初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第3节 电阻的测量教学ppt课件

这是一份初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第3节 电阻的测量教学ppt课件，共64页。
17.3 电阻的测量教案一、教学目标（一）知识与技能目标学生能够精准阐述伏安法测电阻的原理，熟练掌握根据欧姆定律\(I = \frac{U}{R}\)推导出\(R = \frac{U}{I}\)进行电阻测量的方法，准确解释各物理量在测量过程中的含义和作用。熟练掌握使用电压表、电流表、滑动变阻器等实验器材测量电阻的具体操作步骤，包括正确连接电路、合理选择量程、规范调节滑动变阻器，能够独立完成电阻测量实验，准确读取并记录实验数据。学会对实验数据进行处理和分析，通过多次测量取平均值的方法减小实验误差，能够根据测量数据计算电阻值，并理解测量误差产生的原因及减小误差的方法。（二）过程与方法目标通过设计并实施电阻测量实验，经历完整的科学探究过程，全面提升学生的实验设计能力、动手操作能力和解决实际问题的能力，培养学生科学探究的思维和方法。在实验过程中，进一步深化对控制变量法、多次测量法等科学研究方法的理解和应用，学会运用这些方法优化实验方案，提高实验的准确性和可靠性。通过对实验数据的分析和处理，培养学生的数据处理能力和逻辑思维能力，能够从数据中发现规律，归纳总结实验结论，提高学生运用数学知识解决物理问题的能力。（三）情感态度与价值观目标通过有趣的实验探究活动，激发学生对物理实验的浓厚兴趣和探索欲望，培养学生勇于探索、敢于创新的科学精神，让学生体验到科学探究的乐趣和成就感。在小组合作实验过程中，培养学生严谨认真、实事求是的科学态度，增强学生的团队协作意识和沟通交流能力，让学生学会在团队中分工合作，共同完成实验任务。引导学生认识物理实验在科学研究和实际生活中的重要作用，了解电阻测量在电路设计、电器维修等领域的广泛应用，增强学生将所学知识应用于实际生活的意识和能力，培养学生的社会责任感和创新意识。二、教学重难点（一）教学重点深刻理解伏安法测电阻的原理，能够运用欧姆定律解释电阻测量的基本思路和方法，这是进行电阻测量实验的理论基础，也是学生理解实验操作和数据分析的关键。熟练掌握电阻测量实验的操作步骤和方法，包括实验器材的正确选择和连接、滑动变阻器的调节、电压表和电流表的读数等，确保学生能够规范、准确地进行实验操作，获取可靠的实验数据。学会对实验数据进行处理和分析，掌握多次测量取平均值减小误差的方法，理解误差产生的原因，能够根据实验数据准确计算电阻值，并对实验结果进行合理的评估和分析。（二）教学难点设计科学合理的实验方案，综合考虑实验器材的选择、实验步骤的安排、实验数据的采集等因素，同时要注意实验过程中的安全问题和误差控制，培养学生的综合实验设计能力和创新思维。在实验操作过程中，正确处理实验中出现的各种问题，如电路故障（断路、短路）、电表指针异常偏转、数据偏差较大等，能够迅速分析问题产生的原因并采取有效的解决措施，提高学生的实验应变能力和问题解决能力。理解实验误差产生的原因，区分系统误差和偶然误差，掌握减小误差的方法，培养学生严谨的科学态度和对实验结果的科学分析能力，让学生明白实验误差是不可避免的，但可以通过合理的方法减小误差。三、教学方法实验探究法：组织学生进行分组实验，让学生亲自动手设计并实施电阻测量实验，通过实验探究，自主发现问题、解决问题，培养学生的实践操作能力和科学探究精神。讲授法：系统讲解伏安法测电阻的原理、实验器材的使用方法、实验操作步骤、数据处理方法以及实验中可能出现的问题及解决方法等基础知识，确保学生掌握扎实的理论知识，为实验操作提供指导。讨论法：在实验设计、实验操作和数据分析等环节，组织学生进行小组讨论，鼓励学生发表自己的观点和看法，相互交流、相互启发，激发学生的思维活力，培养学生的团队协作能力和批判性思维能力。多媒体辅助教学法：利用多媒体课件展示实验原理动画、实验操作视频、实验数据处理方法以及电阻测量在实际生活中的应用实例等，丰富教学内容，增强教学的直观性和趣味性，帮助学生更好地理解和掌握知识。演示法：教师在讲台上进行实验演示，展示实验器材的正确使用方法、电路的连接过程以及实验操作的规范步骤，让学生更直观地了解实验过程，为学生的自主实验操作提供示范。四、教学过程（一）趣味导入（5 分钟）情景展示：教师利用多媒体播放一段生活中与电阻测量相关的视频，如电工师傅使用万用表测量电路中电阻的阻值，判断电路是否正常；电子工程师在实验室中测量电子元件的电阻，进行电路设计和调试。引导学生观察并提问：“同学们，在视频中，电工师傅和电子工程师为什么要测量电阻呢？电阻的测量在实际生活和工作中有什么重要意义呢？” 引发学生的好奇心和思考，激发学生对本节课内容的探究欲望。复习回顾：简单回顾上节课所学的欧姆定律的内容、公式及其变形公式，通过提问学生 “欧姆定律的表达式是什么？根据欧姆定律，我们可以通过测量哪些物理量来计算电阻？” 等问题，巩固学生的已有知识，为新课的学习做好铺垫。然后自然引出本节课的主题：“今天我们就来学习如何利用欧姆定律，通过实验的方法测量电阻，探索电阻测量的奥秘。”（二）知识新授 - 伏安法测电阻原理（10 分钟）原理讲解（5 分钟）：教师在黑板上写出欧姆定律的公式\(I = \frac{U}{R}\)，引导学生对公式进行变形，得到\(R = \frac{U}{I}\)。然后详细讲解伏安法测电阻的原理：只要我们能够测量出导体两端的电压\(U\)和通过导体的电流\(I\)，就可以根据这个公式计算出导体的电阻\(R\)。结合电路图，向学生解释在实际测量中，如何使用电压表测量导体两端的电压，使用电流表测量通过导体的电流。通过举例说明，如测量一个定值电阻的阻值，让学生更直观地理解伏安法测电阻的基本思路。提问互动（5 分钟）：提问学生一些与伏安法测电阻原理相关的问题，如 “如果只知道通过导体的电流，不知道导体两端的电压，能否计算出电阻？为什么？”“在测量过程中，为什么要同时测量电压和电流？” 通过这些问题，引导学生深入思考伏安法测电阻的原理，检验学生对所学知识的理解程度，及时发现学生存在的问题并进行解答。同时，鼓励学生提出自己的疑问和想法，展开讨论，加深对原理的理解。（三）知识新授 - 实验器材与电路连接（15 分钟）实验器材介绍（5 分钟）：教师展示实验所需的器材，包括电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻、导线若干等。向学生逐一介绍每个器材的作用和使用方法：电源：为电路提供电能，根据实验要求选择合适的电源电压。开关：控制电路的通断。电流表：用于测量通过定值电阻的电流，介绍电流表的量程选择、接线柱连接方法以及读数方法，强调电流表必须串联在电路中。电压表：用于测量定值电阻两端的电压，讲解电压表的量程选择、接线柱连接方法和读数方法，强调电压表必须并联在定值电阻两端。滑动变阻器：通过改变接入电路的电阻丝长度，从而改变电路中的电流和定值电阻两端的电压，介绍滑动变阻器的 “一上一下” 接线原则以及滑片移动对电阻和电流的影响。定值电阻：作为被测电阻。电路连接演示（5 分钟）：教师在讲台上按照电路图进行实物电路连接演示，边连接边讲解连接的步骤和注意事项。连接电路前，提醒学生将开关断开，滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，以保护电路。按照从电源正极出发，依次连接开关、滑动变阻器、定值电阻、电流表，最后回到电源负极的顺序进行连接，再将电压表并联在定值电阻两端。在连接过程中，强调电表的正负极接线柱要连接正确，避免出现指针反向偏转的情况。连接完成后，让学生观察电路连接是否正确，检查无误后，闭合开关，演示调节滑动变阻器，观察电流表和电压表的示数变化，让学生更直观地了解电路的工作原理和滑动变阻器的作用。学生练习连接电路（5 分钟）：让学生分组进行电路连接练习，教师巡视各小组，指导学生正确连接电路，及时纠正学生在连接过程中出现的错误，如电表接线错误、滑动变阻器接线错误、电路短路或断路等问题。鼓励学生在连接电路过程中相互交流、相互检查，确保每个学生都能正确连接电路，为后续的实验操作做好准备。（四）实验探究（20 分钟）实验步骤讲解（3 分钟）：教师再次强调实验步骤和注意事项：按照电路图正确连接电路，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，检查电路连接无误后，闭合开关。调节滑动变阻器，使电压表的示数为一个合适的值，记录此时电压表和电流表的示数。多次调节滑动变阻器，改变定值电阻两端的电压，分别记录对应的电压值和电流值，至少测量 5 组数据。实验结束后，断开开关，拆除电路，整理实验器材。分组实验（15 分钟）：学生按照实验步骤进行分组实验，教师巡视各小组，观察学生的实验操作情况，及时给予指导和帮助。提醒学生注意实验安全，如不要用手触摸裸露的导线、不要随意更改电路连接等。鼓励学生认真观察实验现象，如实记录实验数据，遇到问题及时向老师或小组成员请教。在实验过程中，教师可以引导学生思考一些问题，如 “为什么要多次测量电压和电流？”“滑动变阻器在实验中起到了什么作用？” 让学生在实验中深入理解实验原理和方法。数据记录与处理（2 分钟）：为每个小组提供实验数据记录表，如下所示：| 实验次数 | 电压 U/V | 电流 I/A | 电阻 R/Ω| 平均电阻值\(\overline{R}\)/Ω||---|---|---|---|---||1| | | | ||2| | | | ||3| | | | ||4| | | | ||5| | | | |学生在实验过程中，将测量得到的数据及时记录在表格中。实验结束后，教师引导学生根据公式\(R = \frac{U}{I}\)计算每次测量的电阻值，并计算电阻的平均值\(\overline{R}\)，以减小实验误差。（五）分析论证与误差分析（10 分钟）小组汇报（3 分钟）：各小组推选代表，汇报本小组的实验数据和计算结果。教师将各小组的数据汇总在黑板上或投影展示，引导全体学生对数据进行观察和分析。分析讨论（4 分钟）：组织学生讨论实验数据，思考以下问题：各小组测量的电阻值是否相同？为什么会存在差异？实验数据与电阻的标称值（如果有的话）之间是否存在误差？误差产生的原因可能有哪些？通过对数据的深入分析，引导学生认识到实验误差是不可避免的，误差产生的原因可能包括电表的测量误差、读数误差、电路连接接触不良、滑动变阻器调节不准确等。误差分析与总结（3 分钟）：教师对学生的讨论进行总结，详细讲解实验误差产生的原因，区分系统误差和偶然误差，并介绍减小误差的方法，如多次测量取平均值、选择精度更高的实验器材、规范实验操作等。强调在科学实验中，要正确对待实验误差，通过合理的方法减小误差，提高实验结果的准确性和可靠性。同时，引导学生对实验过程进行反思，思考如何进一步优化实验方案，提高实验质量。（六）巩固练习（10 分钟）基础练习：教师通过多媒体展示一些基础练习题，如根据给定的电压和电流值计算电阻，或根据测量的电阻值和电流值计算电压等简单的计算题，以及判断关于电阻测量实验操作和原理的说法是否正确的判断题。让学生在练习本上独立完成这些基础练习，教师巡视学生的做题情况，及时发现学生存在的问题，如公式运用错误、单位换算错误、概念理解错误等，对个别学生进行指导。拓展练习：展示一些稍微复杂的题目，如在实验过程中出现电路故障，让学生分析故障原因并提出解决方案；或者给出一些实验数据，让学生分析数据中存在的问题，并说明如何改进实验以获得更准确的数据。组织学生进行小组讨论，共同解决这些拓展练习题。在讨论过程中，鼓励学生发表自己的观点，互相交流解题思路和方法，培养学生综合运用知识解决实际问题的能力和创新思维能力。错题讲解：练习结束后，教师对学生普遍出现错误的题目进行集中讲解，分析错误原因，强调解题的关键思路和方法。例如，在运用公式\(R = \frac{U}{I}\)进行计算时，要注意单位的统一；在分析电路故障时，要根据电表的示数变化和电路连接情况进行判断。通过错题讲解，帮助学生加深对知识的理解，纠正错误的思维方式，提高学生的解题能力和应用知识的能力。（七）课堂总结（5 分钟）知识梳理：教师与学生一起回顾本节课所学的主要内容，包括伏安法测电阻的原理、实验器材的使用方法、实验操作步骤、数据处理方法以及实验误差分析等。强调伏安法测电阻的核心是利用欧姆定律，通过测量电压和电流来计算电阻，帮助学生构建系统的知识框架，加深对本节课重点知识的记忆。方法总结：总结本节课所运用的科学方法，如实验探究法、控制变量法、多次测量法等，以及这些方法在电阻测量实验中的具体应用。鼓励学生在今后的学习和实验中，积极运用这些科学方法，提高自己的实验能力和科学探究水平。同时，总结分析实验问题和解决实验故障的方法，提高学生的实验应变能力和问题解决能力。作业布置：布置课后作业，包括书面作业和实践作业。书面作业布置一些与本节课知识点相关的练习题，如设计一个测量未知电阻的实验方案、分析实验数据并计算电阻值、解释实验误差产生的原因等，帮助学生巩固所学知识，提高解题能力。实践作业要求学生在家中寻找一些简单的电阻元件（如旧电器中的电阻），尝试使用合适的方法测量其电阻值，并记录测量过程和结果，下节课进行分享交流。通过实践作业，培养学生将物理知识与生活实际相结合的能力，提高学生的实践能力和观察分析能力。五、教学资源多媒体课件（包含伏安法测电阻原理动画、实验操作视频、实验数据处理方法演示、电阻测量应用实例图片等）实验器材：电源（干电池或学生电源）、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻（不同阻值，如 5Ω、10Ω、15Ω 等）、导线若干、万用表（可选，用于对比测量结果）教材、练习册六、教学反思在教学过程中，要充分关注学生在实验操作和知识理解过程中的表现，及时给予鼓励和指导，培养学生的实验兴趣和科学探究精神。对于学生在实验设计、电路连接、数据处理等方面出现的困难，要通过多样化的教学方法和针对性的练习加以解决。通过课堂练习和作业反馈，了解学生对知识的掌握情况，针对学生的薄弱环节，在后续教学中进行有针对性的辅导和强化训练，不断优化教学方法，提高教学效果，提升学生的物理学科核心素养。同时，在实验教学中，要进一步加强安全教育，确保学生正确使用实验器材，避免发生意外事故。这份教案围绕电阻测量的核心内容展开，注重实践与理论结合。你可以说说对教案时长分配、实验环节设置等方面的看法，若有修改需求，我随时完善。1．进一步掌握使用电流表、电压表的方法。2．学会用伏安法测电阻。(重点、难点)3．加深对欧姆定律及其应用的理解。1.电路的三个基本物理量： 物理量： ，测量工具： 物理量： ，测量工具： 物理量： ，测量工具：电流 I电压 U电阻 R电流表电压表 ？变形式：2. 欧姆定律 U=IR、导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。公式：内容：1．电流可以用电流表测量，电压可以用电压表测量。那么，用什么方法测量电阻呢？2．如何运用欧姆定律找到间接测出导体的电阻的方法？ 一、伏安法测电阻方案二：使用滑动变阻器改变待测电阻两端的电压。一、伏安法测电阻串联一个滑动变阻器，移动滑片，就可以改变定值电阻两端的电压和流过的电流。电路设计如图所示。如图所示，当变阻器的滑片P向左移动时，变阻器连入电路的阻值变小，则待测电阻两端的电压变大，通过的电流也变大。【设计表格】一、伏安法测电阻【进行实验】①根据电路图连接电路。②闭合开关，移动滑动变阻器的滑片来改变待测电阻两端的电压，记下相应的电压表示数和电流表示数并填在表中。③断开开关，整理器材，结束实验。④算出待测电阻的阻值大小及电阻的平均值并填入表中。一、伏安法测电阻【数据处理】将每次测量的电压值、电流值代入公式，分别求出待测电阻的阻值R1、R2 、R3，计算出它们的平均值。1.00.205.02.00.395.13.00.585.25.1 计算电阻的平均值: R =（5Ω+5.1Ω+5.2Ω）/3=5.1Ω【分析与讨论】当定值电阻两端的电压改变时，通过它的电流也随之而改变，但电压与电流的比值不变，即电阻不变，同时证明了导体的电阻是由自身的性质所决定的，与电压和电流无关。【交流与评估】对实验过程进行评估：①连接电路时，开关是否处于断开状态；②滑动变阻器滑片是否滑到最大阻值处，滑动变阻器在本实验中的作用是什么；③电流表、电压表的“+”“-”接线柱是否接反了；④是否通过“试触”进行量程选择；⑤是否认真检查电路，确认无误后才闭合开关等。一、伏安法测电阻演示实验—《伏安法测电阻》想一想有一个电灯泡，发光时的电阻与不发光时的电阻，这两种情况下灯丝的电阻相同吗？如何去测量灯丝的阻值大小？下面学习测量小灯泡电阻的方法。二、伏安法测定小灯泡的电阻 二、伏安法测定小灯泡的电阻【实验步骤】①按电路图连接实物。②闭合开关，调节滑动变阻器的滑片至适当位置，记录电压表、电流表的示数。③多次调节滑动变阻器的滑片，重复上述实验。二、伏安法测定小灯泡的电阻二、伏安法测定小灯泡的电阻【数据处理】将每次测量的电压值、电流值代入公式，分别求出小灯泡的阻值R1、R2 、R3。【分析与讨论】当小灯两端电压越大时，灯丝电阻越大。原因是当灯两端电压变大时，灯丝温度升高。伏安法测小灯泡的电阻和伏安法测定值电阻阻值的实验比较二、伏安法测定小灯泡的电阻R=U/I多次测量分别计算出每次测量的电阻，然后求出平均值分别计算出每次测量的灯泡电阻，然后寻求普遍规律平均值为所求的电阻值当小灯两端电压越大时，灯丝电阻越大。实验演示—《测小灯泡的电阻》想一想小红准备测一只未知电阻（估计Rx=5～10Ω）的阻值，手边有以下器材：电池组、电压表、开关、R0=15Ω的定值电阻、最大阻值为20Ω的滑动变阻器R′ 和几根导线。当她准备实验时，发现没有电流表，但一时又找不到。如果你遇到这种问题，你该怎么办？下面学习几种测电阻的特殊方法。三、特殊方法测电阻1. 思维方法 在只有电压表或电流表时，可利用已知定值电阻R0（或已知规格的滑动变阻器R）完成待测电阻的测量，解题思路如下：三、特殊方法测电阻2. 伏阻法测电阻（利用电压表测量）（1）方法一：① 把定值电阻R0和未知电阻Rx串联起来，如图所示。②用电压表分别测量出两者的电压U0、Ux。③计算出未知电阻Rx阻值的表达式为：三、特殊方法测电阻I0 =Ix  （2）方法二：①如图所示，首先将开关S、S0闭合，读出电压表的示数，记为U；断开开关S0，读出电压表的示数为Ux。 ②计算：定值电阻R0两端的电压为U-Ux，则电路中的电流为： Rx阻值为：  三、特殊方法测电阻（R ′为滑动变阻器的最大阻值） （3）方法三 ① 可把未知电阻Rx和滑动变阻器R' 和串联起来，如图所示。 ②如图所示，滑片置于阻值最小的位置，闭合开关，记下电压表示数U1；滑片置于阻值最大的位置，记下电压表示数U2。③计算出未知电阻Rx阻值的表达式为：Ix = IR＇  三、特殊方法测电阻 小红准备测一只未知电阻（估计Rx=5～10Ω）的阻值，手边有以下器材：电池组、电压表、电流表、开关、R0=15Ω的定值电阻、最大阻值为20Ω的滑动变阻器R′ 和几根导线。 当她准备实验时，发现电压表已经损坏，但一时又找不到新的电压表替代，你能否用手头的器材想办法测出未知电阻的阻值？3. 安阻法测电阻（利用电流表测量）三、特殊方法测电阻 闭合S和S1，电流表测量R0和Rx并联的总电流的示数为I1；闭合S断开S1，电流表测量通过Rx的电流为I2，根据U=IR求出并联电路各支路两端的电压U=（I1-I2）R0 电阻Rx的阻值（1）方法一：①如图所示，闭合S和S1，记录电流表的示数为I1；②闭合S断开S1，记录电流表的示数为I2；③用R0和测量出来的物理量表示Rx。 三、特殊方法测电阻（2）方法二 ①如图所示，闭合开关S1、S2，记下电流表示数为Ix；②断开开关S2，记下电流表示数为I，未知电阻Rx阻值的表达式为： 三、特殊方法测电阻 三、特殊方法测电阻视频演示——《特殊法测量电阻》 （1）用伏安法测电阻的实验原理是_______。 （2）请在图甲中添加一根导线帮小致把电路连接完整（要求导线不能交叉，滑片向右移动时电流表示数变小）；在此实验中，滑动变阻器在电路中的两个作用是：①保护电路；②________________________。改变待测电阻两端的电压【解】如图所示。【点拨】 根据题中要求“滑片向右移动时电流表示数变小”，即滑动变阻器接入电路的阻值变大，因此应将其左下方接线柱接入电路；在此实验中，需要利用滑动变阻器改变待测电阻两端的电压进行多次测量，所以滑动变阻器在电路中的作用是改变待测电阻两端的电压。（3）检查电路连接无误后，闭合开关后发现电压表和电流表均无示数，导致这一现象的原因可能是___（填字母序号）。C 【点拨】 闭合开关，电压表示数为0，电流表示数为0，说明电路断路，导致这一现象的原因可能是滑动变阻器断路，故选C。（4）排除故障后，小致继续进行实验，将电压表和电流表测得的数据记录如下表所示。老师看完数据后，发现有一组数据不是本实验中测得的，它是第___组。第2次实验时电10.305.1     （5）此实验中移动滑动变阻器的滑片，进行多次实验，这样做的目的是____________________。求平均值，减小误差【点拨】 实验中移动滑动变阻器的滑片，进行多次实验,得出多组数据,计算待测电阻的阻值的平均值，从而减小误差。 返回 （1）图甲电路中各个元件功能完好，闭合开关，小灯泡______（填“会”或“不会”）发光，电压表____（填“有”或“无”）示数。不会有 5    电流表示数8. 3 增大 小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大的增大而______，其原因是____________________________________。 返回  √   电流与电压关系时要控制电阻不变，所以利用本实验的器材，不可以完成“探究电流与电压关系”实验，D正确。 返回    电压表内部断路          返回 （1）请根据图甲在图乙中连接实物电路。【解】如图所示。（2）小圆实验后查阅资料得知：在“电阻的测量”实验中，常用的电流表接法有内接法和外接法两种。两种接法的相关信息如下表：续表续表①根据电路图可知，小圆在“电阻的测量”的实验中，采用了电流表的________（填“内接法”或“外接法”），与电阻的真实值相比，这种接法的测量值______（填“偏大”或“偏小”）；内接法偏大【点拨】 由图甲可知，小圆采用了电流表的内接法；根据表格中的信息，采用电流表的内接法时，电流测量值准确，电压测量值偏大，根据欧姆定律可知，与电阻的真实值相比，这种接法的测量值偏大。②根据所给的信息可以推断出，小圆选用的接法________（填“适合”或“不适合”）本次实验。不合适  返回三、课堂总结