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【大单元整体教学】物理学教科版（2024）9年级上册
第5章 欧姆定律
课题 5.3.2 测量电阻（第二课时）
课型 新授课 √ 复习课 试卷讲评课 其他课
1.教学内容分析 本节是欧姆定律应用的延伸，聚焦 “测量灯泡的电阻” 实验。以 “灯泡电阻是否固定不变” 为探究核心，通过伏安法测量不同电压下灯泡的电压、电流，计算电阻并结合U I图像分析，得出 “灯丝电阻随温度升高而增大” 的结论。既巩固了伏安法测电阻的操作与欧姆定律的应用，又揭示了 “非定值电阻” 的特性，为后续学习 “电功率”“焦耳定律” 中灯丝发热等现象提供知识基础，体现了从 “定值电阻测量” 到 “实际用电器电阻特性探究” 的进阶。
2.学情分析 学生已掌握伏安法测电阻的原理与操作，对欧姆定律有初步应用能力，但对“电阻随温度变化”缺乏直观认知，易受“定值电阻”思维定式影响。九年级学生具备一定实验操作和数据分析能力，不过从实验数据、图像中归纳“电阻与温度关系”的逻辑推理能力仍需引导，且对滑动变阻器在实验中“保护电路、改变电压电流”的双重作用，需进一步通过实践深化理解。
3.学习目标确定与教学重难点 课标摘要： （三）能量 3.4电磁能 3.4.2知道电压、电流和电阻。探究电流与电压、电阻的关系，理解欧姆定律。 3.4.3会使用电流表和电压表。 课标分析： 依据《义务教育物理课程标准（2022 年版）》，本节要求学生 “会用电流表、电压表测量灯泡的电阻，通过实验探究并了解灯丝电阻随温度的变化规律”。学生需经历 “提出问题 — 设计实验 — 进行实验 — 分析论证” 的完整探究过程，发展科学探究能力；同时，通过对实验现象与数据的分析，形成 “电阻并非都恒定，会受温度等因素影响” 的物理观念，落实 “科学探究” 与 “物理观念”的核心素养要求。 学习目标： 1.物理观念：理解灯泡灯丝电阻随温度升高而增大的特性，深化对 “电阻是导体自身属性，但受温度影响”的认识。 2.科学思维：能根据实验数据和U I图像，推理分析灯丝电阻与温度的关系，培养逻辑推理与归纳概括能力。 3.科学探究：独立完成 “测量灯泡电阻” 的实验，能规范操作仪器、记录数据，并分析实验误差与异常现象。 4.科学态度与责任：在实验中养成严谨、实事求是的态度，体会 “从实验现象到科学结论” 的探究价值。 重点： 用伏安法测量灯泡电阻的实验操作，以及从实验数据、U I图像中分析灯丝电阻随温度变化的规律。 难点： 理解“灯丝电阻随温度升高而增大”的本质原因，以及滑动变阻器在实验中“改变电压实现多次测量”的作用与电路安全保护的关联。
4.教学评价 评价维度具体内容学科知识评价概念理解：理解伏安法测灯泡电阻的原理； 知识应用：能解释灯丝电阻随温度变化的规律及相关生活现象；小组合作评价小组讨论：参与“灯泡电阻是否变化”的讨论； 合作任务：实验分工协作中成员有实质贡献；项目评价项目规划：设计其他测电阻方法时，规划合理、操作规范、成果分析有深度；实验评价实验操作：规范使用电表、滑动变阻器等仪器； 实验观察与分析：能从实验数据或U I图像分析灯丝电阻与温度的关系。
5.学习活动设计
教师活动 学生活动 设计意图/学习评价
任务一：情境导入
播放“灯泡由暗变亮”的 GIF动画，提问：灯泡一般在什么情况下最容易被烧坏？为什么呢？结合上节课电阻与电流、电压的关系，猜想可能与灯泡的什么特性有关？ 引导学生聚焦“温度”变量：刚开灯时灯泡灯丝温度低，正常发光后温度高，会不会是温度影响了灯丝电阻，进而导致电流变化？ 这节课我们通过实验验证这个猜想。 学生结合生活经验（如摸刚熄灭的灯泡会烫手），小组讨论刚开灯时灯丝温度变化，进而猜想：温度升高→电阻变化→电流过大→烧坏灯泡。 学生记录自己的猜想，明确本节课的探究方向：验证灯丝电阻是否随温度升高而增大。 从生活中的“异常现象”切入，打破学生对 “电阻不变”的固有认知，激发探究“电阻与温度关系” 的兴趣。 引导学生通过“现象→猜想→变量聚焦”的思维过程，培养科学探究的初始思维能力。
任务二：实验：测量灯泡的电阻
小灯泡的电阻是否固定不变？我们可以用伏安法来研究。 原理仍是欧姆定律，由I=U/R,可得R= U/I。 1.设计实验 展示实验电路图（含灯泡 L、滑动变阻器Rp、电流表、电压表），提问：对比上节课测定值电阻的电路图，两者结构一致，为什么本节课要探究灯泡电阻是否固定？从灯泡的工作特性（发光、发热）分析，可能的变量是什么？ 展示实验目的、原理与器材：电源、开关、导线、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器。 组织学生分组讨论“实验器材的选择依据”：“为什么电压表量程选0-3V（结合灯泡额定电压2.5V）？电流表选 0-0.6A（结合额定电流约 0.3A）？” 2.进行实验 展示“实验注意事项”：断开开关、试触法选量程、电表‘正进负出’、滑片移至最大阻值、电表调零等。 注意连接电路顺序（先串联后并联电压表），“滑片移动时灯泡亮度变化”“数据记录（含电压、电流、亮度）”等操作细节。 组织学生分组实验，巡视各小组操作：纠正“电压表串联”“电流表正负接线柱接反”等错误； 指导“滑片移动幅度”：“每次移动后，待电表指针稳定再读数，同时观察灯泡亮度并记录（如‘暗’‘较亮’‘亮’）。” 3.数据处理与结论推导 展示示例实验数据（如电压0.5V时电流0.16A；电压2.4V时电流0.3A），引导学生计算电阻：根据R=U/I计算每次的电阻值，注意保留两位小数，观察电阻随电压的变化规律。 对比思考：上节课测定值电阻时，多次测量的电阻值接近，可求平均值；本节课测量灯泡电阻，电阻值随电压增大而增大，还能求平均值吗？为什么？ 引导分析差异原因：结合灯泡亮度随电压增大而变亮，亮度变亮意味着灯丝温度升高，由此推导温度升高→电阻增大，解释铭牌电阻与实验电阻的差异。 4.U-I 图像绘制与分析 指导学生绘制U-I图像：以电流 I为横坐标，电压U为纵坐标，根据实验数据描点，用光滑曲线连接各点。 展示“灯泡的曲线U-I 图像”，提问：与“定值电阻的直线 U-I图像”的差异是什么？为什么灯泡的U-I图像是曲线？结合R=U/I（图像上某点与原点连线的斜率），分析斜率变化与电阻的关系。 总结：灯泡U-I图像的斜率随电压增大而增大，说明电压越大（温度越高），电阻越大。 播放视频：伏安法测量灯泡的电阻 5.家庭小实验：测量电阻的其他方法与认识多用电表 提问：若实验中缺少电流表，只有电压表和定值电阻R0，如何测量灯泡电阻RL？ 引导学生回忆“串联电路电流处处相等”的规律。展示电路图： 原理：闭合开关后，IL=I0=U0/R0，再测UL，则RL= UL/IL= UL R0/U0 介绍多用电表：伏安法虽精确，但操作复杂；多用电表可直接测电阻（选电阻挡，红表笔接+，黑表笔接-，调零后测量），展示多用电表实物，指导学生阅读说明书，尝试测量定值电阻的阻值，对比伏安法结果。 学生思考、讨论，回忆上节课学过的伏安法。 学生理解欧姆定律的变形式。 学生对比两电路图，发现结构一致但待测元件不同，结合“灯泡发热”的特性进行分析。 学生明确实验的目的、原理和器材。 学生尝试分析电表量程选择：灯泡额定电压2.5V，选0-3V 量程能覆盖低于、等于、略高于额定电压的测量范围；额定电流0.3A，0-0.6A 量程精度更高。 学生分工协作进行实验：连接电路，调节滑动变阻器，读数记录（含亮度），检查操作规范，确保实验有序进行。 学生按要求测量“电压低于 2.5V、等于 2.5V、略高于 2.5V”的三组及以上数据，将数据填入表格（含 “灯泡亮度”列），对异常数据（如电流突增）标记并暂时记录。 学生计算本组实验数据的电阻值，绘制“电压-电阻”变化表格，观察到“电压越大，电阻越大”的规律。 学生分组讨论“是否求平均值”：定值电阻温度不变，电阻稳定，平均值可减小误差；灯泡多次测量是为了寻找变化规律，形成结论并记录。 学生对比“本组数据”与“示例数据”，若存在差异，分析可能原因（如电表读数误差、滑动变阻器接触不良）。 学生尝试绘制U-I图像，注意“描点准确”“曲线光滑”，标注每组数据对应的“灯泡亮度”。 学生观察图像特点，并总结：定值电阻图像是过原点的直线，斜率不变（电阻不变）；灯泡图像是向上弯曲的曲线，斜率逐渐增大（电阻增大）。 学生分组讨论斜率变化的原因，结合之前的结论形成完整认知。 学生观看实验视频，整体感受实验过程。 学生尝试设计“伏欧法测灯泡电阻”的实验步骤，在草稿纸上绘制电路图，标注电表测量对象。 学生回忆串联电路中电流的规律并应用与电路设计。 学生阅读多用电表说明书，在教师指导下完成 “电阻挡调零”“选择合适倍率（如 ×10 挡）”“测量定值电阻”的操作，记录测量值，与伏安法结果对比，分析“多用电表测量更便捷但精度略低”的特点。 通过问题引导学生调取欧姆定律和伏安法的相关知识。 通过“对比电路图→分析元件差异→推导变量”的过程，培养学生的实验设计逻辑，理解同一实验方法（伏安法）可用于探究不同问题。 引导学生思考器材选择与实验目标的关联，避免机械记忆，提升实验设计的针对性。 通过“注意事项→分组操作→教师指导”的流程，培养学生的规范实验操作能力，减少操作失误导致的误差。 要求记录“灯泡亮度”，为后续“温度→电阻”的推导提供直观证据（亮度反映温度），建立 “现象→数据→本质” 的关联。 通过“计算→对比→推导”的过程，培养学生的数据分析能力和逻辑推理能力，理解“多次测量”的不同目的（减小误差vs寻找规律）。 引导学生从“亮度（现象）”追溯到“温度（本质）”，深化对“电阻受温度影响”的物理观念，突破认知误区。 培养学生的“数形结合”思维，将抽象的“电阻变化”转化为直观的“图像斜率变化”，提升数据可视化分析能力。 通过对比定值电阻与灯泡的U-I图像，强化“电阻是否受温度影响”的差异认知，深化对导体电阻特性的理解。 通过实验视频，整体巩固实验过程和结论。 拓展学生的实验思维，从“伏安法”延伸到“伏欧法”，理解“利用串联电路规律间接测量物理量”的等效替代思想。 介绍多用电表这一实际测量工具，拉近物理知识与生活应用的距离，培养学生运用工具解决实际问题的能力。
6.板书设计
7.特色学习资源分析、技术手段应用说明 （1）教材中的“电压-电流图像”直观呈现了灯丝由暗变亮过程中电压与电流的非线性关系，助力学生从图像斜率变化感知电阻增大；“多用电表” 拓展了电阻测量的实际工具，可让学生了解除伏安法外更便捷的测量方式，丰富对电阻测量的认知；实验中“灯泡亮度变化”的直观现象，能与电阻、温度变化建立联系，帮助学生感性认知物理规律。 （2）技术手段应用：多媒体动画演示“灯丝温度升高时电阻丝微观结构变化”，辅助学生理解“电阻随温度增大”的微观本质；采用数据采集器与传感器替代传统电表，实时绘制灯泡发光过程的U I图像，快速、精准呈现数据变化趋势，提升学生对“电阻变化规律”的感知效率。
8.教学反思与改进 本节通过实验探究让学生认识到灯丝电阻的特性，多数学生能完成实验操作并从数据中发现电阻变化，但对“电阻随温度变化”的微观解释仍显模糊，可增加微观模拟动画的展示时长与讲解；部分学生在滑动变阻器调节时，对“如何均匀改变电压以获取多组有效数据”掌握不足，需在实验前更细致地指导滑动变阻器的操作要点；此外，可增加“不同功率灯泡对比实验”，让学生更深入理解电阻与温度、功率的关联，增强实验的探究性与拓展性。

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