教学设计高三一轮电学复习伏安法测量电阻

［教学设计］高三一轮电学实验复习——伏安法测量电阻

三门中学物理组叶美莲

一、设计思想

本节课的内容，是针对电阻的测量——伏安法展开的。从学生身边的学习用品——2B 铅笔的电阻测量，让学生回忆伏安法测电阻的工作原理，分析测量电路安培表外接和内接系统误差，滑动变阻器的选择以及连接方式。围绕安培表测量电阻为核心知识，并对之进行拓展延伸，找到伏安法测电阻与以下知识的联系：描述导体的伏安特性曲线；求解导体在不同电压下的功率；求导体的电阻率等。同时，研究对象也加以拓展变化，铅笔芯之类的一般电阻到电表的电阻，以及到电源的内阻等。复习课的目的不仅仅提高解题能力，而是以一个知识点为核心，把学生脑海中原有的一些互相隔离的、碎片化的知识通过复习进行组块，使之成为一个体系，形成学生脑海中固有的一个知识网络。学生解题能力不高，并不一定是对知识没有把握到位，其实是没有找到知识之间的相互关联，所以，在复习课中，老师要做的就是把零散的知识串联起来，形成一定的知识结构，自然解题能力也就能够得到提高了。二、教材分析

本课题是在高三物理第一轮电学实验复习的一块内容，属于模块复习课。电学实验在高考中的地位不容忽视。在高考物理的120分值中占据了10分的比重。在众多的电学实验中，伏安法测电阻是核心知识，其他的几个学生实验，如描绘小灯泡的特性曲线，探究导体的电阻与其影响因素的定量关系，测量电源的内阻其实都是伏安法测电阻的拓展延伸，所以把伏安法测电阻的相关问题清晰化，有助于其他问题的解答，起到一定的迁移作用。

三、学情分析

学生在新课教学中已经学习了伏安法测电阻的原理，电路结构，系统误差分析等相关内容，所以在知识回顾这个环节尽量让学生去说。但对于滑动变阻器的选择和连接方式，很多时候都停留在教师讲，学生听的状态。例如被测电阻较小，为什么不选滑动变阻器阻值较大；当被测电阻远远大于滑动变阻器的最大阻值时，为什么选择分压式等知识，学生不知道其中的原因，对老师告知的结论不一定在心里认同。基于学生这样的认知，拍摄了相应的视频，眼见为实，让学生在现象面前有了深刻的认识。同时，学生对某些知识本身是了解的，但是具体到一定的情境中，学生往往又很教条，不会灵活的应用，针对学生的这些问题，在习题中预设一些问题，让学生能够在错误中加深印象，注重一些细节知识。

四、教学目标

1．知识和技能目标

（1）知道伏安法是测电阻的基本方法

（2）会根据具体情境选择安培表内接和外接减少系统误差

（3）会在具体情境中对滑动变阻器进行器材选择和连接方式选择 （4）会对伏安法测电阻进行拓展延伸，找到与其他知识的联系 2．过程与方法目标

（1）分析伏安法的系统误差形成原因，经历伏安法内接和外接的选择过程 （2）经历滑动变阻器的选择和连接的方式的过程，了解选择的原因 3．情感态度和价值观目标

在仪器选择和连接中端正了实事求是的态度 五、重点难点

重点：①会在具体的情境中用伏安法来测量电阻 ②实物连接和图像法数据处理 难点： 分压式的实物连接以及器材的选择 六、教学过程设计 （一）课堂引入

教师展示一根铅笔芯，（在大屏幕上图片展示） 问：有什么方法把铅笔芯的电阻测量出来？

预设学生会提出两种方法： 1.欧姆表粗略测量 2.伏安法测量

师：欧姆表能粗略地测量电阻，伏安法则比较精确得测出导体的电阻。今天我们一起进入伏安法测量电阻的复习。 （二）伏安法测量电阻复习 1.伏安法测电阻的基本原理

（1）基本原理 伏安法测电阻的基本原理是电阻的比值定义式 I

U

R ，只要测出导体两端的电压和通过的电流， 即可由欧姆定律计算出该导体的阻值。 问1：你需要哪些器材去测量？ 问2：电压表和电流表的作用是什么？ 滑动变阻器的作用又是什么？ （2）.电路组成

伏安法的电路包括测量电路和控制电路。

安培表内接

测量电路

安培表外接

电路组成

滑动变阻器分压

控制电路

滑动变阻器限流

师：老师给你刚才所说的器材，请大家连接电路，并说出闭合开关前滑片所处的位置。（一位同学上来扮演，其他同学在活动单上画）

评价学生的连接图（正负接线柱和量程选择角度）。请学生说出连接意图，得到系统误差的来源以及误差结果。

同时指出在未知电阻大概阻值的时候，可以采用试触法来确定最后的连接方式。给出具体的情境，请学生自主选择并说出理由。

由结果可知，电压表的读数变化较明显，故采用安培表外接系统误差较小。 （3）例题分析，拓展变式 例题： [2014·浙江卷] 小明对2B 铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值．

(1)图1是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图1中画出．

第图 1

(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B 铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到U -I 图上，如图2所示．在图中，由电流表外接法得到的数据点是用

________(选填“○”或“×”)表示的．

图2 (3)请你选择一组数据点，在图2上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为________Ω. 结论：（1） 数据是从零开始记录，故滑动变阻器选择分压式。分压式的实物连接可以分区

V U 15.0=∆A

I 01.0=∆091.065.115

.0==∆U U 05.02

.001.0==∆I I

域，三步走。

（2）伏安特性曲线是伏安法测电阻的一个延伸拓展。已知电压和电流，既可以求出电阻，还可以了解导体的伏安特性曲线。

拓展变式1：

小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值，并描绘铅笔芯的伏安特性曲线，可供器材如下：

待测铅笔芯的电阻Rx约为10Ω

电压表V，量程0 ～3V，0～15V，内阻约为2kΩ

电流表A，量程0～0.6A，0～3A，内阻为1Ω，

滑动变阻器R1，最大阻值20Ω，额定电流2A

滑动变阻器R2，最大阻值1000Ω，额定电流1A

直流电源E，电动势约3V，内阻约1Ω

1.选择滑动变阻器；

2.画出电路图

播放视频，选择1000欧的滑动变阻器，电流表和电压表的指针变化，获得感性材料，增加选择认识。同时，认识在一个表的内阻已经确定的情况下的安培表内外接的选择。指导做题的灵活性，不能教条主义。

拓展变式2

小明想知道某个导体的电阻，于是用伏安法测量其电阻值，可供器材如下：

待测导体的电阻Rx约为1000Ω

电压表V，量程0 ～3V，0～15V，内阻约为2kΩ

电流表A1，量程0～0.6A，0～3A，内阻约为1Ω，

电流表A2，量程10mA，内阻约为100Ω

滑动变阻器R，最大阻值20Ω，额定电流2A

直流电源E，电动势约9V，内阻约1Ω

分析：量程选择和滑动变阻器连接方式的选择。

视频播放：滑动变阻器限流的电表指针变化和分压连接的电表指针变化，总而确定最后选择。通过感性的数据，确定在被测电阻远远大于滑动变阻器的最大阻值时，选择分压式的原因。

拓展变式3：

有一根细长而均匀的金属管线样品，横截面如图甲所示．此金属管线长约