第十六章 电压 电阻（单元解读讲义）物理人教版2024九年级全一册

第十六章 电压 电阻（单元解读讲义） 第一部分 课标解读 3.4.1 从能量转化的角度认识电源和用电器的作用。 3.4.2 知道电压、电流和电阻。 3.4.3 会使用电流表和电压表。 3.4.4 会看、会画简单的电路图。会连接简单的串联电路和并联电路。能说出生产生活中采用简单串联电路或并联电路的实例。探究并了解串联电路和并联电路中电流、电压的特点。 4.1.8 用电压表测量电压。 例8用实验室指针式电压表，测量直流电路中的电压。 第二部分 单元目标 1. 初步认识电压，知道电压的作用及电源是提供电压的装置。 2. 知道电压的单位及换算关系，记住干电池及家庭电路的电压值。 3. 认识电压表，了解电压表的用途与符号，会正确使用电压表测量电压。 4. 能正确将电压表接入待测电路，能画出相应的电路图。 5. 能正确使用电压表测量串、并联电路中用电器两端的电压，进一步练习连接电路和使用电压表的技能。 6. 能通过实验探究，归纳总结串、并联电路电压的规律。 7. 认识电阻的概念，知道电阻是导体本身的一种性质。 8. 能画出电阻的符号，知道电阻的单位及其换算。 9. 能在实验研究的基础上理解电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关。 10. 体会用控制变量法探究电阻与哪些因素有关，积极动手进行实验。 11. 能说出滑动变阻器的构造，画出它在电路中的符号，理解变阻器的工作原理。 12. 会把滑动变阻器正确连入电路来改变电路中的电流及 用电器两端的电压。 第三部分 单元重难点 一、本单元教学重点 1. 电压表的正确使用。 2. 探究“串联电路的电压规律”的实验设计、如何观察记录、 如何分析并得出结论。 3. 电阻概念的建立。 4. 知道变阻器的工作原理。 二、本单元教学难点 1. 对电压概念的理解。 2. 探究“串联电路的电压规律”的实验设计、如何观察记录、如何分析并得出结论。 3. 通过实验说明决定电阻大小的因素有哪些。 4. 按要求正确连接变阻器。 第四部分 单元内容分析 本章内容主要是电学的两个基本概念——电压和电阻，其地位与上一章相同，是学习电学的基础知识，同时，更是为下一章欧姆定律的学习作好准备。 电压的概念历来是初中物理教学的难点。这是因为，在初中物理学习的知识体系中，我们还无法讲清楚电压是什么，而只能通过学生生活中的感知直接给出“电压”一词。电阻的概念，可以通过设计演示实验和联系生活实际让学生认识。 要让学生较全面地认识电阻概念，需要本章和下一章内容的学习。本章侧重帮助学生建立电阻概念的事实依据并进行定性描述，下一章则侧重由定性描述进入定量分析，并获得电压、电流和电阻的关系式。 第1节 电压 本节内容由“电压”和“电压的测量”两部分构成。对于“电压”的认识，教材设置了类比水流的情形来认识这个概念。不同的电源提供的电压不同，由此引出电压的高低和单位，利用小资料的形式来展示常见的几种电压值。“电压的测量”是通过引导学生仔细观察电压表和阅读电压表的使用说明，让学生总结得出电压表的连接方法和使用方法。教学中可通过实物、视频等手段和学生实验，引导学生练习电压表的连接、使用和读数，提高学生的认知能力和实验能力。这个过程虽然难度稍大，但在使用电压表时一般不存在“烧表”的危险，所以教材中安排学生自行实验。 1. 电压 教材类比水流的情形直接引出电压。这样避免了把基本概念过于学术化、概念化，强调要让一段电路中有电流，它的两端就要有电压，电源的作用就是给用电器两端提供电压。教学中要向学生指出，“电压”一定是指某段电路两端的电压，告诉学生“电压”不能简单地从字面上理解它的意义，而应从它的作用上来认识它。在介绍电压的单位及其单位换算后，可展示生活中常见的几种电压值，激发学生兴趣，扩大知识面，并记住干电池、家庭电路电压值等。 2. 电压的测量 “电压的测量”是本节内容的重点，主要包括电压表的外部结构、用途、电压表的连接、量程选取和读数等几个方面。教学中应结合实物展台或视频手段，培养学生的观察能力和良好的阅读习惯。对于电压表的读数，先确定电压表的量程，然后再确定刻度盘上每个大格和每个小格所表示的电压值，最后根据指针稳定后指示的刻度读出被测电压值。同时，教师可介绍电压表指针调零知识。在教学中还应注意在此做一个电压表和电流表的对比，注意向学生强调两种表的区别及使用特点。 教材“想想议议”和“练习与应用”部分的问题，最好让学生在课堂上讨论完成，使学生对电压表的连接和使用有进一步的认识和巩固。 第2节 串、并联电路中电压的规律 本节内容由“串联电路的电压规律”和“并联电路的电压规律”两部分构成，本节重点是通过实验探究总结出串、并联电路中电压的关系，使学生熟练掌握电压表的使用和读数方法。学习的重、难点是探究“串联电路的电压规律”的实验设计、如何观察记录、如何分析并得出结论。教科书通过两个“学生实验”引领学生完成对串联、并联电路中电压规律的探究，先直接给出两种不同规格的小灯泡的串联电路图和并联电路图，旨在降低“设计实验”这一环节的教学难点。教师引领学生完成对“串联电路的电压规律”探究后，对于“并联电路的电压规律”教师便可让学生根据探究“串联电路电压的规律”的过程和 方法自行设计实验，画出并联电路图，选择电压表合适的量程，设计实验步骤完成对并联电路电压规律的探究。 1. 串联电路的电压规律 此部分是本节的重点和难点，分两个阶段完成。第一个阶段对于“串联电路的电压规律”的教学主要通过学生实验来完成。教学中，教师通过引导并组织学生经历如下过程:提出问题（阅读教科书）——猜想与假设——设计实验（阅读教科书）——进行实验与收集证据——分析实验数据得出结论——评估。 第二个阶段是通过学生实验，用电压表完成教科书“想想做做”的内容：通过测量找出电池组两端电压与各电池两端电压的关系。 2. 并联电路的电压规律 对于该部分的教学，教师可让学生根据探究“串联电路电压的规律”的过程和方法自行设计实验，画出并联电路图，选择合适的电压表量程，设计实验步骤，完成对并联电路电压规律的探究。 第3节 电阻 电阻是电学的一个重要物理量，它是初中电学学习的核心之一。本节内容由“电阻”和“决定电阻大小的因素”两部分构成。教学重点是电阻概念的建立，教学难点是通过实验说明决定电阻大小的因素有哪些。建议教师把不同的电阻丝接入电路，通过观察小灯泡的亮度或者电流表示数大小的不同，引起学生对是什么原因导致灯泡亮度不同或者电流大小不同的思考。这样做，可以让学生通过自己的观察发现问题并进一步思考问题的原因，有利于对“决定电阻大小的因素”的进一步教学。 1. 电阻 对于电阻的教学分三个阶段完成。 第一阶段通过视频资源、多媒体课件或挂图等引入新课，让学生了解有很多材料都是可以导电的，并且提出为什么有那么多导体都可以导电，而我们选取铜作为常见导线的制作材料的问题。 第二阶段通过把不同的电阻丝接入电路让学生观察小灯泡的亮度，引导学生思考是由于哪个电路元件造成小灯泡的亮度不同，并进一步思考如果把小灯泡换成电流表会看到什么现象。 第三阶段可根据前面提出的问题“为什么两种不同的电阻丝会使电流大小不同”，进一步给出电阻的概念、单位、单位换算和电路图中的符号。 2. 影响电阻大小的因素 首先根据前面的实验提出电阻大小有不同，然后再给出一些常见电阻的阻值，并按教材的设问提出问题。因为问题密切联系生活，容易激发学生的思考，在组织学生探究前要注意三点。 一是在前面的演示实验中学生已经看到了不同的材料电阻会不同，但是却没有注意到长度、粗细等影响因素。 二是应该让学生根据生活经验和想象，对影响电阻大小的因素作出他们的猜想。教师可借助比喻帮助学生对“影响电阻大小的因素”作出猜想。比如: ①路越窄，车越难行一一导体越细，电阻会不会越大? ②道路越长，人越走越累一一导体越长，阻碍作用会不会越大? ③路有泥泞路、普通路、高速路一一导体有铁、铜、铝、银，阻碍作用会不会不同? 三是实验前可以让学生回忆初二时学习“影响滑动摩擦力的因素有哪些”等实验是怎样完成的。在此基础之上让学生设计实验来完成“影响电阻大小的因素”的探究。 第4节 变阻器 变阻器是初中物理电学实验器材的重要组成部分，变阻器的学习直接影响到后面“影响电流大小的因素”“伏安法测电阻”和“伏安法测量电功率”的学习。本节安排在“电流”“电压”和“电阻”之后学习，符合学习由易到难、由简到繁的规律。本节内容由“变阻器”和“变阻器的应用”两部分构成。本节教学的重点是知道变阻器的工作原理，教学的难点是按要求正确连接变阻器。突出教学重点的关键环节是教师引导学生考虑如何改变电路中小灯泡的亮度，进而引出通过改变电阻来达到改变电流的目的。突破教学难点的关键是让学生通过把变阻器接入电路的实验，体会并发现如何正确连接变阻器。因此，本节课建议教师在实验室中进行。 1. 变阻器 由于变阻器是一个较为复杂的器件，不仅接线柱多，还由于在使用过程中变阻器的动态变化导致电流、电压也跟随着发生变化，所以理解和使用变阻器对学生来说是一个难点。因此建议教师在本节课的设计中让学生尽量处于思考一体会一总结一明确的循环中，这样有利于让学生在循序渐进的过程中加深对本节知识的理解。对于变阻器的教学分为四个阶段完成。 第一阶段通过视频资源、多媒体课件或者实物展示等形式引入新课，让学生看到小灯泡的亮度是可以人为控制的，并且让学生充分考虑可以通过哪些方式使电路中的小灯泡亮度发生改变，进而把改变灯泡亮度的方法锁定在改变电阻上。 第二阶段通过改变小灯泡亮度的演示实验，让学生通过观察实验得出改变接入电路中电阻大小的方法。 第三阶段对滑动变阻器及其在电路图中的符号进行介绍。 第四阶段通过学生动手实验学习滑动变阻器的正确连接方法，并且能够在正确连接的基础上按要求连接。 2. 变阻器的应用 通过对变阻器的认识和了解，知道它在电路中的作用就是通过调节电阻值的大小来改变电路中的电流和改变用电器两端的电压。同时，若将变阻器的电阻调节到最大值，接入电路后，还能对电路起到保护作用。建议教师在教学中，充分利用实物或用视频向学生展示生活中哪些常见物品里使用了变阻器，还可以通过实际操作让学生辨析电阻是变大了还是变小了。 教科书中没有介绍电阻箱，建议可以通过实物或多媒体告诉学生，电阻箱是一种能够显示电阻值大小的变阻器，并介绍电阻箱的使用和读数方法。 第五部分 教学策略 一、从生活经验感知电压的存在 本章的设计是围绕电压、电阻和电路展开的。学生对电压概念的认识是通过生活感知的，初中电压的教学不能讲电势差，所以教科书关于电压概念的设计要尽量联系生活实际。大多数学生通过生活能知道电压的存在，尽管只是停留在名词上，而且来自生活中对于电压的感知，与科学的界定没有直接的冲突。因此，教科书的设计正是利用了这个有利的条件，尽量“从生活走向物理”，避免把基本概念教学过于学术化、概念化。教学中可以让学生经历以下三个阶段来完成对电压概念的初步认识： 感知电压的存在 → 电压是电流产生的原因 → 认识电压的高低 (电器标牌标识的电压) (电源为用电器提供电压) (电压的测量) 1. 电压概念的初步形成 （1）感知电压的存在 教科书没有像以往那样用水压类比电压，教学中可以利用学生生活中常见的“电器标牌标识的电压”直接引入“电压”的概念。这种通过生活实例展示电压的作用，让学生感知电压存在的做法，可以使学生感受到电压是有用的。这样的处理目的是降低教学难度，适应学生的认知水平。 （2）认识电压与电源和用电器的关系 研究表明，学生容易把干电池“储备的量”概念化为“电压”，这个量的多少决定着能给灯泡多少“电流”。这种认识的原因是他们根据自己建立的“电源是消耗电能的装置”能很“圆满”地解释自己所观察到的实验结果。例如，当两节干电池串联就有更多的电流，也就能给电路更多电流，灯泡的亮度也就增加了。教科书据此设计了“想想做做”栏目，目的就是给学生留有思考的空间，并使学生能自主地尝试解释所观察到的现象。对学生而言，这种预测并尝试解释所观察到的现象的过程同样是一个创造性思维的过程。尽管学生的解释可能出现上述错误，但往往会在教学中需要营造出这种问题情境，可以发现思维冲突的火花。教科书中“想想做做”栏目的内容设计从一个侧面会使学生认识到，电路中电流的强弱是与电源有关的，要让一段电路中有电流，它的两端就要有电压，电源的作用就是给用电器两端提供电压。电压概念的给出，为学生进一步认识电源和用电器的功能创造了条件。反过来，学生对电压概念的认识也有了依据。 （3）认识电压的高低 关于电压的高低，教科书是通过实例以及“想想做做”栏目中的问题让学生感知的。电压的测量是初中学生初步形成电压概念的重要一环。正确使用电压表，以及读取电压表的测量值，是电学实验中必须具备的基本操作技能。学生已经学习了使用电流表测电流的方法，但教科书在使用电压表测电压的设计上没有进行简单的迁移和重复，而是引导学生阅读“直流电压表使用说明书”，目的是让学生学会自主获取用电压表测量电压的方法。在教学中应该注意，使用说明书中的一些术语对学生来说往往比较陌生，学会从各种信息中筛选出对自己有用的信息的训练也是十分重要的。 2. 识别电路 虽说有关电路的知识在上一章已经学习，但是，学生对电路的识别不会一次到位，教学中仍需给予关注。教科书让学生通过电压、电阻概念的学习，再次加强电路的连接与识别的训练，特别是用电压表测电压的内容，教科书给学生留有比较大的学习空间。与此意图相同，教科书在处理“串、并联电路中电压的规律”一节时，强调学生的自主性学习，注意利用学生对原有知识（串、并联电路中电流的规律）的认知，使其与新知识（串、并联电路中电压的规律）之间进行比较，即串、并联电路中电流是处处相等的，么，串、并联电路中电压是否也会有与电流相似的规律?通过这种方式来发展学生对“串联电路”“并联电路”“电流”“电压”等概念的认识。 二、强调电阻概念认识过程的设计 教科书围绕电阻这一核心概念，在本章和下一章设计了“电阻”“影响电阻大小的因素”“变阻器”“探究电流与电阻的关系”“电阻的测量”几个部分。这种设计是随着问题的产生以及相应实验技能的发展而逐渐展开的，目的是让学生经历概念形成的认识过程。 教科书通过“电阻”“影响电阻大小的因素”两部分内容向学生提供建立概念的事实依据和必要的感性认识，以此建立起电阻的概念，定性得出“电阻表示导体对电流阻碍作用的大小”，以及“导体的电阻与它的材料、长度、横截面积有关”的结论。这些都是形成电阻概念的重要基础。另外，教科书设计“变阻器”及其中的“练习使用滑动变阻器”的活动，目的就是让学生在联系实际、解决具体问题的过程中巩固、深化和活化“影响电阻大小的因素”等知识，看到自己在学习中的收获。 需要说明，教科书对电阻概念的描述只是用语言文字把它所反映的本质属性定性地给予表达，而物理概念的形成，需要由定性进入定量分析，并获得它的定义式。这是因为定义式能从“质”和“量”两个方面反映物理量的内涵。为了让学生经历电阻概念定义式的形成过程，教科书在下一章“电流与电压和电阻的关系”的内容完成了定量化认识电阻概念的重要一环，从而通过对前面电流、电压概念的阐述和对新知识、新应用的拓展，帮助学生建构“电阻”这一新的概念。 三、突出“制订计划和设计实验”的设计 选择合适的内容作为载体落实科学探究的课程理念一直是我们所关注的。本章第3节中“探究影响导体电阻大小的因素”的“实验”栏目突出了对“制订计划和设计实验”的呈现。这是因为影响导体电阻大小的因素是多方面的，如何把多因素的问题先变成单因素的问题分别加以研究，最后再综合解决，这是一个科学研究方法教育的好素材。引导学生尝试考虑影响导体电阻大小的主要因素，有控制变量的意识，尝试选择器材等方面的训练，这些都需要选择合适的教材内容作为载体。 第六部分 课时安排 节次 课时 第1节 电压 1课时 第2节 串、并联电路中电压的规律 2课时 第3节 电阻 1课时 第4节 变阻器 1课时 单元复习 1课时 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$