14.3欧姆定律的应用-2023-2024学年沪粤版九年级物理上册

《14.3欧姆定律的应用》跨学科实践综合学习教学设计 课题名称 粤教沪科版物理九年级年级上册《14.3欧姆定律的应用》 设计者 一、学习目标 1.物理观念：学会用“伏安法”测量电阻。 2.科学思维：应用欧姆定律分析“短路的危害”等实际问题。 3.科学探究：根据购买定律设计实验，测算小灯泡的电阻。 4.科学态度与责任：应用所学规律分析，解决实际问题，感受科学知识与社会生活的联系。 二、跨学科实践主题 1、常见的现象，灯泡变暗，灯泡变亮，电阻会发生变化。 三、涉及学科及知识点 数学科：计算的运用：，；。 四、学情分析 1、已学习电压表的连接和读数。 2、已学习串联电路中电流、电压、电阻之间的关系。 五、重点难点 重点：用伏安法测量小灯泡工作时的电阻。 难点：伏安法测量电阻时根据电路图进行实物接线，并能排除接线过程中出现的故障。 六、学习过程 环节 教师活动 学生活动 设计意图 （一）真实情境导入 播放视频：美丽的大都市，色彩斑斓、五光十色的灯光，忽明忽暗，这样美丽的夜景令人神往，让人遐思。老师拿出一个灯泡：上一节课我们也是这个视频，知道了调光原理，那怎么测出它的真实的值呢？ 思考：怎么测出灯泡的值？ 交流总结：只要测出它两端的电压和通过它的电流，利用变形式就可以计算出它的电阻。 创设情境，让学生意识到物理的一个物体中能含有多个物理的知识。 （二）提出问题 1、那么怎样测量电压和电流呢？ 2、用电压表并联在待测灯泡两端，测出灯泡两端的电压，用电流表串联测出通过灯泡的电流。 引导学生进行思考和想象关联。 （三）学习环节1：复习电流表、电压表 提问： 1、电流表怎么使用？ 2、电压表如何使用？ 讨论、回答： 1、 电流表串联在电路中，从正接线柱流入，负接线柱流出，有两个量程； 2、电压表并联在电路中，正接线柱接电源正极，负接线柱接电源负极，有两个量程。 复习相关知识，运用所学知识认识新的知识 （四）学习环节2：测量小灯泡的电阻 活动1：测量小灯泡工作时的电阻 1、我们已经通过实验探究了电流、电压和电阻的关系，进而分析总结了欧姆定律。那么我们能不能利用欧姆定律的原理测出一个正在工作的用电器电阻呢？ 2、引导学生设计实验数据记录表格 3、用电流表和电压表测量小灯泡的电阻时，应注意哪些问题呢？ 4、小灯泡由不亮逐渐变为正常发光，灯泡灯丝的温度是否在变化？断开开关后，用手摸一摸，感受灯泡的温度变化。 5、小灯泡灯丝的电阻跟灯丝的温度高低有什么关系？ 6、有同学将记录表中四次测得的电阻的平均值作为小灯泡的电阻，这样做正确吗？为什么？ 1、要想测出用电器正常工作时的电阻，应把该用电器串联接入电路中，再用电流表和电压表分别测出通过用电器的电流和加在用电器两端的电压，最后利用公式，即可算出其电阻大小。为了测量小灯泡在不同亮度下的电阻，可以在电路中串联接入一个滑动变阻器，通过移动滑片的位置，利用电流表和电压表分别测出小灯泡的电阻值进行比较即可。 共同总结：像这种用电压表和电流表测电阻的方法叫做伏安法。实验原理：欧姆定律变形公式。 实验序号 电压 电流 电阻 灯泡亮度 1 不亮 2 灯丝暗红 3 微弱发光 4 正常发光 2、 3、 (1)在物理实验中选择器材，不但要考虑需要哪些器材，还要考虑器材的规格和性能。如：电源电压、仪表量程、变阻器的最大阻值和允许通过的最大电流等。如果被测电阻大约是80Ω，选的电源电压为1.5 V，电流表量程是0～0.6 A，那么选择就不得当了，因为这时最大电流也只有约0.02 A，电流表指针偏转太小，这时想准确读出电流是不可能的。 (2)每种仪器都有自己的使用要求，所以还应该注意操作过程中不要违反仪器的使用规则。具体有：连接电路前应断开开关；连接电路时注意电流表、电压表的量程应选哪一个，电流是否从“”接线柱流入、“”接线柱流出；在闭合开关开始实验前，滑动变阻器滑片一定要滑到阻值最大处。 (3)实验时，每次读数后开关要及时断开。因为导体电阻的大小除由导体本身因素决定外，还与温度有关。当电流通过导体时，导体因发热而电阻改变，长时间通电时，前后测得的电阻值偏差较大。所以，每次读数后应及时断开开关，这样测得的电阻值较为准确。 4、小灯泡由不亮逐渐变为正常发光，灯丝温度逐渐升高，手摸灯泡明显感到越来越热。 5、小灯泡灯丝电阻与温度有关，温度越高电阻越大。 6、将记录表中四次测得的电阻的平均值作为小灯泡的电阻，这样做不正确，因为小灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化。 学生利用工具，自己设计实验，进行电阻的测量，让学生在动手中感受到成功的喜悦和收获信心。同时让学生在实验动手的过程中，遇到问题能想办法去解决问题，学会思考，学会在团队中解决问题。 实验法是物理很重要的方法。 （五)学习环节3：研究短路有什么危害 演示短路引发燃烧的例子，让学生先感受到短路的危害。 请同学们阅读教材第85页“活动2”内容后，利用欧姆定律对课文给出的两例进行计算，然后根据计算结果展开讨论，对短路的危害作出推论。 1.请计算一下，假如用一根长1 m、截面积为的铜质导线(电阻为0.017Ω)跟220 V电源的两极直接连接起来，那么通过导线的电流有多大？如果一盏台灯的工作电流为0.2 A，那么通过上述导线的电流相当于多少盏台灯在同时工作？如果这样连接会有什么危害？ 2.某同学误将电流表(其电阻为0.1Ω、量程为0～3A)与一用电器并联，此用电器两端的电压为3V，那么通过电流表的电流有多大？这样连接会造成什么危害？ 1、由欧姆定律可知，，盏。通过导线的电流约为，相当于盏写字台灯在同时工作，这样连接可能烧坏导线，造成火灾事故。 2、 由欧姆定律可知，。 通过电流表的电流是30A，这样连接会烧坏电源和电流表。 让学生在教师的演示中看到短路引发的现象，在学习的过程中，能够知道什么原因引发的短路，引发学生在生活中的积极思考和关注，引发出生活中的物理，关注物理。 （六）学习环节4：【拓展】缺电表巧测电阻 1、例题：如图所示，是伏安法测电阻的电路图，变阻器的最大阻值为，在一次实验中： (1)电流表损坏。请设计：其他仪器不变，怎样只利用电压表测出待测电阻的阻值，并写出表达式。 (2)电压表损坏。请设计：其他仪器不变，怎样只利用电流表测出待测电阻的阻值，并写出表达式。 1、 （1）当滑片在最左端时，只有接入电路，电压表的读数就是电源电压；当滑片在最右端时，与串联，是两端的电压，故滑动变阻器两端的电压为，且，根据欧姆定律可知。 （2）滑片在最左端时，只有接入电路，电流表读数，则；当滑片在最右端时，电流表的示数为，则，故，推导得出。 学生通过所学的知识，解决遇到的问题，加强学生的解决问题的能力，同时跨数学科，加强学生的计算能力。 七、课堂小结 让学生对本堂所学的知识做小结，教师及时补充，同时根据所学知识，引发学生对生活中的物理现象思考。 八、板书内容设计 一、测量小灯泡工作时的电阻 1.实验原理： 2.实验电路图 3.实验注意事项 二、研究短路有什么危害 1.烧坏导线引起火灾 2.烧坏电表 学科网（北京）股份有限公司 $$