初中物理電阻測(cè)量教案應(yīng)該怎么設(shè)計(jì)
教案是教學(xué)成功的重要保證。既然教案這么重要,那么下面學(xué)習(xí)啦小編就分享給大家的初中物理電阻測(cè)量教案設(shè)計(jì)的資料,希望大家喜歡!
初中物理電阻測(cè)量教案設(shè)計(jì)一
1.教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能
⑴知道什么是電阻,知道電阻的單位,知道決定導(dǎo)體電阻大小的因素。
⑵了解滑動(dòng)變阻器的基本結(jié)構(gòu)和原理,會(huì)使用滑動(dòng)變阻器改變電路中的電流。
過(guò)程與方法
⑶通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究,了解導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積有關(guān),理解控制變量的科學(xué)方法。
情感態(tài)度與價(jià)值觀
?、韧ㄟ^(guò)觀察和使用滑動(dòng)變阻器,體會(huì)滑動(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)之巧、之妙,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。
2.教材說(shuō)明
本節(jié)主要內(nèi)容有:電阻及其單位,決定電阻大小的因素,滑動(dòng)變阻器。
電阻與電流、電壓一樣,是電學(xué)中的重要物理量。電阻器是電阻知識(shí)的應(yīng)用,定值電阻和變阻器在電學(xué)實(shí)驗(yàn)和無(wú)線電技術(shù)中應(yīng)用很廣泛?;瑒?dòng)變阻器的學(xué)習(xí),既有助于學(xué)生更好地理解電阻的概念,又為后續(xù)的學(xué)習(xí)——特別是做電學(xué)實(shí)驗(yàn)作了必要的準(zhǔn)備。
本節(jié)教材的編寫思路:教材開宗明義,通過(guò)一個(gè)生活現(xiàn)象,使學(xué)生意識(shí)到“兩燈泡的燈絲”對(duì)電流的阻礙作用不同,進(jìn)而學(xué)習(xí)什么是電阻和電阻的單位,并激發(fā)學(xué)生探究電阻的興趣。知道了電阻及其單位,自然會(huì)產(chǎn)生一個(gè)疑問(wèn):不同的導(dǎo)體,電阻有大有小,那么電阻的大小與哪些因素有關(guān)?“活動(dòng)1”讓學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn),探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素,并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中體會(huì)控制變量的科學(xué)方法。研究導(dǎo)體的電阻跟長(zhǎng)度、橫截面積、材料的關(guān)系,不僅加深了學(xué)生對(duì)電阻的理解,也是學(xué)生學(xué)習(xí)滑動(dòng)變阻器的基礎(chǔ)。關(guān)于滑動(dòng)變阻器,教材安排了兩個(gè)活動(dòng)。“活動(dòng)2”讓學(xué)生對(duì)照實(shí)物和結(jié)構(gòu)圖,邊觀察、邊閱讀,并通過(guò)幾個(gè)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思考討論,從而搞清滑動(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)和原理,學(xué)會(huì)畫其結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)。“活動(dòng)3”讓學(xué)生練習(xí)使用滑動(dòng)變阻器,重點(diǎn)學(xué)習(xí)滑動(dòng)變阻器的接法和調(diào)節(jié),為下一節(jié)探究歐姆定律奠定基礎(chǔ)。
本節(jié)教學(xué)重點(diǎn):電阻的概念、導(dǎo)體的電阻跟哪些因素有關(guān),是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)。
本節(jié)教學(xué)難點(diǎn):滑動(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)和使用是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn)。
3.教學(xué)建議
本章內(nèi)容是上一章電路知識(shí)的繼續(xù),思路順承上一章,所以,對(duì)于章標(biāo)題可不必設(shè)計(jì)專門的“引入”(如直接點(diǎn)題:本章我們將繼續(xù)探討電路中的規(guī)律),僅引入第一節(jié)電阻即可。
什么是導(dǎo)體的電阻
關(guān)于電阻,可以像教材那樣從生活現(xiàn)象引入,也可以通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)引入,以下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)可供參考。
實(shí)驗(yàn)1:如圖12-1所示,電源為三節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組,L為3.8V的小燈泡,先后將兩根長(zhǎng)度、橫截面積相同的銅導(dǎo)線絲和鎳鉻合金線接入電路M、N之間,引導(dǎo)學(xué)生觀察比較電流表的示數(shù)和小燈泡的亮度。
啟發(fā)學(xué)生思考:前后兩次實(shí)驗(yàn),電源電壓相同,為什么接入銅線時(shí)電流較大,而接入鎳鉻合金線時(shí)電流較小?
學(xué)生思考、討論。
教師:這兩段導(dǎo)體分別接入電路時(shí),電路中的電流大小不同,這說(shuō)明導(dǎo)體在導(dǎo)電的同時(shí),對(duì)電流還有一定的阻礙作用(讓學(xué)生指出哪段導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用較大)。為了表示導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小,物理學(xué)中引入了電阻的概念。
實(shí)驗(yàn)2:如圖12-2所示,電源由兩節(jié)干電池串聯(lián)組成,L1和L2分別為2.5V和3.8V的小燈泡,閉合開關(guān),觀察比較小燈泡的亮度。
教師(啟發(fā)):兩個(gè)小燈泡兩端的電壓相等嗎?通過(guò)它們的電流相等嗎?(當(dāng)學(xué)生回答電流不等后,可用電流表測(cè)量各支路的電流,證明學(xué)生的推測(cè)。)原來(lái),小燈泡的燈絲一方面能夠?qū)щ?,另一方面?duì)電流有阻礙作用,而且這兩個(gè)燈泡的燈絲對(duì)電流的阻礙作用不同。誰(shuí)對(duì)電流的阻礙作用較大?(學(xué)生:3.8V的燈泡。)物理學(xué)中把導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小叫電阻。
實(shí)驗(yàn)3:如圖12-3所示,用一個(gè)金屬夾(作滑片)、一段鎳鉻合金線制作一個(gè)滑線變阻器,將該“變阻器”與小燈泡、電流表、開關(guān)串聯(lián)起來(lái),接在電源上。緩緩滑動(dòng)金屬夾,小燈泡的亮度逐漸變化。
學(xué)生首次看到這種現(xiàn)象,感到既“好玩”又好奇。
教師:小燈泡的亮度為什么會(huì)變化呢?(稍停,讓學(xué)生思考或猜測(cè)。)原來(lái),當(dāng)移動(dòng)金屬夾時(shí),合金導(dǎo)線對(duì)電流阻礙作用的大小發(fā)生了變化,致使電路中的電流發(fā)生變化。滑動(dòng)金屬夾使燈泡變亮,此時(shí)合金線對(duì)電流的阻礙比剛才大了還是小了?(學(xué)生:對(duì)電流阻礙作用變小了。)物理學(xué)中把導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小叫電阻。
還可以根據(jù)滑動(dòng)變阻器的原理,制作諸如電子拉力計(jì)、壓力計(jì)或風(fēng)力計(jì)等,通過(guò)電流表顯示其工作時(shí)電流的變化情況,引入電阻。
關(guān)于電阻的單位,可以直接告訴學(xué)生,或讓學(xué)生看書自學(xué),然后出示兩道練習(xí)題,讓學(xué)生進(jìn)行單位換算,既及時(shí)鞏固了知識(shí),又鍛煉了學(xué)生換算單位的能力。
為了使學(xué)生對(duì)電阻的單位“歐姆”具有感性認(rèn)識(shí),可以向?qū)W生介紹一些電器正常工作時(shí)的電阻值(見教材32頁(yè)頁(yè))。
電阻與哪些因素有關(guān)
教師(過(guò)渡):不同的導(dǎo)體,電阻有大有小。那么電阻的大小與哪些因素有關(guān)呢?我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。
關(guān)于“活動(dòng)1”的教學(xué),這里提供兩種方案,以資參考。
方案1:學(xué)案式教學(xué)法
對(duì)于“活動(dòng)1”,教材是以“學(xué)案”的形式編寫的,可以按照教材的編寫思路進(jìn)行教學(xué),即先讓學(xué)生參照教材進(jìn)行實(shí)驗(yàn),待學(xué)生有了感性認(rèn)識(shí),再歸納總結(jié)、反思方法。
具體教學(xué)時(shí),教師可先向?qū)W生介紹實(shí)驗(yàn)器材,然后讓學(xué)生認(rèn)真閱讀教材,明確每一步的實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮头椒?,再?dòng)手操作。
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論后,組織學(xué)生匯報(bào)交流。匯報(bào)和交流包括兩個(gè)方面:一是得出結(jié)論,即導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積有關(guān);二是總結(jié)方法,讓學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)過(guò)程,具體說(shuō)明怎樣用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn),如保持哪些量不變?改變什么量?比較哪兩個(gè)量的變化?二者是否有關(guān)?
方案2:探究式教學(xué)法
對(duì)于學(xué)生基礎(chǔ)比較好的學(xué)?;虬嗉?jí),可以按下面的方法進(jìn)行教學(xué),讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程。
首先讓學(xué)生猜想電阻的大小可能與哪些因素有關(guān)?為便于學(xué)生提出猜想,采用這種教學(xué)法時(shí),“本節(jié)課的引入”最好采用上面圖12-3所示的實(shí)驗(yàn)。因?yàn)閷W(xué)生結(jié)合圖12-3所示的實(shí)驗(yàn),很容易想到電阻跟導(dǎo)體的長(zhǎng)度有關(guān),再給學(xué)生留點(diǎn)思考、討論的時(shí)間,他們一般能陸續(xù)說(shuō)出電阻還可能跟導(dǎo)體的橫截面積、材料有關(guān)。
為啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),教師可把學(xué)生的猜想板書在黑板上:電阻的大小可能與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積、材料有關(guān)。
教師:要研究電阻跟幾個(gè)因素的關(guān)系,應(yīng)當(dāng)選用什么方法?(控制變量法)具體說(shuō)明控制哪些量不變?改變什么量?通過(guò)什么辦法可以比較出電阻的大小?
在教師的啟發(fā)下,學(xué)生結(jié)合自己桌面上的器材,經(jīng)過(guò)思考討論,設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案。
學(xué)生按照設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),最后分析歸納得出結(jié)論。
關(guān)于“導(dǎo)體的電阻跟溫度有關(guān)”,可通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論。取廢舊日光燈的燈絲或用細(xì)鐵絲繞制的線圈,接入圖12-1所示電路的M、N兩端,用酒精燈緩緩地給燈絲加熱,讓學(xué)生觀察加熱前后小燈泡亮度的變化,由此判斷電阻的變化,進(jìn)而得出結(jié)論:導(dǎo)體的電阻跟溫度有關(guān)。同時(shí)向?qū)W生說(shuō)明:對(duì)大多數(shù)導(dǎo)體來(lái)說(shuō),溫度越高,電阻越大。
關(guān)于“幾種導(dǎo)電材料的電阻”和“一些電器正常工作時(shí)的電阻”,目的是增加學(xué)生對(duì)電阻大小的感性認(rèn)識(shí),使所學(xué)知識(shí)與生活實(shí)際聯(lián)系起來(lái),不要求學(xué)生記憶有關(guān)數(shù)據(jù)。對(duì)于這兩個(gè)表格,可以讓學(xué)生閱讀自學(xué);為加強(qiáng)學(xué)生的印象,也可以由老師提出某材料或電器,學(xué)生查找對(duì)應(yīng)的電阻值,或者讓學(xué)生比較它們電阻的大小;也可以讓學(xué)生結(jié)合表中數(shù)據(jù),說(shuō)說(shuō)為什么前面圖12-3中的實(shí)驗(yàn)用鎳鉻合金作滑線?導(dǎo)線為什么用銅絲?還可以再補(bǔ)充一些電阻值,以拓展學(xué)生的視野。
電阻器
關(guān)于定值電阻和電位器,可以收集一些實(shí)物照片,用多媒體展示、介紹;如果條件允許,最好能收集(或到電子元件商店購(gòu)買)一些實(shí)物,課上分發(fā)給學(xué)生,讓學(xué)生觀察;也可以準(zhǔn)備一些帶有電位器的用電器,如收音機(jī)等,通過(guò)調(diào)節(jié)音量旋鈕,改變其音量。對(duì)于電阻的符號(hào),可在介紹了定值電阻之后告訴學(xué)生。作為練習(xí),可以讓學(xué)生畫一個(gè)由電阻、開關(guān)、電源組成的電路圖。變阻器的符號(hào)可在“活動(dòng)2”中介紹。
滑動(dòng)變阻器的構(gòu)造是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn)。對(duì)于“活動(dòng)2”,可以讓學(xué)生對(duì)照實(shí)物和教材圖12-5及有關(guān)文字,邊觀察、邊閱讀、邊思考;如有疑問(wèn),同學(xué)之間相互交流;對(duì)于小組內(nèi)部解決不了的疑難問(wèn)題,分組活動(dòng)完成后,全班集中交流討論,教師視情況點(diǎn)撥引導(dǎo)、提煉總結(jié)。
通過(guò)活動(dòng)2,應(yīng)達(dá)到如下目的:
?、鸥闱寤瑒?dòng)變阻器的構(gòu)造:金屬桿的電阻很小,其兩端接線柱間的電阻值幾乎為零,可以忽略不計(jì);圓筒上纏繞的是表面涂有絕緣層的電阻絲,其阻值較大,標(biāo)牌上所標(biāo)的“50Ω”即指電阻絲兩端接線柱間的電阻值;滑片可以在金屬桿上左右移動(dòng),滑片的上部與金屬桿相連,下端通過(guò)電阻絲的接觸滑道(刮去絕緣層的部分)與電阻絲相連通。
⑵弄懂滑動(dòng)變阻器的原理:通過(guò)改變連入電路的電阻絲的長(zhǎng)度來(lái)改變接入電路中電阻的大小。當(dāng)把滑動(dòng)變阻器的兩個(gè)接線柱接入電路時(shí)(不要求不出現(xiàn)三個(gè)接線柱同時(shí)接入電路的情況),學(xué)生應(yīng)能指出或畫出電流的路徑,知道電阻絲的哪部分被連入電路,當(dāng)滑片向左或向右移動(dòng)時(shí),能判斷出連入電路的電阻變大還是變小。為使教學(xué)更加直觀,最好制作一個(gè)關(guān)于滑動(dòng)變阻器的動(dòng)畫,當(dāng)連入不同的接線柱時(shí),動(dòng)畫能清楚地顯示電流的路經(jīng)。如果條件不允許,可以在黑板上畫幾個(gè)滑動(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖12-4所示,教師畫出不同的連接方法,讓學(xué)生用彩色粉筆描出電流的路徑,判斷移動(dòng)滑片時(shí)電阻的變化情況。最后總結(jié):將“A與D”、“A與C”、“B與C”或“B與D”兩個(gè)接線柱分別接入電路時(shí),能起到變阻作用;將“A與B”或“C與D”兩個(gè)接線柱分別接入電路時(shí),不能起到變阻的作用。
⑶會(huì)畫滑動(dòng)變阻器的符號(hào):學(xué)生知道了滑動(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)和原理,學(xué)習(xí)變阻器的符號(hào)就容易了。需要注意的是,有的學(xué)生雖然會(huì)畫一個(gè)滑動(dòng)變阻器的符號(hào),但應(yīng)用到具體電路圖中卻容易出錯(cuò),所以應(yīng)當(dāng)結(jié)合一個(gè)完整的電路圖,讓學(xué)生練習(xí)滑動(dòng)變阻器的畫法。
為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力,對(duì)于“活動(dòng)2”,也可以采取“讓學(xué)生自制變阻器”的方法開展教學(xué):首先明確活動(dòng)目的,即讓學(xué)生利用電阻絲等器材自制一個(gè)能改變電阻大小的儀器,學(xué)生通過(guò)構(gòu)思、實(shí)驗(yàn)、嘗試、交流、改進(jìn),體會(huì)到發(fā)明創(chuàng)造的曲折和樂趣;然后讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)室實(shí)用的滑動(dòng)變阻器,并與自己制作的變阻器對(duì)比,體會(huì)到滑動(dòng)變阻器設(shè)計(jì)之巧妙(如電阻絲繞在圓筒上等)。
“活動(dòng)3“的目的是讓學(xué)生練習(xí)使用滑動(dòng)變阻器,學(xué)生通過(guò)動(dòng)手操作,學(xué)會(huì)滑動(dòng)變阻器的連接、調(diào)節(jié)及判斷電阻的變化,同時(shí)體會(huì)到成功的喜悅(當(dāng)小燈泡的亮度發(fā)生變化時(shí)),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
學(xué)生活動(dòng)時(shí),教師要注意指導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生形成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。如:連接電路時(shí),要斷開開關(guān),滑動(dòng)變阻器的滑片要調(diào)到阻值最大的位置;調(diào)節(jié)滑片前,可先分析當(dāng)向左或向右移動(dòng)滑片時(shí),電阻將如何變化,電流如何變化,然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)自己的判斷,或者先實(shí)驗(yàn)觀察后分析原因,使理論分析與實(shí)踐操作相結(jié)合。
4.教學(xué)評(píng)價(jià)
課堂測(cè)評(píng)
1.生活中常用的導(dǎo)線通常是用銅或鋁做的,你是否思考過(guò):鋼鐵也是導(dǎo)體,而且價(jià)格便宜,為什么不用鋼鐵來(lái)做導(dǎo)線呢?
2.人的皮膚干燥時(shí),雙手之間的電阻約為幾千歐至幾萬(wàn)歐,10kΩ= Ω;我們平常說(shuō)的絕緣體,其電阻一般應(yīng)在1MΩ以上,1MΩ= Ω。
3.實(shí)驗(yàn)室里某滑動(dòng)變阻器名牌上標(biāo)有“20Ω 1A”的字樣,它表示該變阻器電阻的變化范圍是 ,1A表示的是該滑動(dòng)變阻器 。
4.在圖12-5所示的電路中,滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻絲是 段(用字母表示)。閉合開關(guān),當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向左移動(dòng)時(shí),變阻器連入電路的電阻 (選填“變大”“變小”或“不變”)。
5.如圖12-6所示,當(dāng)開關(guān)閉合后,用酒精燈對(duì)導(dǎo)線加熱,電流表的讀數(shù)會(huì) ,這是因?yàn)閷?dǎo)體的電阻與 有關(guān),酒精燈對(duì)導(dǎo)線加熱時(shí),導(dǎo)線的電阻 (選填“變大”“變小”或“不變”)。
6.關(guān)于導(dǎo)體的電阻值,下列說(shuō)法中正確的是( )
A.粗細(xì)相同的兩根導(dǎo)線,較長(zhǎng)的那根電阻一定較大
B.鎳鉻合金絲的電阻一定比銅絲的電阻大
C.長(zhǎng)短相同的兩根導(dǎo)線,橫截面積較小的那根電阻一定較大
D.常溫下同種材料制成的長(zhǎng)短相同的兩根導(dǎo)線,粗導(dǎo)線的電阻一定小
7.如圖12-7所示,滑動(dòng)變阻器有A、B、C、D四個(gè)接線柱,將該變阻器與一個(gè)小燈泡串聯(lián)后接入電路,通電后使滑片P向右移動(dòng),小燈泡逐漸變亮,下面4種接法中正確的是( )
A B C D
圖12-7
8.電位器是變阻器的一種,它可以用來(lái)改變收音機(jī)的音量。小紅買了一個(gè)電位器,如圖12-8所示。如果把它與燈泡串聯(lián)起來(lái),利用它改變燈的亮度,請(qǐng)仔細(xì)觀察,現(xiàn)想使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),燈泡變暗,下列連法正確的是( )
A.連接A、C B.連接B、C
C.連接A、B D.以上都不正確
9.在做“研究導(dǎo)體的電阻跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)時(shí),老師為同學(xué)們準(zhǔn)備了以下幾種電阻絲。
導(dǎo)線代號(hào) A B C D E F G
長(zhǎng) 度 / m 1.0 0.5 1.5 1.0 2.0 0.5 0.5
橫截面積 / mm2 3.0 0.8 1.2 0.8 3.0 1.2 1.2
材 料 鐵 鎢 鎳鉻合金 鐵 鎢 鎳鉻合金 鋁
?、艦榱搜芯繉?dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度的關(guān)系,應(yīng)選用導(dǎo)線C和 (填寫代號(hào))進(jìn)行實(shí)驗(yàn);
?、茷榱搜芯繉?dǎo)體的電阻與材料的關(guān)系,應(yīng)選用 兩根導(dǎo)線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較;
?、侨邕x用了A和D兩根導(dǎo)線進(jìn)行實(shí)驗(yàn),則是為了研究導(dǎo)體的電阻與 的關(guān)系。
10.如圖12-9所示,AC、EG分別為長(zhǎng)度和粗細(xì)都相同的錳銅絲和鎳鉻合金絲,B、F分別為這兩段電阻絲的中點(diǎn),曉薇同學(xué)用該裝置做“探究決定電阻大小因素”的實(shí)驗(yàn),記錄數(shù)據(jù)見下表:
步驟 M接 N接 電流/A
1 A C 0.5
2 A B 1.0
3 A和C B 2.0
4 E G 0.2
5 E F 0.4
6 E和G F 0.8
⑴比較步驟 ,得出結(jié)論:導(dǎo)體電阻大小與材料有關(guān);
?、票容^步驟1和2(或4與5),得出結(jié)論: ;
⑶比較步驟2和3(或5與6),得出結(jié)論: 。
11.圖12-10給出了幾個(gè)元件,要求用滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)小燈泡的亮度,電流表測(cè)量電路中的電流,電壓表測(cè)量燈泡兩端的電壓。
⑴畫出電路圖,并按電路圖連接實(shí)物圖。
圖12-10
?、聘鶕?jù)連接的實(shí)物圖完成下表。
滑片P 變阻器連入的電阻變化情況 小燈泡的亮度變化情況 電流表的示數(shù)變化情況
向右移動(dòng)
向左移動(dòng)
參考答案
1.在長(zhǎng)度和橫截面積相同的條件下,鋼鐵的電阻比銅和鋁的大,電流不容易通過(guò)。
2.104Ω 106Ω
3.0~20Ω 允許通過(guò)的最大電流為1A
4.AP 變小
5.減少 溫度 變大
6.D 7.B 8.C
9.⑴F ⑵F、G ⑶橫截面積
10.⑴1與4(或2與5,或3與6) ⑵橫截面積和材料相同時(shí),導(dǎo)線越長(zhǎng)電阻越大 ⑶長(zhǎng)度和材料相同時(shí),橫截面積越大電阻越小
11.⑴如圖12-11所示。
圖12-11
⑵如下表所示:
滑片P 變阻器連入的電阻變化情況 小燈泡的亮度變化情況 電流表的示數(shù)變化情況
向右移動(dòng) 變 大 變 暗 變 小
向左移動(dòng) 變 小 變 亮 變 大
“自我評(píng)價(jià)與作業(yè)”指導(dǎo)
1.右 左
2.能起到變阻作用的接法是:將“A和C”,或“A和D”“B和C”“B和D” 接入電路。將“A和B”或“C和D”接入電路不能起到變阻作用。
課外活動(dòng)
本活動(dòng)旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。要充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性,讓學(xué)生自選器材,動(dòng)手制作。
下面的方案可供參考。
如圖12-12所示,可以用較粗的帶絕緣皮的鋁導(dǎo)線作燈桿,用半個(gè)乒乓球或小塑料瓶作燈罩,用回形針或按扣作開關(guān),用塑料盒、硬紙盒或小木板作底座。各部分之間用粘合性較強(qiáng)的膠水(五金商店有售)粘接。
初中物理電阻測(cè)量教案設(shè)計(jì)二
【教學(xué)過(guò)程】
一、提出研究課題
布置實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)時(shí),提出以下研究課題:
1.回憶測(cè)定金屬電阻率的原理是什么?需要測(cè)定哪些物理量,需要哪些器材,需要注意哪些問(wèn)題。
2.現(xiàn)在要測(cè)定自來(lái)水的電阻率,能否借鑒測(cè)定金屬電阻率的方法?如果能,考慮可采用哪些方法,需要哪些器材;如果不能,則困難在哪里,能否想辦法解決。
3.考慮本實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生哪些故障,應(yīng)注意哪些問(wèn)題,各實(shí)驗(yàn)器材、儀表的使用方法是否熟練掌握。
二、討論實(shí)驗(yàn)方案
提出研究課題后,學(xué)生相互探討,提出測(cè)自來(lái)水電阻率的主要困難在于它不像金屬絲一樣有固定形狀,繼而討論解決的辦法。學(xué)生一致認(rèn)為用直玻璃管盛入自來(lái)水,使之成為水柱,即可解決問(wèn)題。經(jīng)進(jìn)一步的討論,學(xué)生提出多種實(shí)驗(yàn)方案,經(jīng)教師適當(dāng)?shù)丶右砸龑?dǎo)和歸納,得到較典型的兩種實(shí)驗(yàn)方案。
方案一:伏安法
把自來(lái)水盛在長(zhǎng)直玻璃管中,兩端用橡皮塞堵住,并插入硬電極,將其接入電路,用伏安法測(cè)出水柱兩端的電壓u和通過(guò)的電流i,則據(jù)歐姆定律r=u/i可求出水柱電阻。用米尺測(cè)出水柱的實(shí)際長(zhǎng)度l,用游標(biāo)卡尺測(cè)出玻璃管的內(nèi)徑r,通過(guò)s=πr2算出s的大小,由公式r=ρl/s即可求出ρ值的大小。電路如圖1所示,由于自來(lái)水電阻值很大,故電路采用內(nèi)接法。
方案二:萬(wàn)用電表直接測(cè)量法
玻璃管中水柱的電阻也可用萬(wàn)用電表歐姆擋直接測(cè)出,其他步驟和方案一相同,電路如圖2所示。
三、探索實(shí)驗(yàn)方法
由學(xué)生自由地選擇方案,確定實(shí)驗(yàn)器材,分組實(shí)驗(yàn)。學(xué)生大致按以下實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作:
?、儆糜螛?biāo)卡尺測(cè)出玻璃管的內(nèi)徑r;
?、趯⒉AЧ苁⑺?,兩端用橡皮塞堵住,用米尺測(cè)出水柱的實(shí)際長(zhǎng)度l;
?、墼谙鹌と喜迦胗搽姌O,按事先設(shè)計(jì)的方案連接好電路,測(cè)出水柱的電阻r或一組u、i的值;
?、芨淖兯膶?shí)際長(zhǎng)度,重做上述實(shí)驗(yàn)三次。
以上各步中所測(cè)得的數(shù)據(jù)均應(yīng)填入事先設(shè)計(jì)的表格中,算出每組所測(cè)出的電阻率,取平均值。
學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)了以下一些問(wèn)題:
?、龠x擇方案一的實(shí)驗(yàn)組中絕大部分選擇安培表作為電路中電流表使用,結(jié)果指針幾乎不動(dòng),經(jīng)研究討論后,才陸續(xù)將安培表?yè)Q作毫安表,實(shí)驗(yàn)結(jié)果較好。
②算出結(jié)果后,各實(shí)驗(yàn)小組相互比較所測(cè)得的電阻率的數(shù)值,發(fā)現(xiàn)差別較大,其中最大的為84.36ω·m,最小的為68.23ω·m。教師提問(wèn):為什么會(huì)有如此大的差別?能否找出原因?學(xué)生仔細(xì)觀察分析后,整理下列四種可能原因:一是偶然誤差;二是各組所用儀表不準(zhǔn)或不一致;三是各組所用自來(lái)水本身有差別;四是各組所采用的電極形狀大小與水柱接觸面不同,電極插入水中的深度不同。進(jìn)一步分析得出,最后一種原因可能是主要原因。教師建議:換用不同形狀、大小的電極再做實(shí)驗(yàn),并討論采用怎樣的電極最為合理。
③幾乎沒有人注意到溫度對(duì)電阻率的影響而主動(dòng)提出對(duì)自來(lái)水溫度的測(cè)定,教師建議:請(qǐng)同學(xué)們換用熱水重做幾組實(shí)驗(yàn),看測(cè)量結(jié)果和冷水是否相同。這說(shuō)明大家的實(shí)驗(yàn)步驟中忽略了什么?
四、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,教師指導(dǎo)學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告,實(shí)驗(yàn)報(bào)告包括以下幾點(diǎn):
①所設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的原理、實(shí)驗(yàn)條件;
?、趯?shí)驗(yàn)所用的器材及簡(jiǎn)單電路圖;
?、鬯O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)操作步驟;
?、芰谐鰧?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格,算出實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
五、布置課外實(shí)驗(yàn)
①若用金屬管或橡膠管進(jìn)行裝水實(shí)驗(yàn),對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否有影響?
?、谌粼谧詠?lái)水中分別加入食鹽、酒精或洗衣粉,其電阻率有變化嗎?
?、燮垦b礦泉水、純凈水、蒸餾水、可口可樂等飲料的電阻率又是多少?
請(qǐng)同學(xué)們利用課外時(shí)間做一做。
初中物理電阻測(cè)量教案設(shè)計(jì)三
教學(xué)目標(biāo)
(一)知識(shí)目標(biāo)
1、理解伏安法測(cè)電阻的原理。
2、知道伏安法測(cè)電阻有內(nèi)接和外接兩種方法。
3、理解兩種方法的誤差原因,并能在實(shí)際中作出選擇。
4、理解多用電表直流電流檔、直流電壓檔、歐姆檔的基本原理.
(二)能力目標(biāo)
1、通過(guò)本課的測(cè)量誤差分析,實(shí)際測(cè)量對(duì)比分析,培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力和分析能力。
2、了解歐姆表的原理,學(xué)會(huì)使用歐姆表。
3、練習(xí)使用多用電表。
(三)情感目標(biāo)
1、通過(guò)本課學(xué)生測(cè)量分析,器材選擇判斷,樹立學(xué)生知識(shí)來(lái)源于實(shí)踐,應(yīng)用于實(shí)踐的觀點(diǎn)。
教學(xué)建議
1、伏安法測(cè)電阻這個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)了,但是初中時(shí)只要求學(xué)生掌握測(cè)量基本原理,不需要學(xué)生考慮測(cè)量的誤差以及引起誤差的原因,也不需要學(xué)生掌握兩種連接方法,而在高中階段,本節(jié)重點(diǎn)是伏安法測(cè)電阻的兩種接法,使學(xué)生知道在什么情況下應(yīng)該用哪種接法,知道兩種接法對(duì)測(cè)量值帶來(lái)的不同測(cè)量結(jié)果,要求學(xué)生對(duì)兩種連接方法所產(chǎn)生的誤差來(lái)源有所了解。
在新課講解中可以首先復(fù)習(xí)電阻定義,引出測(cè)量電阻的思路,結(jié)合具體實(shí)際,提出兩種測(cè)量方式,分析誤差原因,總結(jié)適用條件,通過(guò)測(cè)量分析,進(jìn)一步鞏固。通過(guò)器材分析選擇,培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題能力。
學(xué)生活動(dòng)展開時(shí)應(yīng)該在教師的引導(dǎo)下,分析兩種測(cè)量電阻方法的誤差原因及適用條件,利用自行測(cè)量進(jìn)一步體會(huì)適用條件,通過(guò)練習(xí)題,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生綜合分析能力,器材選擇判斷能力,解決實(shí)際問(wèn)題能力。本節(jié)是閉合電路歐姆定律的運(yùn)用,具有聯(lián)系實(shí)際的意義,為學(xué)生提供運(yùn)用知識(shí)分析和解決問(wèn)題的機(jī)會(huì)
2、教材要求了解歐姆表的原理,不要求進(jìn)一步講解歐姆表的刻度等問(wèn)題.
通過(guò)對(duì)歐姆表原理的講解,進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生使用歐姆表的能力,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)歐姆表在使用前調(diào)零的重要性和必要性,使學(xué)生分清歐姆表的各檔位之間的轉(zhuǎn)換,知道歐姆表內(nèi)置電源的正負(fù)極與兩個(gè)表筆之間的連接,會(huì)對(duì)歐姆表進(jìn)行讀數(shù)和測(cè)量。
3、對(duì)于程度不同的學(xué)生可以采取不同的教學(xué)方法,如果學(xué)生的程度較好,可以對(duì)進(jìn)行展開教學(xué)。除了講解以上兩種電阻測(cè)量方法以外,還可以向?qū)W生介紹其他方法。比如替代法,補(bǔ)償法,惠斯通電橋法,另有利用一個(gè)已知電阻和伏特表,一個(gè)已知電阻和安培表進(jìn)行測(cè)量的方法。
教學(xué)設(shè)計(jì)示例
一、教學(xué)目標(biāo)
1、在物理知識(shí)方面的要求:
(1)了解用伏安法測(cè)電阻,知道伏安法測(cè)電阻有內(nèi)接和外接兩種方法,無(wú)論用“內(nèi)接法”還是“外接法”,測(cè)出的阻值都有誤差。
(2)懂得誤差的產(chǎn)生是由于電壓表的分流或電流表的分壓作用造成的,并能在實(shí)際中根據(jù)給出的具體數(shù)據(jù)考慮選用什么規(guī)格的儀器。
(3)知道歐姆表測(cè)電阻的原理。
2、能力方面的要求:
(1)引導(dǎo)學(xué)生理解觀察內(nèi)容的真實(shí)性,鼓勵(lì)學(xué)生尋查意外現(xiàn)象及異常現(xiàn)象所發(fā)生的原因。
(2)通過(guò)本課的測(cè)量誤差分析,實(shí)際測(cè)量對(duì)比分析,培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力和分析能力。
(3)培養(yǎng)學(xué)生細(xì)心操作、認(rèn)真觀察的習(xí)慣和分析實(shí)際問(wèn)題的能力。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1、重點(diǎn):使學(xué)生掌握引起測(cè)量誤差的原因及減小誤差的方法。
2、難點(diǎn)
(1)誤差的相對(duì)性。
(2)根據(jù)給出的具體數(shù)據(jù)考慮選用什么規(guī)格的儀器來(lái)減小誤差。
三、教具
電壓表,電流表,歐姆表,測(cè)電阻的示教板。
四、主要教學(xué)過(guò)程
(-)引入新課
我們?cè)诔踔袝r(shí)已經(jīng)做過(guò)了“用電壓表、電流表測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn),現(xiàn)在,再做“伏安法測(cè)電阻”,是不是簡(jiǎn)單的重復(fù)呢?大家可以回想一下,當(dāng)初做實(shí)驗(yàn)時(shí)的情況,把兩個(gè)示數(shù)相除,再多次求平均即可,那你們有沒有想過(guò),這樣得到的就是電阻的真實(shí)值嗎?不是,原因在于電壓表和電流表都不是理想的。
(二)教學(xué)過(guò)程
1、伏安法測(cè)電阻
我們已經(jīng)了解了電流表并非無(wú)電阻,而電壓表也并不是電阻無(wú)窮大,用這樣的表去測(cè)量電阻,會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果有什么樣的影響?
(1)、原理:利用部分電路歐姆定律
我們利用電壓表,電流表測(cè)量電阻值時(shí),需把二者同時(shí)接入電路,否則無(wú)對(duì)應(yīng)關(guān)系,沒有了測(cè)量的意義,那么接入時(shí)無(wú)非兩種接入方法,那么電路應(yīng)如何?請(qǐng)同學(xué)們畫出。
(2)、電路:
如果是理想情況,即 時(shí),兩電路測(cè)量的數(shù)值應(yīng)該是相同的。
提出問(wèn)題,實(shí)際上兩塊表測(cè)量的是哪個(gè)研究對(duì)象的哪個(gè)值?測(cè)出來(lái)的數(shù)值與實(shí)際值有什么偏差,是偏大還是偏小?
外接法
是 兩端電壓,是準(zhǔn)確的, 是過(guò) 和 的總電流,所以偏大。
偏小,是由于電壓表的分流作用造成的。
實(shí)際測(cè)的是 與 的并聯(lián)值,隨 ↑,誤差將越小。
內(nèi)接法
是過(guò) 的電流,是準(zhǔn)確的, 是加在 與A上總電壓,所以偏大。 偏大,是由于電流表的分壓作用造成的。
實(shí)際測(cè)的是 與A的串聯(lián)值,隨 ↓,誤差將越小。
進(jìn)一步提問(wèn):為了提高測(cè)量精度,選擇內(nèi)、外接的原則是什么?
適用范圍: ;
[思考題]給你電源、電流計(jì)、已知電阻 、開關(guān)和未知電阻各一只,如何設(shè)計(jì)測(cè)量電阻的電路。
方法:將A前后兩次串入 和 各支路,測(cè)得電流強(qiáng)度為 和 ,應(yīng)有 ,則 )
2、歐姆表測(cè)電阻
伏安法測(cè)電阻比較麻煩,實(shí)際應(yīng)用時(shí)常用能直接讀出電阻值的歐姆表來(lái)測(cè)電阻,關(guān)于歐姆表的構(gòu)造,先請(qǐng)同學(xué)們看書。
以上歐姆表的結(jié)構(gòu)示意圖。借助電流表顯示示數(shù),測(cè)電阻不同于測(cè)電流、電壓,表內(nèi)本身含有電源,表盤上本身刻定的是電流值。試想,在兩表筆間接入不同的電阻時(shí),電路中的電流強(qiáng)度會(huì)隨之發(fā)生改變,且一個(gè)阻值對(duì)應(yīng)一個(gè)電流值,即指針偏在某一位置,所以可知:
(1)、原理:閉合電路歐姆定律
(2)、刻度的標(biāo)定:
?、賰杀砉P短接,調(diào) ,使 ,刻出“0”
②兩表筆斷開,指針不偏,刻出“∞”
?、廴我饧由?, ,在指針偏轉(zhuǎn)到的位置,刻出“ ”;
?、苋羰钦檬?呢?應(yīng)有 ,不難看出此時(shí)、 ,是此時(shí)的歐姆表內(nèi)阻,也稱中值電阻。
拿出一塊歐姆表演示一下剛才的過(guò)程,同時(shí)說(shuō)明:
①紅、黑表筆的規(guī)定是為了與以往的電壓表、電流表“+、-”極統(tǒng)一,即電流流入的為正極,電流流出的為負(fù)極。
?、谟捎?與 并不是簡(jiǎn)單的反比關(guān)系,所以歐姆表的刻度是不均勻的,從有向左,刻度越來(lái)越密。
(3)、使用歐姆表的注意事項(xiàng):(請(qǐng)同學(xué)回答并總結(jié)出)
?、贉y(cè)電阻時(shí),要使被測(cè)電阻同其它電路脫離開。
?、跉W姆表一般均有幾檔,而且使用時(shí)間長(zhǎng)了,電池的E,r均要發(fā)生改變,所以在每次使用前及換擋后都要進(jìn)行調(diào)零。
?、勖看问褂煤笠验_關(guān)撥到OFF檔或交流電壓檔的最大量程。
由此也可看出,利用歐姆表測(cè)電阻僅是粗測(cè)而已,在此基礎(chǔ)上,應(yīng)再利用伏安法測(cè)量才會(huì)比較準(zhǔn)確。
3、課后小結(jié)
(1)、伏安法測(cè)電阻雖然比較準(zhǔn)確,但是無(wú)論采用哪種連接方法均會(huì)給測(cè)量帶來(lái)誤差,這是測(cè)量方法本身存在的問(wèn)題,應(yīng)屬系統(tǒng)誤差。
(2)、為了使測(cè)量誤差盡量小,應(yīng)選用合適的連接方法,可在用歐姆表粗測(cè)的基礎(chǔ)上選取。
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