及操作注意事项。图7测的是一次分电压，一次总电压，开关足够用，你能实现每次测的都是分电压吗？同学可以在课下解决这个问题！我们用电压表想到了很多方法测电阻，如果同学用伏安法测电阻时，电压表坏了，测量工具仅剩下电流表，你有没有办法测未知电阻吗？图8同学们也很快对比用电压表测电阻的图1的电路图，对应画出了图8的电路图，同学想我们这个电路能解决问题对应的前提是电源电压已知，且滑动变阻器的最大阻值作为已知电阻，用到的原理是串联电路的关系和欧姆定律。展示问题解决过程。如果我们利用滑动变阻器的保护和控制功能，串联一个已知电阻，发现我们只能测出未知电阻的电流，而无法测出未知电阻的电压。同学想到了并联电路各支路两端电压相同，该用并联电路吧！再增加一个电流表测已知电阻的电流！这样就可以找到未知电阻两端的电压了。好我们给出如下器材；器材：电源、两个电流表、滑动变阻器、已知电阻、未知电阻、开关、导线若干。请同学们用上述器材设计电路！展示同学设计出来三种情况的电路。强调我们还是同学设计的最简单的电路展示完整的实验过程并进行分析。同学依据电路设计，设计实验表格，并写出规范图9的实验步骤！实验表格R0=10ΩIx/AI0/AU/VRx/Ω1.依照电路连接实物，连接过程中开关断开，滑动变阻器滑片放置在电阻最大端，将调好的两个电流表接入电路。2.闭合开关移动滑动变阻器的滑片到适当的位置读出两电流表示数并做记录；3.移动滑动变阻器，再做四次实验将电流表的示数依次记入表格；4.依据U=IR，用U0=I0R0计算出每次并联部分的电压值记入表格；5.依据并联电路各支路两端电压相等，及R=U/I计算出每一次测量的电阻值记入表格；6.将5次测量的电阻取平均值记入表格。我们也可以用数字欧姆表检测是否准确。出示同学另外两种设计；图10图11简单分析说明，图10、11两个电路与图10电路本质相同：都是利用并联电路规律和欧姆定律，让同学在任务单上完成数学表达式的推导，展示数学表达式的推导过程！咱们改变一下条件，你还能测量未知电阻吗？器材：电源、一个电流表、滑动变阻器、已知电阻、未知电阻、开关若干、导线若干。展示同学设计的电路：说明图12实验中要注意，先闭合S2，再闭合S1闭合，移动滑动变阻器滑片到适当的位置，读出电流表的示数并记录；先断开S1,保持滑动变阻器位置不变，断开S2闭合S3，在闭合S1读出电流表示数并记录。图12测的是一次分电流，一次总电流，开关足够用，你能实现每次测的都是图12分电流吗？同学可以在课下解决这个问题！对照分析，伏安法测电阻，双伏法测电阻、双安法本质相同有双伏法、双安法引出替代法，讲述曹冲称象这一经典的等效替代法，引出测电阻等效替代实际上是利用导体对电流有阻碍作用这样一种性质。前边我们利用串并联电路的特点，及欧姆定律解决了多种方法测电阻的问题，实际上我们还有一种方法是等效法，大家之前在许多地方学过等效法，用过等效法，最经典的例子就是曹冲称象，用装石块使船下沉的位置与大象使船下沉的位置相同。则大象的质量就等于石块的质量。那么我们测量未知电阻阻值的等效法，依据的原理是什么哪？图13原理就：电阻是导体的一种性质，表现就是导体对电流有阻碍作用。那么同学想一想器材该有哪些？同学会想到电流表！还要能显示出被替代的电阻的阻值，同学会想到电阻箱！我们要用电阻箱去替代未知电阻，又不能拆解电路，要用几个开关哪？2个器材：电源、一个电流表、滑动变阻器、电阻箱、未知电阻、开关2个、导线若干。1.利用电流表的等效法，请同学设计电路。展示同学设计的电路，说明电路是如何利用，体现导体对电流的阻碍作用的！要求同学设计实验表格和实验步骤实验表格I/AR0/ΩRx/Ω实验步骤1.依照电路连接实物，连接过程中开关断开，滑动变阻器滑片放置在电阻最大端，将调好的电流表接入电路。2.闭合开关S1移动滑动变阻器的滑片到适当的位置读出电流表示数并做记录；3.断开S1，估计未知电阻的阻值，将电阻箱调到适当的位置，保持滑动変组器滑片位置不变，闭合开关S2，调节电阻箱是电流表示数与步骤2的示数相同，读出并记录电阻箱的读数；4.依据电阻箱和未知电阻对电流的等效作用，则Rx=R0；等效法我们可以用电流表和电阻箱来实现测未知电阻电阻，那电压表和电阻箱组合能否实现测未知电阻。器材：电源、一个电压表、滑动变阻器、电阻箱、未知电阻、开关2个、导线若干。利用电压表的等效法展示同学设计的电路图14原理分析并强调注意事项小