10.5《测量导体的电阻》教学设计--2024-2025学年京改版物理九年级全一册

教学设计 课程基本信息 学科 物理 年级 九年级 学期 秋季 课题 测量导体的电阻 教科书 书 名：物理教材 九年级 全一册 出版社：北京师范大学出版社 教学目标 1. 通过欧姆定律的变形公式R=U/I，了解伏安法测电阻的实验原理。 2. 能够根据欧姆定律的变形公式R=U/I，用电流表、电压表测量未知阻值电阻。 3. 通过伏安法测电阻的实验，体会利用直接测量量和理论推导，得出间接测量量。 4. 通过测量发现定值电阻与小灯泡电阻特点不同。 5. 让学生在体验测量电阻的过程中，了解欧姆定律的应用，加深对科学探究中设计实验和数据分析的理解。 6. 在电路连接以及测量的过程中，让学生逐步形成安全操作、保护用电器的意识,养成规范操作的习惯。 教学重难点 教学重点： 根据实验原理设计实验电路图，滑动变阻器在电路中的作用，利用电流表、电压表间接测量导体的电阻。 教学难点： 小灯泡的电阻随温度变化，不能采用取平均值的方法计算电阻值。 教学过程 环节一：新课导入 教师活动 学生活动 教师活动1 出示图片，创设情境。 小力在参加科技小组制作“声控小夜灯”的过程中，需要将不同阻值的电阻接入电路中的不同位置，但老师并未提供色环电阻的读取方法。接下来，我们就一起来寻找测量导体电阻的方法吧。 教师活动2 分别出示电流表、电压表图片。 出示万用表图片，及用万用表测量电阻的图片 介绍这种仪表可以直接测量出电阻的大小，但初中物理实验室没有提供这种仪表。我们能否借助前面所学的知识，间接的测量出未知阻值的大小呢？ 学生活动1 认识多种形式的电阻，知道其在生活中的应用。 明确学习任务。 学生活动2 思考：前面学习了电流，有直接测量电流的仪表---电流表；学习了电压，有直接测量电压的仪表---电压表；电阻，也可以用直接测量电阻的仪表吧？ 思考 活动意图说明：创设物理情景，体会到物理知识与生活的紧密联系，认识新的测量工具，激发学习兴趣，顺利进入课堂学习。 环节二：设计实验 教师活动 学生活动 教师活动3 任务一：测量定值电阻的阻值 1. 引导学生回忆欧姆定律 2.根据同学们的猜想，我们来试试看。 实验原理：R=U/I 设计实验电路图，小组商讨出最优方案。 展示设计结果： V L S A A V Rx 这是小力第一次设计的电路图，经过与同学的讨论分析，串联了一个滑动变阻器。 V L R P S A A V Rx Rp 你能说说滑动变阻器在电路中的作用吗？ 根据电路图选择实验器材： 为了便于分析处理数据，我们还需要设计实验数据记录表，按测量顺序依次为电压、电流、电阻。 开始实验 分析实验数据发现，当电阻两端的电压增大时，通过它的电流也随之增大，但电阻的变化在误差允许的范围内，说明该电阻阻值不随其两端电压及通过的电流变化而变化。为提高测量结果的精确度，我们采用取平均值的方法。计算三组电阻值的平均值记录在表格中。（在表格中添加电阻平均值一行） 我们这种利用电压表测量导体两端的电压，用电流表测量通过导体的电流，借助公式R=U/I间接测量电阻的方法称为“伏安法” 学生活动3 1.前面学习了欧姆定律，表达式为I=U/R，借助其变形式R=U/I，用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，就可以计算出电阻的大小了。 小组合作设计实验电路图。 1.由于未知待测电阻的性质，我们在实验的过程中，需要获得同一电阻的多次测量值。通过调节滑动变阻器接入电路的阻值，可以改变待测电阻两端的电压及通过的电流，实现多次测量。 2.在未知阻值大小的情况下贸然接入电路进行实验，电路中的电流可能会过大，在闭合开关前，滑动变阻器调到阻值最大处，起到了保护电路的作用。 实验器材：电源、开关、导线、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器 设计实验数据记录表 U/V I/A R/Ω 开始实验： 1.按电路图摆放电路元件，将电压表、电流表指针调零，断开开关，按电路图连接电路，将滑动变阻器阻值调到最大处； 2.检查电路无误后，试触法选择电表量程（由于指针偏转角度过小，说明电表量程选择过大，所以换用电表小量程）； 3.闭合开关，调节滑动变阻器接入电路的阻值，记录当电压表为1.0V时，电流表的示数； 4.改变滑动变阻器接入电路的阻值，记录当电压表示数为1.5V时，电流表的示数； 5.继续改变滑动变阻器接入电路的阻值，记录当电压表示数为2.0V时，电流表的示数； 6.实验完毕，断开开关； 7.根据公式R=U/I计算出测量数据对应的电阻值。 U/V I/A R/Ω R/Ω 活动意图说明：从实验目的出发设计实验电路图、实验数据记录表，让学生真正参与的实验中，培养学生的实验能力。通过电流表、电压表和滑动变阻器的正确使用，及时建立了知识之间的联系，形成系统性。 环节三：探究实验 教师活动 学生活动 教师活动4 任务二：“伏安法”测量小灯泡的电阻。 我们用“伏安法”可以间接测出小灯泡 处于工作状态下的电阻吗。 实验室中经常用到小灯泡，但小灯泡上并未明确标出阻值大小，只标有“2.5V”“3.8V”的字样，这些字样表示小灯泡在该电压下能正常发光，为了保证实验安全，加在小灯泡两端的电压不能超过这个值。 下面我们就用“伏安法”测量标有“2.5V”字样小灯泡的电阻。 测量不同电压下小灯泡的电阻。 我们将本节课开始时，用万用表直接测 量的小灯泡处于未工作状态时的电阻值补充在数据记录表中 U/V I/A R/Ω 分析实验数据，我们发现，当小灯泡两 端电压增大时，通过它的电流也增大，而电阻也在变大。 说明加在小灯泡两端的电压不同时，小 灯泡的电阻值也不同。所以，在测量小灯泡电阻时不能取平均值。 为什么小灯泡在不同电压下的电阻值不 同呢？通过前面的学习，我们知道了，影响电阻的因素有材料、长度、横截面积和温度，而在实验过程中，灯丝的材料、长度、横截面积都没有改变，那是不是温度影响了电阻呢？我们用电子测温仪来测测看。 演示实验：用电子测温仪分别测出小灯泡两端电压为0V、1.5V、2.5V、3V时小灯泡的温度。 分析实验数据，可得，当小灯泡两端电压增大时，通过它的电流也增大，温度会升高，电阻也随之增大，的确是温度影响了电阻。 实验室中的小灯泡和生活中的白炽灯的灯丝都选用的是受温度影响较大的钨丝制成的，其特点是通过灯丝的炽热来达到发光的效果，所以在工作过程中将电能大部分转化成了内能，存在着浪费能源的弊端。 因此，现在我们的生活中已经用节能灯代替了白炽灯。 学生活动4 将电路中的定值电阻更换为小灯泡。 V L R P S A A V Rp L 1.按电路图摆放电路元件，将电压表、电流表指针调零，断开开关，按电路图连接电路，将滑动变阻器阻值调到最大处； 2.检查电路无误后，试触法选择电表量程（由于指针偏转角度过小，说明电表量程选择过大，所以换用小量程）； 3.闭合开关，调节滑动变阻器接入电路的阻值，记录当电压表为1.5V时，电流表的示数； 4.改变滑动变阻器接入电路的阻值，记录当电压表示数为2.5V时，电流表的示数； 5.继续改变滑动变阻器接入电路的阻值，记录当电压表示数为3V时，电流表的示数； 6.实验完毕，断开开关； 7.根据公式R=U/I计算出电阻。 U/V I/A R/Ω U/V I/A t/℃ R/Ω 活动意图说明：通过小灯泡灯丝电阻的变化，让学生真正了解物理现象背后的本质。 环节四：交流与评估 教师活动 学生活动 教师活动4： 本节课我们主要学习了，利用伏安法间接测量导体的电阻；导体的电阻不随电压变化时，可用多次测量取平均值的方法减小误差； 测量不同电压小灯泡的电阻；小灯泡的 电阻受温度影响，小灯泡的电阻不能取平均值。 学生活动4： 小组交流实验过程，遇到的困难及障碍。 归纳总结结论。 活动意图说明：培养学生交流评估能力，对实验现象进行评估，有排查简单电路故障的能力，得出科学结论。 作业： 1.巩固类作业：完成学习任务单上的练习。 2.实践类作业：思考还有哪些测量电阻的方法，尝试画出实验电路图，并简述实验步骤。 学科网（北京）股份有限公司 $$