16.3测量：用电流表和电压表测量电阻 核心素养教学设计（表格式）--物理沪科版9全册

/ 让教学更有效 高效备课 | 物理学科
《16.3测量：用电流表和电压表测量电阻》教学设计
课题 3.测量：用电流表和电压表测量电阻 单元 16 学科 物理 年级 九
教材分析 本节课是沪科版九年级物理 “第十六章 探究电路” 的第三节，是初中物理“欧姆定律”章节的核心实验，既是对欧姆定律的应用与验证，也是后续学习“伏安法测电功率”“动态电路分析”的基础，是连接理论公式与实际测量的关键纽带。本节是融合“电表使用”（电流表串联、电压表并联，正负接线柱判断）和“滑动变阻器作用”（保护电路、改变待测电阻两端电压）两大核心技能。隐含“控制变量法”（保证待测电阻阻值不变）和“多次测量求平均值”两种重要实验方法，是培养实验思维的典型案例。本节课核心价值：让学生从 “欧姆定律理论学习” 走向 “实际测量应用”，掌握电路规律推导方法，提升综合应用能力。
2022新课标要求 （1）会用电流表和电压表测量导体的电阻，理解伏安法测电阻的原理，（2）能使用电流表、电压表、滑动变阻器等器材测量小灯泡正常发光时的电阻，（3）能根据实验目的设计实验方案，会正确使用电流表、电压表和滑动变阻器等实验器材收集数据，能遵守实验室规则，注意实验中的安全问题，能对收集的数据进行整理、归纳总结，形成结论并作出解释，能判断实验数据是否合理、有效，能对实验进行反思，提出改进建议。
学习目标与核心素养 1.物理观念（1）掌握串、并联电路总电阻的计算规律。（2）能完成“用电流表和电压表测量电阻”的实验，会选择实验器材，规划实验步骤，连接电路，进行实验，能按要求完成实验报告；二一教育独家资源（3）能运用欧姆定律等探究相关问题。2.科学思维通过 “伏安法测电阻” 实验，培养 “间接测量” 的科学思维；推导串、并联电路总电阻规律时，结合欧姆定律与串、并联电路的电流、电压特点，培养 学生的逻辑思维能力。3. 科学探究能规范完成实验操作：按照电路图连接电路，调节滑片获取多组电压、电流数据，准确读取示数并记录，计算电阻值并求平均值。4. 科学态度与责任理解串、并联总电阻规律在电路设计中的意义，培养 “学以致用” 的责任意识；认识规范实验操作的重要性，树立 “安全实验、尊重数据” 的态度。
学情分析 1.已有基础：学生已掌握欧姆定律公式、电流表/电压表的基本使用规则，能连接简单串联电路，具备初步的实验操作能力。2.薄弱环节：电路连接易错：电压表并联位置错误、电表正负接线柱接反、滑动变阻器接线柱接错（如接成“两下”导致阻值不变）。3.学习需求：需要通过“动手操作+误差分析”，将抽象的公式转化为具象的实验流程，建立“测量→计算→分析”的实验逻辑。二一教育独家资源
重点 1.伏安法测电阻” 的原理、实验设计与规范操作； 2.实验数据处理：计算电阻值并求平均值，分析误差原因与减小方法。
难点 串、并联电路总电阻的规律与简单计算。
材料准备 电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、待测电阻
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 情境导入在我们的生活中，从点亮房间的灯泡，到给手机供电的充电器，里面都离不开“电阻”这个重要元件。它能调节电路中的电流和电压，可我们怎么知道一个电阻的具体阻值呢？根据欧姆定律I=，得R=，所以可用电流表测量电流，用电压表测量电压，由此可以计算出电阻，本节我们学习相关内容。 学生思考，并回忆欧姆定律 从生活中引入本节课题提高学生学习兴趣
讲授新课 一、实验：用电流表、电压表测量电阻1.实验目的用电流表和电压表测量电阻的阻值。2.实验器材电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、待测电阻二一教育独家资源分析讨论想一想：为了减小误差，需要多次测量，实验中如果想多测几组数据，应该怎样做？参考答案：在电路中接入一个滑动变阻器，改变定值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流，多测几组数据，算出电阻的平均值，减小误差。3.实验设计（1）定值电阻与滑动变阻器串联，电流表串联在电路中，电压表并联在定值电阻两端。（2）由欧姆定律可知 R=，只要用电压表、电流表同时测出电阻器工作时的电压值和电流值，就可算出它的电阻值。这种间接测量电阻的方法称为“伏安法”，其电路图如下所示。“伏安法”测电阻电路图4.实验步骤（1）连接电路：按设计的电路图连接导线，开关保持断开，滑动变阻器滑片移至最大阻值处。（2）选择量程：根据电源电压和定值电阻估算值选择电表量程，电压表0~3V量程，电流表0~0.6A量程。（3）检查电路：确认电流表、电压表“正进负出”接线正确，滑动变阻器接线柱“一上一下”，无导线接错或漏接。（4） 试触与测量：闭合开关，轻移滑动变阻器滑片至某一位置，试触电表接线柱，确认指针无反向偏转或超量程后，读取电压表和电流表的示数，记录在表格中。 （5）多次测量：调节滑动变阻器滑片，改变3～5次电压和电流值，重复步骤4，记录多组数据。（6）整理器材：测量完成后，先断开开关，再拆除导线，将器材归位。视频：伏安法测电阻5.实验记录实验序号电压U/V电流I/A电阻R/Ω电阻平均值R/Ω11.00.10101021.60.161032.00.20106.实验结果：拓展延伸1.电流表外接法误差来源：电压表分流，所以适于测量小阻值电阻。2.电流表内接法误差来源：电流表分压，所以适于测量大阻值电阻7.交流讨论与同学交流讨论测量误差产生的原因，提出减小测量误差的方法。① 电表本身有内阻（如电流表分压、电压表分流），导致测量的U或I存在偏差；选择合适的电表：根据测量对象选择合适的电流表和电压表，尽量使电表的内阻对测量电路的影响最小。例如，测量大电阻时，选择内阻较大的电压表，以减小分流作用；测量小电阻时，选择内阻较小的电流表，以减小分压作用。② 电表读数时，视线未与指针垂直（视差），造成读数误差；正确读数：读数时，视线应与电表指针垂直，避免视差。③ 导线电阻、接触电阻等也会影响测量结果。选用合适的导线：选用电阻较小的导线，以减小导线电阻对测量结果的影响。例如，在测量小电压或小电流时，应选用较粗的导线。保持良好的接触：确保电表、导线和被测电路之间的接触良好，以减少接触电阻对测量结果的影响。例如，在连接电表和导线时，应拧紧接线柱。二、串并联电路的电阻规律拓展一步总电阻：如果用一个电阻R代替两个串联（或并联）的电阻 R1、R2 接入电路后，电路的状态不变，R就叫作这两个串联（或并联）电阻 R1、R2 的总电阻。1.电阻的串联如图所示，用一个电阻R代替两个串联着的电阻R1、R2接入电路，使得R两端的电压和R1与R2两端的总电压相等；通过R的电流与通过R1与R2的电流也相同。那么R产生的效果与R1与R2是等效的，我们把电阻R叫作R1和R2的等效电阻，也叫作总电阻。二一教育独家资源如图两个电阻 R1 、R2 串联起来接到电路里，作为一个整体，它相当于一个电阻 R。这个电阻的大小与原来两个电阻的大小有什么关系？由于 R1 与 R2 是串联的，它们两端的总电压 U 等于两个电阻两端电压 U1 、U2 之和，即：U ＝ U1 ＋ U2 由 通过这两个电阻的电流 I 是一样的，上式两边都除以电流 I，即：，可得：R ＝ R1 ＋ R2 结论：两个串联电阻的总电阻等于这两个电阻之和。如果n个电阻串联，那么R ＝ R1 ＋ R2+…+ Rn 2.并联电路中的电阻如图所示，在并联电路中，I ＝ I1 ＋ I2由，两个电阻上的电压U是相同的，把上式两边都除以U，得：可得：结论：两个并联电阻的总电阻的倒数，等于这两个电阻的倒数之和如果 n 个电阻并联，那么：拓展延伸思考讨论：二一教育独家资源①几个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的_______________。②如果不同的电阻并联，总电阻______________其中最小的电阻③若某一支路的电阻增大，则总电阻______________；④若并联的支路增多时，总电阻将______________；⑤当一个大电阻与一个小电阻并联时，总电阻接近______________。答案：①几分之一②小于③也随之增大④减小⑤小电阻 学生聆听思考在教师的引导下学生实验设计学生掌握试验步骤分析实验数据，计算电阻并求平均值，聆听拓展延伸电流表外接法和内接法交流讨论测量误差产生的原因，提出减小测量误差的方法。掌握串、并联电路总电阻的规律学生思考回答 掌握实验器材的选择与作用：理解滑动变阻器的双重作用 ——多次测量求平均值和保护电路理解 “伏安法测电阻” 的原理：通过电流表测导体中的电流、电压表测导体两端的电压，间接计算电阻值。为顺利完成实验打下基础理解 “多次测量减小偶然误差” 的逻辑；二一教育独家资源明确外接法和内接法的适用条件锻炼学生的归纳总结以及语言表达能力培养 “公式推导→规律归纳” 的逻辑思维。对串并联的总电阻有个更深层的认知
课堂练习 1.如图是“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验，下列说法正确的是（　　）A．实验原理是P＝UIB．R=，说明R与U成正比，与I成反比C．多次测量取平均值是为了减小误差D．实验结束，断开开关即可离开实验室【答案】C【详解】A．“伏安法测电阻” 的实验原理是，故A错误；B．电阻是导体本身的性质，与加在导体两端的电压和通过导体的电流无关，故B错误；C．在实验中，为了减小由于仪器误差、读数误差等造成的偶然误差，通常需要进行多次测量并取平均值，故C正确；D．实验结束，断开开关后，还应拆除电路连接，整理好器材才能离开实验室，故D错误。故选C。2.小明利用如图甲所示的电路来测量R的阻值，电源电压为3V，R的阻值约为10Ω，闭合开关后，电压表指针的位置如图乙所示。对于该实验，下列说法正确的是（　　）A．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至a端B．电流表的量程应该选择0~3AC．图乙中电压表的读数为2.3VD．多次测量求平均值是为了让结论更具普遍性【答案】C【详解】A．闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片应移至阻值最大端，由图甲可知，滑动变阻器的滑片应移至b端，故A错误；二一教育独家资源B．电源电压为3V，R的阻值约为10Ω，则滑动变阻器阻值为0时，电路中的增大电流由于电路中的最大电流小于0.6A，所以电流表的量程应该选择0~0.6A，故B错误；C．由于电源电压为3V，所以R两端电压不会超过3V，故图乙中电压表选择0~3V量程，分度值为0.1V，示数为2.3V，故C正确；D．测量R的阻值实验中，多次测量求平均值是为了减小测量误差，故D错误。故选C。3.小奇利用如图所示的电路测量电阻Rx的阻值。关于该实验，下列说法正确的是（　　）A．滑动变阻器的作用是改变电源电压B．多次测量取平均值是为了减小误差C．不能交换电流表和滑动变阻器的位置D．实验结束，断开开关即可离开实验室【答案】B【详解】A．在伏安法测电阻的实验中，滑动变阻器一方面可以保护电路，另一方面可以改变电路中的电流与电阻两端电压，故A错误；B．在伏安法测电阻的实验中，为了减小误差应多次测量取平均值，故B正确；C．串联电路中各处的电流相等，可以交换电流表和滑动变阻器的位置，故C错误；D．实验结束，应断开开关，拆除电路连接，整理完器材方可离开实验室，故D错误。故选B。 学生练习 巩固本节的知识
课堂小结 一、实验：用电流表、电压表测量电阻1.原理： R=，只要用电压表、电流表同时测出电阻器工作时的电压值和电流值，就可算出它的电阻值。2.数据处理：求平均值以减小误差二、串并联电路的电阻规律1.电阻的串联规律： R总= R +R +R + …… +Rn2.电阻的并联规律： 学生总结教师补充 让学生对本节知识有个系统理解
板书 第三节 测量：用电流表和电压表测量电阻一、实验：用电流表、电压表测量电阻1.伏安法测电阻2.原理： R=（间接测量）二、串、并联总电阻规律1.串联规律：R=R1+R2 2.并联规律： 对照板书回顾 夯实本节基础
课外拓展/课外阅读内容 《电阻的应用与测量史》二一教育独家资源介绍欧姆当年如何通过简陋设备研究电流与电阻的关系，以及现代电子测量仪器（如万用表）的工作原理，让学生了解“伏安法”是基础且核心的测量方法，感受科学发展的过程。
特色资源分析和技术手段说明 课堂演示：实物投影+慢动作回放，用实物投影仪放大电路连接过程，重点展示“电表接线柱连接”“滑动变阻器滑片调节”等细节；对学生易出错的操作（如正负接线柱接反）进行慢动作回放，让全班清晰地看到错误点。
教学反思 通过“先画电路图再连接实物”的步骤，降低了电路连接的错误率，80%以上学生能独立完成规范接线。但部分学生对“滑动变阻器作用”的理解仍停留在“保护电路”，忽略“改变电压”的核心目的，后续可增加“移除滑动变阻器后，能否多次测量”的对比实验。延伸思考：可增加“测量小灯泡电阻”的拓展实验，对比“定值电阻阻值不变”与“小灯泡电阻随温度变化”的差异，强化“电阻是导体本身属性，但会受温度影响”的认知。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)