教學(xué)設(shè)計探究電阻測量的實驗方案

1、教學(xué)設(shè)計 : 探究電阻測量的實驗方案遼寧師大附中物理組王緒東教學(xué)設(shè)計思想探究式學(xué)習旨在強化學(xué)生的體驗，通過對知識的探究，懂得知識形成的過程和獲取的方法，從而拓展學(xué)生的思維能力和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。課改極力提倡面向全體學(xué)生的、多樣化的探究式學(xué)習活動，讓他們在自己探索、發(fā)現(xiàn)的過程中體驗快樂、體驗成功、體驗失敗，鼓勵他們大膽的想象、自由猜測，使學(xué)生敢想敢干敢于創(chuàng)新。教學(xué)目標一、知識與技能、掌握電阻測量的基本方法，即伏安法的原理及誤差分析。、了解電阻測量的其他方法，并會進行測量電路的連接和原理分析。、培養(yǎng)學(xué)生細心操作、認真觀察的習慣和分析實際問題的能力。、培養(yǎng)學(xué)生運用舊知識解決新問題的能力。二、過程與

2、方法自主分析、小組討論、合作探究、成果展示、理論拓展、歸納總結(jié)三、情感、態(tài)度與價值觀、通過新舊知識的撞擊、理論引導(dǎo)和啟發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的興趣和透過現(xiàn)象揭示物理規(guī)律的意識。、通過組內(nèi)同學(xué)的合作交流，培養(yǎng)學(xué)生互助意識和團隊精神。教學(xué)重點、電阻測量的實驗方案探究。、伏安法測電阻的原理及誤差分析。教學(xué)難點、電阻測量方案的探究及啟發(fā)。、伏安法測電阻的誤差分析和內(nèi)外接電路的選擇。教學(xué)用具待測電阻、電流表、電壓表、電源、電鍵、導(dǎo)線、滑動變阻器、學(xué)案等教學(xué)過程設(shè)計課題引入回顧最近幾年的高考命題，尤其是山東高考近五年來一直沒有間斷過對一個熱點問題的反復(fù)考查電阻的測量。電阻的測量在高考中是類要求，既可以與普通試

3、題相結(jié)合進行電路的分析和計算，也可以以實驗題的形式進行考查，是高中物理的重點內(nèi)容。電阻的測量內(nèi)容綜合，包括實驗方案的設(shè)計、儀表的選擇、電路圖的畫法、實驗數(shù)據(jù)的處理、實驗結(jié)果的描述及分析等等。我們今天的任務(wù)就是對一個未知的電阻進行實驗方案的探究，并對一些基本的測量方案進行較為深入的分析。. 課題說明我們今天的研究對象是一個有標稱值的滑動變阻器，電阻絲繞制緊密，匝數(shù)清晰可數(shù)。為了測量其全電路的阻值， 以小組為單位探究其測量方案，并在學(xué)案中寫出測量的原理、畫出測量的電路圖， 儀器任選（如：電壓表、電流表、電阻箱、滑動變阻器、電源、電鍵等等）。.方案設(shè)計學(xué)生以小組為單位討論、探究：如何設(shè)計電路測量待測

4、變阻器的全電路的阻值，完成學(xué)案中的對應(yīng)任務(wù)。同時選好代表準備發(fā)言進行方案說明和展示。（教師要在學(xué)生探究活動中適時的進行啟發(fā)、引導(dǎo)和鼓勵。）.方案展示和方案啟發(fā)教師選擇有代表性的小組發(fā)言展示成果 , 當學(xué)生思考問題不全或思路單一時 , 教師要及時啟發(fā)和引導(dǎo)。方案猜想一（伏安法）根據(jù)電阻的定義式，測量電路如下圖所示1 / 7方案猜想二（替代法）如下圖所示連接電路后，先將電鍵拔至處，讀出電流表的示數(shù)；再將電鍵拔至處，調(diào)整電阻箱的阻值，使電流表的示數(shù)與第一次相同。此時電阻箱的示數(shù)就是被測電阻的阻值。方案猜想三（半偏法）電路如下圖所示圖中的用電位器，用電阻箱。合上電鍵，調(diào)整的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻

5、度（注意不要使通過電流表的電流超過它的滿偏電流，以免把電流表燒壞）。再合上開關(guān)，調(diào)整的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到正好是滿刻度的一半。當比 大很大時，可以認為。方案猜想四（使用多用電表）使用萬用表歐姆檔直接測量其電阻值。（誤差較大）方案猜想五（公式法）根據(jù)電阻的決定式，電阻由電阻率、長度和橫截面積決定。電阻率可以查表，長度可由匝數(shù)乘以每匝的長度（需測滑變每匝的截面圓的半徑），橫截面積（需測滑變電阻絲的直徑）可由滑變?nèi)娮杩倢挾瘸褦?shù)即可。方案猜想六（電橋法）.方案分析：伏安法測電阻的進一步討論由于電路中的電壓表和電流表均不是理想的電表，因此伏安法測電阻有兩種連接方法：引起誤差的原因真實值表達式測量

6、值（）與真實值相比內(nèi)接法安培表的分壓作用UU A偏大I外接法伏特表的分流作用U偏小IIV安培表的內(nèi)接法適合于測量阻值較大的電阻，如果考慮到電表對測量結(jié)果的影響，其測量值比真實值偏大，測量值是真實值與安培表內(nèi)阻之和；安培表的外接法適于測量阻值較小的電阻，如果考慮電表對測量結(jié)果的影響，其測量值比真實值偏小，測量值是真實值與伏特表內(nèi)阻的并聯(lián)值。所以判斷某一待測電阻是適合用安培表的內(nèi)接法還是外接法測量就非常重要，當、的大小大致可以估計時，可以用以下三種方法選擇內(nèi)接法和外接法（）當較大，滿足 ?時，應(yīng)采用內(nèi)接法，因為這時安培表的分壓作用很微弱。（）當較小，滿足 ?時，應(yīng)采用外接法，因為這時伏特表的分流作

7、用很微弱。() 當?shù)拇笮‰y以判定是 ?還是 ?時：先計算臨界電阻R0RARV ，若 >，則用內(nèi)接法；若 <則用外接法。() 若，的大小事先沒有給定，可以用試觸法確定內(nèi)接法和外接法。2 / 7如圖所示連接，只空出電壓表的一個接頭，然后將分別與、接觸一下，觀察電壓表和電流表的示數(shù)變化情況。若電流表示數(shù)有顯著變化，說明電壓表的分流作用較強，即是一個高阻值電阻，應(yīng)選用內(nèi)接法，應(yīng)接測量。若電壓表示數(shù)有顯著變化，說明電流表的分壓作用較強，即是一個低阻值電阻，應(yīng)選用外接法，應(yīng)接測量。.方案練習讓學(xué)生親自動手用伏安法測量一下今天的研究對象標稱值為的滑動變阻器的全電阻。.方案小結(jié)主要讓學(xué)生以談收獲的

8、方式進行。拓展探究作業(yè)在用伏安法測量電阻時不可避免的要用滑動變阻器來控制電路，那么滑動變阻器怎樣連入電路比較合適呢？讓學(xué)生在課下自主分析、查閱資料、總結(jié)歸納?；瑒幼冏杵饔袃煞N連入電路的方法：相同條件下負載上電壓調(diào)節(jié)范負載上電流調(diào)節(jié)范電路圖電路消耗的圍圍總功率R EEELI L限U L ER0 RLRL R0RL流0ULE0 ILEIap )E( IL分RL壓比分壓電路調(diào)節(jié)范圍分壓電路調(diào)節(jié)范圍限流電路能較較大較大耗較小分壓法的優(yōu)勢是電壓變化范圍大，限流法的優(yōu)勢是電路連接簡便，附加功率損耗小。當兩種接法均能滿足實驗要求時，一般選限流接法。當負載電阻較小，變阻器總阻值較大時，限流接法對電流、電壓控制

9、范圍較寬，控制作用顯著，宜用限流接法；但當負載電阻較大，變阻器總阻值較小時，限流接法對電流、電壓控制范圍較窄，控制作用不明顯，宜用分壓接法。3 / 7附錄：探究電阻測量的實驗方案（學(xué)生材料）山東高考最近五年的高考實驗命題如下：年考查測量電源的電動勢和內(nèi)電阻；年考查測量某一電壓表的內(nèi)阻；年檢測一個標稱值為歐姆的滑動變阻器；年設(shè)計測量給定的磁敏電阻阻值；年設(shè)計有光敏電阻組成的光控照明電路。這些充分說明了一個問題，電阻的測量這個命題不僅是高中物理的重點內(nèi)容，更是高考尤其是山東高考的熱點問題，希望引起大家的足夠重視。“電阻的測量”內(nèi)容十分綜合，包括：實驗方案的設(shè)計、選擇合適的儀表、畫出實驗電路圖、實驗數(shù)據(jù)的處理和實驗結(jié)果的描述及分析等，今天的主要任務(wù)是共同探究一下某一待測電阻阻值的測量方案。一電阻測量方案的設(shè)計（小組合作探究）現(xiàn)有一個滑動變阻器，由錳銅合金絲繞制而成，匝數(shù)清晰可數(shù)，為了檢測其全電阻值，請同學(xué)們以小組為單位探究一下測量的方案。待測滑動變阻器用表