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《3.4 欧姆定律（3）——伏安法测电阻》教学设计
课程名称 3.4 欧姆定律（3）——伏安法测电阻 课程类型 新授课
教学目标 1.科学观念：理解伏安法测电阻的原理——R=U/I，用电压表测出电阻两端电压、电流表测出通过电阻的电流，即可算出电阻；理解多次测量求平均值可以减小误差；理解滑动变阻器在本实验中的作用（保护电路；改变电阻两端电压和电流，实现多次测量）；了解伏阻法、安阻法等特殊方法测电阻的思路。 2.科学思维：通过比较“探究电流跟电阻的关系”与“伏安法测电阻”两个实验的异同（电路相同，前者多次测量是为找规律，后者是为取平均值减小误差），培养比较思维；通过设计仅有电压表或仅有电流表时测电阻的方案（利用已知定值电阻 R0），培养方案设计与迁移创新能力。 3.探究实践：能按实验要求完成伏安法测电阻：连接电路（闭合开关前滑片移到阻值最大处）、测量三组 U 和 I、代入 R=U/I 算出电阻、求三次测量值的平均值作为测定值；能正确理解滑动变阻器铭牌（如“2A 20Ω”“1A 10Ω”）的含义；能从 U-I 图像比较电阻大小；能设计伏阻法、安阻法测电阻的电路。 4.态度责任：通过分析“拼凑数据”的错误（识别不可信的实验数据），养成如实记录、反对数据造假的科学品德；在分组实验中培养合作规范操作的实验素养；体会测量方法的发展（从伏安法到各种特殊方法）所体现的创造精神。
教学重难点 （一）教学重点： 1.伏安法测电阻的原理、电路连接、测量步骤和数据处理（三次测量取平均值）。 2.滑动变阻器在本实验中的作用与使用规范。 （二）教学难点： 理解“求三次 R 的平均值”与“求 U、I 平均值再算电阻”的本质区别（欧姆定律的同一性）；特殊方法（伏阻法、安阻法）测电阻的方案设计。
教学过程 【环节一】情景导入 提出问题：灯泡灯丝、手机充电线、定值电阻……这些导体都有电阻，如何测量它们的电阻？由此引入用电压表和电流表测量电阻的方法——伏安法测电阻。 【环节二】新知探究 一、伏安法测电阻 （1）核心知识点： 实验目的：练习用电压表和电流表测电阻。实验器材：干电池 2 节，待测电阻 1 个，开关 1 个，电流表 1 个，电压表 1 个，滑动变阻器 1 个，导线若干。 实验原理：R=U/I（欧姆定律的变形）。 实验过程：①按电路图连接好电路，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片 P 移到阻值最大的位置；②闭合开关 S，读出电路中被测电阻两端的电压和通过电阻的电流，记录在表中；③改变滑动变阻器的阻值，再读数记入表格，如此再重复 1 次；④表中共有 3 组读数，代入 R=U/I 算出电阻值，最后计算电阻 3 次测量值的平均值，作为待测电阻 R 的测定值。 示例数据：三次测量 U=10V（1.0V 等对应数据）、I、R 分别为 10.1Ω、10Ω、9.9Ω 附近，平均值为 10Ω（如 12.1/1.2≈10.1，13.9/1.4≈9.9，平均约 10Ω）。 思考与讨论：①滑动变阻器上标有“2A 20Ω”或“1A 10Ω”的字样表示允许通过的最大电流和最大阻值；②某同学求出 3 次测量的电压平均值和电流平均值，再用平均值求电阻平均值——不可行，因为欧姆定律公式中 I、U、R 必须是同一时刻、同一导体所对应的数值，I1 与 U1 对应，与 U2、U3 无关，所以不能求 I、U 的平均值，只能分别算出三次电阻再取平均；③电流表用 0～0.6A 量程、电压表用 0～3V 量程时的读数：电流表示数 0.3A、电压表示数约 1.2V，被测电阻 R=U/I=1.2V/0.3A=4Ω；④变阻器在本实验中的作用：(1) 保护电路；(2) 改变电阻两端的电压，从而改变电路中的电流，达到多次测量求平均值的目的。 （2）学生活动： 分组完成伏安法测电阻实验，设计记录表格，测三组数据并求平均值。 完成四个思考与讨论，重点辨析“平均值的正确算法”。 （3）教师指导：突出“逐组对应计算再平均”的数据处理方法；结合实验数据示范表格设计与误差分析。 二、特殊方法测电阻 （1）核心知识点： 伏阻法（只有电压表和已知定值电阻 R0）：方法 1——将 R0 与 RX 串联，用电压表分别测出 R0 两端电压 U0 和 RX 两端电压 UX，由 I=U0/R0 得电路电流，则 RX=UX·R0/U0；方法 2——利用单刀双掷开关 S0 分别把电压表并联在 RX 两端和电源两端，测出 UX 和电源电压 U，则 RX=(U-UX)·R0/U0。 安阻法（只有电流表和已知定值电阻 R0）：方法 1——R0 与 RX 串联，利用开关 S1、S2 的通断分别测出串联电流 I 和只接入 R0 时的电流 I0，则电源电压不变，RX=(I0·R0-I·R0)/I=（I0/I-1)R0；方法 2——利用开关切换分别测出通过 RX 的电流与干路电流（并联结构），利用并联电压相等求 RX。 （2）学生活动：分析四种测量 Rx 的电路设计方案（电源电压恒定且未知，R0 已知，只能闭合或断开开关及移动滑片），判断哪些能够测出 Rx（其中②③④可行）；用“伏安法”比较三个未知电阻 a、b、c 的大小：先判断测电阻的正确电路图（①，电压表并联在待测电阻两端、电流表串联），再根据 U-I 图像判断阻值最大的电阻（同一电压下电流最小的 c）。 （3）教师指导：引导学生抓住“缺电流表就用已知电阻的电压算电流、缺电压表就用已知电阻的电流算电压”的设计思想，体会方法迁移。 【环节三】课堂小结 引导学生回顾本课核心内容： 伏安法测电阻的原理和步骤是什么？为什么要多次测量求平均值？ 滑动变阻器在本实验中的作用是什么？ 只有电压表或只有电流表时，怎样测未知电阻？ 学生梳理知识框架，教师总结强调数据处理的规范与实验方案的设计思想。 【环节四】作业设计 1.完成课件“小试牛刀”中的习题（识别拼凑的数据组、比较两个实验的多测数据目的、判断可测 Rx 的电路、由 U-I 图像比较电阻大小）。 2.设计一个“只有电流表和已知定值电阻”测量 Rx 的电路图，写出 Rx 的表达式和简要步骤。
板书设计 3.4 欧姆定律（3）——伏安法测电阻 一、原理：R=U/I（伏安法） 步骤：连接电路（滑片置最大）→测三组 U、I→分别算 R→求平均值减小误差 二、滑动变阻器：①保护电路 ②改变电压电流，实现多次测量 注意：R 必须同一时刻、同一导体对应（不能先平均 U、I） 三、特殊方法 伏阻法：缺电流表，用 R0 的电压算电流 安阻法：缺电压表，用 R0 的电流算电压
教学反思 1. 效果评估： （1）知识掌握：大部分学生掌握了伏安法测电阻的原理和步骤，能正确处理数据求平均值；但“不能先求 U、I 平均值”的理解仍有部分学生不到位，特殊方法测电阻的设计只有少数学有余力的学生能独立完成。 （2）实验操作：分组实验中多数小组能规范连接电路、正确选择量程并完成三次测量；个别小组把电压表并联到滑动变阻器两端，读数后不能直接算出待测电阻，经指导改正。 （3）思维培养：两个实验的比较训练了比较法；“拼凑数据”的辨析使学生体会到识别异常数据的必要性；特殊方法的设计讨论激发了学生的创新思维。 （4）态度责任：通过数据真实性的讨论，学生树立了“数据必须真实、不可拼凑造假”的科研诚信意识。 2. 改进方向： （1）可让学生课前预习设计记录表格，课上直接展示互评，提高效率。 （2）特殊方法测电阻可作为分层作业，给学有余力的学生提供拓展空间。 （3）实验评价可增加“误差来源分析”专项（读数误差、电表内阻影响的定性介绍）。 （4）可将“用伏安法比较三个电阻”改为真实器材的小组竞赛，增强趣味性。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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