【高效备课】人教版物理九(上) 第十七章 欧姆定律 第3节 电阻的测量（教案）

第3节 电阻的测量
【教学目标】
一、知识目标
1.具有初步的实验操作技能，会使用电流表和电压表测电阻.
2.会记录实验数据，知道简单的数据处理方法，会写简单的实验报告，会用科学术语、简单图表等描述实验结果.
3.通过使用滑动变阻器，进一步理解滑动变阻器在电路中的作用，巩固滑动变阻器的正确使用方法.
二、能力目标
1.通过测量小灯泡的电阻，了解欧姆定律的应用.
2.让学生根据实验课题选择仪器、设计实验、制定实验操作方案等，培养学生的实验能力.
三、素养目标
1.通过学生自己的设计、操作、分析、总结，培养学生实事求是的科学态度和周密、严谨的科学思维方法，养成良好的学习习惯.
2.在共同完成的操作及实验过程中，培养同学之间相互协作的团队精神.
【教学重点】利用电流表、电压表测量小灯泡的电阻.
【教学难点】自行设计科学、完整的实验操作方案.
【教具准备】(学生可2人或4人一组)干电池组（带盒）或学生电源、电压表、电流表、带灯座的小灯泡（或定值电阻）、开关、滑动变阻器、导线若干、多媒体课件等.
【教学课时】1.5课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
师 同学们上节课学习了欧姆定律，并已能用欧姆定律的公式做一些简单的计算，现在请同学们看这样的题目.
例题1（多媒体展示）用电压表测出一段导体两端的电压是7.2V，用电流表测出通过这段导体的电流为0.4A，这段导体的电阻是多少？
同学们练习，教师请两个同学上讲台板书演算过程.
解：根据欧姆定律I=得R===18Ω.
（此题目是上节课欧姆定律公式的巩固应用，并且有同类型的例题.教师对学生的演算可以不做过多的讲评，直接关注其变形公式.）
师 欧姆定律I=可变形为，可不可以说导体的电阻R与导体两端电压成正比，而与通过导体的电流成反比？也就是说，加在导体两端的电压越高，导体的电阻R就会越大；通过导体的电流越大，导体的电阻就会越小？
（学生通过对“电阻”一节的学习及课后探究已有所理解）
生：电阻是导体本身的性质，是由导体本身的因素决定的，和导体两端是否有电压，电压多高，以及导体中是否有电流，电流的大小都没有关系.
教师肯定同学的回答并强调：对于变形公式，不能单纯从数学的角度理解，不存在R与U成正比，R与I成反比的关系，但是可以作为电阻的计算式，由一段导体两端的电压和通过导体的电流来计算这段导体的电阻.
【进行新课】
知识点 用“伏安法”测电阻
（1）提出问题：
师 如果我们想知道某种灯泡的电阻是多大，该怎么办呢？
（2）设计方案：
师 我们只要能测出灯泡两端的电压和通过它的电流，利用欧姆定律的公式变形可得出灯泡的电阻值，下面请同学们思考下列问题：
a.如何能测出灯泡两端的电压值？（已知灯泡的额定电压为2.5V）
b.如何能测出通过灯泡的电流值？
c.欲使灯泡连接在电路中，应该再加一些什么器材？
d.要多测几次，观察灯泡在不同电压下的阻值是否相等，应怎样改变其电压值？接入什么器材好？
生：器材的选取：
如果灯泡的额定电压是2.5V，则电源用两节干电池就可以；电压表使用0~3V量程即可，电流表使用0~0.6A量程即可，滑动变阻器应该挑选最大电流超过0.5A的规格.
教师总结实验注意事项：
①注意观察电流表、电压表的指针是否指在“0”刻度线处，如果不在，还要注意先调零；
②在连接电路的过程中开关要始终处于断开状态；
③如果使用的导线芯是多股细铜线，连接时要将其顺时针缠绕在接线柱上，这样拧接线柱时会越旋越紧.
④合上开关前，滑片应该在滑动变阻器阻值最大的位置上，以防止电路中电流突然过大.
⑤读数时，眼睛正对刻度线，确保读数正确.
师 下面请大家根据刚才我们设计的思路，对照自己桌前的器材选择你所需的实验仪器，并设计实验报告.
教师用多媒体播放课件“实验探究报告”.
第*组实验探究报告（多媒体课件）
［实验目的：］测量小灯泡的电阻.
［实验原理：］.
［实验电路：］
［实验器材：］
小灯泡：额定电压为 V.
滑动变阻器：最大阻值 ，允许通过的最大电流 ；电源： V；开关、导线若干.
［实验步骤：］
1.按电路图连接实物电路.连接电路时，开关应断开.大致估计电流表、电压表测量的最大电流值和最大电压值，选择合适的量程接入，如不能估计，则要选择量程较大的接线柱接入.
2.检查电路无误后，将滑动变阻器滑片调至滑动变阻器阻值最大的位置.
3.合上开关，并迅速断开开关（试触），在开关合上的瞬间观察电流表、电压表指针的变化，判断电表连接是否正确（有无接反），电流表、电压表量程连接是否合适（量程大，还是小）.
4.根据试触的情况，调整电流表、电压表接入电路的量程，确保电压表、电流表连接正确.
5.合上开关，移动滑动变阻器的滑片.改变被测小灯泡两端的电压，测出通过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压，分别记下三组对应的电流和电压的数值，将测量的电流和对应的电压值，填入数据表格对应的空格内.
注意：在移动滑动变阻器的滑片测量时，应先将滑片移在小灯泡额定电压值的位置上，先测出额定电压对应的电流值，再使小灯泡两端的电压逐次降低，测出对应的电压和电流值（弄清楚如何移动滑动变阻器滑片可以使其电阻值增大或减小）.在读取电流表、电压表数值时，要先弄清楚电流表、电压表接入电路的量程以及该量程下每一大格、每一小格代表的数值.读数时，眼睛正对刻度线，确保读数正确.
（3）进行实验:
教师引导学生分组完成实验，并将实验数据填入表格内.
（4）分析与论证：
学生根据公式计算出每次灯泡的电阻值，并进行比较.
（5）评估与交流：
师 你能从这些数值中看出还有什么规律吗？
生：灯泡的电阻随电压的增加而增大，因为灯泡的电压越大，灯泡越亮，灯丝温度越高，其电阻值就越大.即灯丝的电阻随温度的变化而变化.
教师总结：
误差分析——电表对测量结果的影响：
由于电压表和电流表本身都有一定的电阻，会使测出的灯泡电阻值与真实值间存在差异，电流表和电压表连入电路的方式有两种.
①外接法：如图甲所示，在外接法中，电压表的示数表示待测电阻R两端的电压UR、电流表的示数表示通过电阻R和电压表的总电流，即I=IR+IV，待测电阻值应为，而测出来的电阻值，由于I＞IR，所以R测＜R真，即测得的电阻值比真实值偏小.当待测电阻很小时，采用外接法可减小测量误差.
②内接法：如图乙所示，在内接法中，电流表的示数表示通过R中的电流IR，电压表的示数表示电阻R两端电压UR与电流表两端电压UA之和，即U=UR+UA.根据，待测电阻值应为，而测量的电阻值，因为U＞UR，使R测＞R真，即测量值比真实值偏大.如果待测电阻R的阻值很大，根据串联电路的特点，通过电阻R和电流表中的电流相等，由欧姆定律知UR=IRR远大于UA=IRRA，即U近似等于UR，使R测≈R真.因此，当待测电阻很大时，采用内接法.
例题教师用多媒体展示练习册中对应题目，先让学生思考，后讲解.
课堂演练
完成本课时对应课堂练习.
【课堂延展】
用其他方法测量电阻
师 在上一个实验中，用的是两块电表，电压表用来测电压，电流表用来测电流，那么，单独使用一种电表，如何测出灯泡的电阻呢？
学生分组讨论，再由代表阐述本组创新的方案.
教师总结：测电阻的其他方法（用多媒体展示）
课堂演练
完成本课时对应课堂练习.
【教师结束语】
这节课我们学习了电阻的测量方法，掌握了测小灯泡电阻的实验电路、器材的选取，知道了灯丝的电阻随温度的变化而变化，更熟悉了一些仪器的操作方法，加深了对仪器使用的理解.
课后作业
完成本课时对应课后练习.
1.“伏安法”测电阻是个典型的电学实验，所用仪器较多，操作比较复杂，对学生能力的要求比较高，所以该实验有一定的难度，应引起高度重视.
2.实验电路图要由学生自己设计得出，待画出电路图后，还要问为什么这样设计，这是很关键的，有的学生看书上这样画，他就这样画，而说不出为什么.
3.注意事项可以放在实验进行中说明，或学生有问题时再指出，这样比单独占用一些时间要好一些，因为学生出错了，就知道去查错，从而加深对注意事项的认识、理解和记忆.
4.对个别同学的错误数据不要一味地加以否定，而要注意引导，看是因为读数引起的还是计算引起的，帮助他们查找到问题的根源，有的电路连接有问题，也可能出现不合理的实验数据.所以我们老师还是要想得更远一些才好.
5.三次实验尽量在允许的范围内拉开三组实验数据的差距，便于分析实验结论.
6.本节在做测量小灯泡的电阻实验时，多测几次的目的不是为了求平均值来减小误差，而是要学生从多次计算出来的结果中能看出其中的规律.对于灯泡的电阻，受灯丝温度的影响，求平均值是没有意义的.