《6-2电阻的测量》教学设计

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电阻的测量
教学目标
1、知识目标：
(1)理解运用欧姆定律进行电阻的测量 (2)理解安培表、伏特表内阻对测量造成的系统误差
2、能力和方法目标：
(1)培养学生的创新意识及动手能力
(2)渗透科学思想方法、发现问题、提出解决办法、检验结论
教学重点和难点
1、重点：(1)伏安法测电阻 (2)实验误差理论分析
2、难点：(1)如何引导学生发现实验中的误差原因 (2)如何运用已有的知识对误差提出切实可行的修正方案
教学器材：三个定值电阻、安培表、伏特表、滑动变阻器、电源、万用表
教学过程：
一、引入：
师：我们已学过一些稳恒电流的知识，如：电路的基本连接方式，串联、并联，及其特点；部分电路欧姆定律，了解了安培表，、伏特表的基本构造及使用时的特点。今天我们就要利用已学过的知识来进行：
电阻的测量(板书)
请同学们考虑一下，可用什么办法来测量电阻。
把你的设计思想用电路图反映出来。
学生：思考，在草稿上画图。
(师：巡视，挑出画的图有代表性的几位同学上黑板画)
师： (学生画图完毕后点评)
A、 (1)共性 B、优劣 (2)异性
C、归纳：基本方法是用伏特表测待测电阻两端电压，用安培表测流经电阻的电流大小，这种测量方法我们称之为伏安法(板书)
(板书)
内接：安培表在伏特表并联范围内称为内接法
外接：安培表在伏特表并联范围外称为外接法
测量原理：R=U／I (板书)
部分电路欧姆定律
为减少偶然误差，可通过移动滑动变阻器触头，各测量两次取平均值。
二、 探究：
师： 同学们已初步具备了一些科学研究的基本方法，下面就请同学们按黑板上保留的两张不同的电路图进行连接测量。
为节约时间，请1、4组同学用外接法，2、3组同学用内接法。
注意：伏特表应取0-3伏，安培表应取0-0．6安，学生电源用6伏。
1、2组同学若觉得精度不够，可采用万用表的10mA档来测电流。
（1、2组同学给予2k欧姆的电阻，3、4组同学给予5欧姆电阻）。
学生动手实验(10分钟)
教师巡视，每组同学中挑出一位同学将测量结果写在黑板上的表格中
(板书) 1 2 3 4
U
I
R
师： 1、2组的电压基本一致，I相差较大，R不同；
2、4组的电流基本一致，U相差较大，R不同。
公布：1、2组的电阻R=2K，3、4组的R=5
学生：议论纷纷，一组数据准，一组数据不准。
师：测量结果与真实值之间有误差
请大家四人一组讨论一下，这误差主要是由什么原因造成的
学生讨论(1-2分钟)
回答：是由于安培表的分压和伏特表的分流。因为表内有电阻，对测量有影响。
师：若请大家用RA、RV、R分别表示安培表、伏特表内阻和待测电阻，用UA、UV、UR分别表示加在安培表、伏特表和待测电阻的电压，IA、IV、I0分别表示流经安培表、伏特表、待测电阻的电流，那么，大家从理论上分析一下，我们的测量值应如何表述呢
师写，学生一齐回答
板书：
内接：R测=(UA+UR)／IR
即R测=RA+R R真=UR／IR
外接：R测=UR／(IV+IR)
即R测=Rv／／R R真=UR／IR
师：我们在了解安培表与伏特表结构时已知：Rv很大RA很小，那么，在内接时，被测R多大，才能使测量值尽可能接近真实值。
学生回答：R>>RA R测R真
师：外接时呢
学生回答： R<师：好。大家已归纳出被测电阻在大约什么值情况下用哪种接法为好，
回头来看，同学们刚才的测量结果是否与我们的理论分析一致。
师生一起观察：
1、2组中，用内接法为准，R=2K>>RA明显第二组数据较准
3、4组中，用外接法较准，R=5<师：说明我们的分析确实是有事实根据的，是经得起检验的，科学的发展就是不断假设，不断验证，再提出新假设的过程。
我们刚才的测量是老师“乱点鸳鸯谱”而在实际上，对于一个未知电阻，我们是无法看出它的阻值大约在什么范围的，这种情况下，我们应该如何选择内接还是外接呢
同学们七嘴八舌。
(学生提出)或师提出：把伏特表一头接在电阻一端，另一头分别接在安培
表的左端或右端，看二表示数变化，这种方法叫试接法。
(板书)
C B A
师： (1)若安培表示数有明显变化，而伏特表示数无明显变化。
则R阻值如何
生： R较大，说明，伏特表的分流明显，而安培表分压可忽略。
师： （板书）很好，说明R与Rv可比拟，远大于RA，应选用内接法。
(2)若安培表示数无明显变化，而伏特表示数有明显变化。
R较小(学生齐回答)。 (板书)
师： (说明)伏特表的分流可忽略，而安培表分压不可忽略。
R远小于Rv，与RA可比拟，应选用外接法。
三、拓展：
师：无论外接，内接，由于伏特表的分流及安培表的分压带来的系统误差总
是存在的，怎样才能减小这种系统误差呢
学生讨论，设计电路(1-2分钟)
教师巡视，有方案上佳者，黑板演示。
若无，师讲述
师：以外接法为例，怎样消除伏特表的分流影响呢
我们常见这样的电路。
A
U
若A点、B点电势差为0，则AB间接伏特表示数为0，AB间接安培表示数为0，无电流流过。
因此，我们对外接法作一个改进，采用电流补偿法(板书)
移动滑动头P，当电流计上无电流时示数为0，则安培表测电流仅仅是R的电流，而伏特表所测恰是R两端的电压。
这样，就使R的测量值较精确。
其实，略作改装，用精确度较高的电阻箱来代替伏特表、安培表来测量R就是我们常讲的惠斯通电桥了，以后我们再继续作介绍。
四、小结：
本节课我们学会了用伏安法测电阻及如何选择内接还是外接，了解用电流补偿法来减小系统误差。今后，随着学习的深入，我们还可以知道更多，更好的测量电阻的方法，如用高准确度的电阻箱连成电桥测量，或直接用欧姆计测量等。科学的探索是无止境的，同学们，让我们共同努力吧！
回家作业：设计四种或四种以上测量电阻的方法。
教学说明：
电阻的测量常用办法是伏安法，这也是对欧姆定律的应用。从知识的系统性及学生的认知规律。我将本节重点放在对内、外接法造成的系统误差的分析上，着重开启他们的逻辑思维及推理能力。
设计原则：本着以学生为主体、教师为主导的自主发展教学原则，在课堂教学中发挥学生的主观能动性，自己做实验，发现误差、研究误差原因，加上理论分析，以提高他们的科学研究能力。
以学生熟悉的欧姆定律为课堂引入，加上自己动手设计实验电路，做实验，提高了学生的学习兴趣。当中的推导分析尽量让学生这个主体来完成，充分调动学习积极性。在最后引入电流补偿法来激起思维高峰，让学生带着回味与思考离开教室。
科学的研究离不开假设，推导与验证、再修正假设。让学生参与整个测量的设计，修正误差，使他们经历了一次较好的科学探究过程，为后续内容的教学留下了伏笔。
V
A
B
B
V
G
A
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