【核心素养目标】17.3电阻的测量 教学设计 2023－2024学年人教版物理九年级

17.3电阻的测量
一、教学目标
1.物理观念
（1）学习一种电阻的测量方法---伏安法测电阻(重点）。
（2）会根据欧姆定律算出电阻。
2.科学思维
通过探究过程，进一步体会科学探究方法。
3.科学探究
培养学生的观察、思考、分析、讨论、总结、归纳的能力。
4.科学态度与责任
在解决问题的过程中，有克服困难的信心和决心，能体验战胜困难、解决物理问题时的喜悦。
二、教学重难点
教学重点：伏安法测电阻的探究过程。
教学难点：U-I图像的绘制与分析。
三、教学分析
《电阻的测量》这节课是初中物理九年级上册电学部分的重要内容。安排在电流、电压、电阻以及欧姆定律的学习之后，是一种基本的测量电阻的方法，是欧姆定律的具体应用。本次实验使学生体会到物理规律在解决实际问题的作用，还可以使学生在实验过程中获得新的知识，联系前后知识，从而完成知识的系统化。教材安排测量电阻的实验，要求学生多测几组数据，计算出的电阻，从而使所测的数据更准确。
四、教学过程
活动1【导入】创设情境引入课题
寻求帮助:
实验室里有些定值电阻没有标签了,你能帮老师重新贴好正确阻值的标签吗
电流可以用电流表测量,电压可以用电压表测量。那么,用什么方法测量电阻呢
本节课我们一起来学习电阻的测量。
活动2【讲授】自主学习、合作交流
1.用什么方法可以帮助老师测出没有标牌的定值电阻的阻值呢 这种方法又称,需要哪些实验器材
2.测量长度的实验中我们采用什么方法减小误差的 测量电阻实验中我们怎样减少误差,还需要哪种器材来达到此目的
3.请设计测量定值电阻实验电路图。
4.请设计实验数据记录表格。
5.如何按照电路图连接实物图时,向同学们展示连接过程及讲出连接时需要注意什么。请各组动手实验吧!将实验数据记录在表格中,实验结果与大家分享,为没有标牌的电阻贴好标牌。
各小组交流讨论,教师巡视预习进度、回答学生疑问。小组成员共同将1—4题讨论结果规范书写在黑板上。
板演结束后请各小组完成相同题目的同学研讨接下来讲解过程的分工。
活动3【活动】小组汇报
汇报的内容
问题一:测量定值电阻的阻值
1实验原理:
2实验器材
3实验电路图:
滑动变阻器的作用:
4实验步骤:
5实验数据记录表格
6实验时注意的问题
【设计实验】
1.教师鼓励学生大胆发言,说明自己小组的解决方案。
2.教师引导学生利用所学知识归纳实验原理和实验方法。
实验方法:伏安法测电阻
3.教师参与小组讨论,展示部分学生的设计,并提出问题:实验中我们需要多测几组电流和电压值,要如何操作 有更简便易行的办法吗
(设计意图:利用前面的实验经验,学生很容易画出电路图,但是较难考虑到滑动变阻器的使用。因此以下设计按照学生没有使用滑动变阻器的情况进行处理,要根据实际情况做出最佳处理。)
教师活动:展示学生画出的电路图,通过下面几个问题,引导学生讨论分析电路图的合理性。
(1)电路能测出几组数据,只测出一组数据计算的电阻准确可靠吗
(2)如何才能进行多次测量,得到多组数据呢
(设计意图:通过讨论,学生练习本章第一节课的探究实验,容易想到可以通过改变电池的个数或调节利用滑动变阻器的方法,改变电路中的电流,实现多次测量。通过学生对两种方法方便性的讨论,选取滑动变阻器,要求学生画出正确的电路图。)
1、学生明确实验需要的器材:电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻、导线若干。
2、教师在学生自主选齐实验器材后,对主要实验器材的使用方法进行提问。
【实验步骤】
1.引导学生分组设计实验步骤。
2.实验时,有哪些注意事项 通过小组讨论的方式来解决
【设计表格】
如何设计实验表格呢
在学生设计的过程中如果遇到困难,教师要给予必要的提醒和帮助。引导学生类比探究导体上电流与电压的关系的实验数据记录表格进行设计。
(设计意图:对于实验注意事项,教师不管通过什么方式,主要是让学生养成实验前先考虑注意事项的好习惯,减少实验时出现问题。对于设计表格,学生可以参考教材表格,表格的设计不是唯一的,主要是训练学生独立设计表格的能力。)
活动4【活动】小组实验
【进行实验】
1.教师巡视学生实验情况,及时给予帮助和指导。
2.利用投影展示学生一组实验数据
(设计意图:以小组成员的身份参与到各个小组的实验中,纠正学生实验过程中的错误与不足,三次实验数据尽量在允许的范围内拉开差距,便于分析结论;要求学生实事求是的记录实验数据。)
【分析论证】
请各小组的代表展示实验数据,然后提出问
题:分析实验数据,计算出电阻,如何处理这些数据使测量结果更精确呢
小结:
定值电阻的阻值是不变的,求平均值可以减小误差。
【评估交流】
在你的实验过程中,出现了哪些故障,你是怎么解决的
实验过程中出现的故障主要有:
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(或示数等于电源电压);
7.在调节滑动变阻器的滑片时,他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。
(设计意图:电学实验操作常规,不是在实验前由教师授予;而是在学生实验后由学生自己反思分析得出;然后再测量小灯泡电阻中继续巩固;无论是操作正确或是错误的同学都会留下深刻的印象;培养学生自我批判、自我反思的能力。)
问题二:测量小灯泡的电阻
将上述实验中的定值电阻换成小灯泡,用同样的方法测定小灯泡的电阻。你会吗 先设计记录数据的实验表格
预设学生一定会设计成有平均值的表格
设计意图通过犯错来让学生发现灯丝的电阻是变化的
2.比较计算出的电阻,看看每次算出的电阻的大小相同吗 有什么变化规律吗
3.如果出现的情况和测量定值电阻时不同,你如何解释 与组内同学交流一下。
【过渡】
在探究电流与电压的关系时,选用的是定值电阻,选用小灯泡可以吗 在不同的电压下小灯泡的电阻会发生变化吗
【对比学习】测量不同电压下小灯泡的电阻
1.出示标有“2.5V,0.3A”字样的小灯泡,
并介绍“2.5V”的含义。“2.5V”:是指小灯泡正常发光是的电压即“额定电压”,工作时的电压超过2.5V容易烧坏小灯泡。
2.结合测量定值电阻的实验过程,再次测量小灯泡的电阻,注意电路的连接,并把实验数据记录到表格中。
3.利用投影展示学生一组实验数据。
4.交流评估
(1)分析测量的数据有没有发现什么新的发现
(2)造成这种差别的原因是什么
(3)小灯泡在不同电压下的电阻值能求平均值吗 为什么
小结:
小灯泡的电阻随温度的升高而增大,不能求平均值。
(设计意图:测量小灯泡的电阻属于新增加的内容;应该在第一轮测量电阻丝电阻的基础上让学生分组测量;教师不能代替,让学生自行讨论、分析得出;并要和电阻丝的数据处理做类比。)