《伏安法實(shí)驗(yàn)》教學(xué)設(shè)計(jì)

　　伏安法測(cè)電阻延續(xù)了歐姆定律的內(nèi)容，教學(xué)主體內(nèi)容就是利用電壓表與電流表將小燈泡與定值電阻的電阻值測(cè)算出來，通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)鎢絲電阻的變化規(guī)律，確定鎢絲電阻變化會(huì)受何種因素的影響，并探究它們之間的關(guān)系.教學(xué)過程更加重視學(xué)生探究性學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng).

　　一、伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)目標(biāo)

　　本課程的知識(shí)目標(biāo)在于：第一，對(duì)伏安法測(cè)電阻的原理加以理解；第二，了解伏安法測(cè)電阻的內(nèi)接方法與外接方法；第三，理解兩種方法存在誤差的原因，在實(shí)際操作中可以做出正確的選擇.能力目標(biāo)定位：通過課程學(xué)習(xí)提高學(xué)生分析問題的能力，培養(yǎng)他們細(xì)心操作與認(rèn)真觀察的學(xué)習(xí)習(xí)慣.教學(xué)重點(diǎn)是伏安法測(cè)量電阻的誤差分析.教學(xué)方法采用引導(dǎo)法、講解法、分析法以及問題探索式教學(xué)方法.

　　二、教學(xué)設(shè)計(jì)

　　1．復(fù)習(xí)引入

　　電路中的電阻器是必不可少的主要元件，要了解阻值的大小就要利用各種測(cè)量方法.本節(jié)課學(xué)習(xí)一種新的測(cè)量電阻的方法，即伏安法測(cè)量電阻.首先展示定值電阻與小燈泡等實(shí)驗(yàn)用品，提出問題：測(cè)量電阻需要知道的'物理量為燈泡兩端的電壓以及通過燈泡的電流，測(cè)量工具為電壓表與電流表，并引出實(shí)驗(yàn)原理，即歐姆定律，引導(dǎo)學(xué)生求出實(shí)驗(yàn)的依據(jù)原理，即R=U/I，使得實(shí)驗(yàn)更有針對(duì)性.

　　2．實(shí)驗(yàn)過程

　　（1）設(shè)計(jì)電路

　　通過復(fù)習(xí)舊知識(shí)可以得出，通常測(cè)量電阻的基本原理即為歐姆定律，引導(dǎo)學(xué)生嘗試將測(cè)量定值電阻與小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖畫出來.教師對(duì)學(xué)生所設(shè)計(jì)的電路圖要進(jìn)行巡視輔導(dǎo)與檢查，并引導(dǎo)他們對(duì)自己所設(shè)計(jì)的電路圖進(jìn)行討論，討論其合理性，是否可以將燈泡的電阻值測(cè)量出來.提出問題：假如小燈泡的工作狀態(tài)不同，如何測(cè)量其電阻值，并且說出電路圖的改進(jìn)方法，即需要把一個(gè)滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，從而燈泡兩端的電壓以及通過燈泡的電流值就會(huì)發(fā)生改變，最終可以測(cè)量出不同工作狀態(tài)下小燈泡的電阻值.要求學(xué)生將改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)電路圖畫出來.因?yàn)殡妷罕硪卜Q為伏特表，而電流表也稱為安培表，因此本課程介紹的這種利用電壓表與電流表實(shí)現(xiàn)電阻值測(cè)量的方法也就伏安法.

　　（2）實(shí)驗(yàn)步驟

　　第一步，先按照電路圖擺放好實(shí)驗(yàn)器材.

　　第二步，根據(jù)電路圖將電路正確連接起來.在連接實(shí)驗(yàn)電路過程中需要注意幾點(diǎn)：首先，連接電路的過程中要斷開開關(guān)；其次，選擇量程適用的電壓表與電流表，并注意不要弄反“+”、“－”接線柱；再次，滑動(dòng)變阻器的連接方法為“一上一下”，滑片在閉合開關(guān)前要處于阻值最大的位置，并思考線路中滑動(dòng)變阻器的實(shí)際作用.

　　第三步，對(duì)定值電阻的阻值進(jìn)行測(cè)量，經(jīng)過檢查后將開關(guān)閉合，緩慢移動(dòng)變阻器的滑片，將三組數(shù)據(jù)分別記錄下來：U（V）、I（A）以及R（Ω），最后算出R的平均值，經(jīng)過多次測(cè)量算出平均值將誤差降至最低.需要注意的是，因?yàn)樵诓煌墓ぷ鳡顟B(tài)下電阻的阻值存在差異，所以在某種狀態(tài)下的電阻可以利用多次測(cè)量取平均數(shù)的方法來減少測(cè)量誤差.采用多次測(cè)量取平均數(shù)的方法需要一個(gè)前提條件，即測(cè)量電阻在同一狀態(tài)下的電阻值.

　　第四步，測(cè)量小燈泡的電阻.在測(cè)量前使得燈光泡處于三種不同的狀態(tài)，即暗紅——燈泡兩端的電壓為1V，微弱發(fā)光——燈泡兩端的電壓為1.5V，正常發(fā)光——燈泡兩端的電壓為2.5V，然后分別測(cè)量各種狀態(tài)下小燈泡的電壓值與電流值，并且在實(shí)驗(yàn)時(shí)可以將手放在燈泡下，感受小燈泡處于不同狀態(tài)時(shí)的溫度：燈絲的溫度越高，電阻的值也就越大.

　　第五步，計(jì)算出在不同亮度狀態(tài)下小燈泡燈絲的電阻值，找出其中的規(guī)律，并討論是否有必要求取電阻的平均值.

　　在實(shí)驗(yàn)過程中教師要注意巡視輔導(dǎo)，注意學(xué)生的實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，如學(xué)生連接電路的方法是否正確，為了便于分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論，還要注意在允許的范圍內(nèi)將三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的差距盡量拉大，還要注意不要由于電流過大損壞實(shí)驗(yàn)器材.

　　（3）分析與論證

　　引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中所記錄的表格進(jìn)行交流與分析，討論以下幾個(gè)問題：測(cè)量定值電阻的阻值時(shí)，三次測(cè)量結(jié)果存在一定的差別，這是由于誤差造成的；測(cè)量小燈泡的電阻時(shí)三次的測(cè)量結(jié)果也各不相同，這是由于電阻會(huì)受到溫度的影響等.最后教師對(duì)本節(jié)課程做總結(jié)：通過本次課程學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握了伏安法測(cè)電阻值的方法，了解了其原理為歐姆定律的變形，可以準(zhǔn)確分析出伏安法測(cè)電阻過程中所產(chǎn)生的誤差：如果采用電壓表后接法，按照R=UI，則真實(shí)值要高于測(cè)量值；如果采用電壓表前接法，則真實(shí)值就低于測(cè)量值.

　　總之，伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)是關(guān)注實(shí)驗(yàn)探究的過程，所以教師要深入分析教材，引導(dǎo)學(xué)生探究性學(xué)生，將新課程改革的理念踐行在教學(xué)活動(dòng)中

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