《伏安法測(cè)電阻》微課教學(xué)設(shè)計(jì)

摘 要：伏安法測(cè)電阻是電學(xué)實(shí)驗(yàn)的核心，學(xué)生能否從理論高度分析、判斷電流表的內(nèi)外接法，誤差的產(chǎn)生，以及電阻大小的確定，是本節(jié)課需要解決的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：伏安法測(cè)電阻；內(nèi)接；外接；誤差

一、 教材分析

《歐姆定律》這一節(jié)的內(nèi)容，是電路部分在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的重要應(yīng)用，電阻的測(cè)量又是整個(gè)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的核心。因此，應(yīng)用伏安法測(cè)電阻時(shí)對(duì)電流表內(nèi)外接法的選擇、誤差的分析，是學(xué)生必須掌握的內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容主要教會(huì)學(xué)生分析和處理問(wèn)題的基本方法，逐步引導(dǎo)學(xué)生從一定的理論高度分析解決實(shí)際問(wèn)題。

二、 學(xué)情分析

學(xué)生雖然學(xué)習(xí)了歐姆定律，但對(duì)于用伏安法測(cè)電阻的電路連接認(rèn)識(shí)，只停留在電流表外接上，不知道電流表也可以內(nèi)接，更不知道兩種接法都會(huì)產(chǎn)生誤差，以及誤差產(chǎn)生的原因。所以，對(duì)事物全面、清晰的認(rèn)識(shí)，是他們必須解決的問(wèn)題。

三、 教學(xué)目標(biāo)

（一） 知識(shí)與技能

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，兩種方法測(cè)出的電阻都有誤差。

3. 理解兩種方法的誤差原因，并能在實(shí)際中做出選擇。

（二） 過(guò)程與方法

1. 通過(guò)探究活動(dòng)，進(jìn)一步熟悉探究思路和科學(xué)方法。

2. 通過(guò)探究過(guò)程，理清分析思路及方法，學(xué)會(huì)歸納簡(jiǎn)單的科學(xué)規(guī)律。

（三） 情感態(tài)度與價(jià)值觀

結(jié)合觀察和實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的情感教育，培養(yǎng)仔細(xì)、認(rèn)真及實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

四、 教學(xué)重難點(diǎn)

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

難點(diǎn)：根據(jù)給出的具體數(shù)值考慮選用哪種接法來(lái)減小誤差

五、 教學(xué)過(guò)程

（一） 創(chuàng)設(shè)情境，提出問(wèn)題，引入新課

教師拿出一個(gè)電阻，出示其阻值，提出以下問(wèn)題：

1. 用什么方法可以測(cè)出它的阻值？

2. 電路圖怎么連接？

學(xué)生回答：

1. 伏安法測(cè)電阻：R=UI，用電壓表測(cè)出電阻兩端的電壓，用電流表測(cè)出流過(guò)電阻的電流，再用歐姆定律求出電阻的阻值。

2. 電路連接如圖所示：

【設(shè)計(jì)意圖】根據(jù)初中所學(xué)知識(shí)，使學(xué)生馬上聯(lián)想到伏安法測(cè)電阻的電路圖，如上圖示一種（電流表外接法），沒(méi)有想到第二種接法（電流表內(nèi)接法），這給電流表內(nèi)接法的引入埋下伏筆，使學(xué)生對(duì)原有知識(shí)的認(rèn)識(shí)更進(jìn)一步。

教師進(jìn)一步提問(wèn)：電路連接方式只有這一種嗎？

學(xué)生由于想不到電流表內(nèi)接法，教師進(jìn)一步明確伏安法測(cè)電阻的電路有外接法和內(nèi)接法兩種。即

（外接法）

（內(nèi)接法）

（二） 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

演示：先用內(nèi)接法測(cè)出結(jié)果，再用外接法測(cè)出結(jié)果

教師讓學(xué)生認(rèn)真觀察，思考下面的問(wèn)題：

1. 兩種接法測(cè)得的結(jié)果一樣嗎？與真實(shí)值有什么關(guān)系？

2. 測(cè)出的結(jié)果對(duì)你有何啟示？

3. 原因何在？

通過(guò)學(xué)生觀察、比較，得出兩次測(cè)得的結(jié)果不同，與真實(shí)值也不同。利用外接法測(cè)出的阻值比真實(shí)值偏小，利用內(nèi)接法測(cè)出的阻值比真實(shí)值偏大，教師引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：外小內(nèi)大。

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)教師演示得出的結(jié)論，有悖常規(guī)認(rèn)知，學(xué)生產(chǎn)生質(zhì)疑：怎么兩次測(cè)得的結(jié)果都與真實(shí)值不同？可激發(fā)學(xué)生的探究意識(shí)，有利于培養(yǎng)探究精神，提高探究能力。

（三）探究原因，誤差分析

教師引導(dǎo)學(xué)生分析產(chǎn)生誤差的原因。在實(shí)驗(yàn)中電壓表和電流表不能看作理想表，要考慮它們的內(nèi)阻，此時(shí)要把電壓表看作一個(gè)能測(cè)電壓的大電阻；電流表看作一個(gè)能測(cè)電流的小電阻。

在此基礎(chǔ)上教師啟發(fā)學(xué)生思考：

1. 電壓表、電流表作為電阻，它們?cè)陔娐分杏惺裁醋饔茫?/p>

2. 畫(huà)出電路中電流的流向

教師引導(dǎo)學(xué)生分析兩種電路圖

（1） 在電流表外接法中，電壓表起分流作用，由此可知：電壓表所測(cè)電壓為Rx兩端真實(shí)電壓，即U測(cè)=U實(shí)，而電流表所測(cè)電流為兩支路總電流，而并非Rx的真實(shí)電流，即I測(cè)>IR，則R測(cè)

（2） 在電流表內(nèi)接法中，由于電流表串聯(lián)在電路中起分壓作用，使電壓表所測(cè)電壓為電流表和被測(cè)電阻Rx兩端電壓之和，則U測(cè)>U實(shí)，而電流表所測(cè)電流為Rx的真實(shí)電流，即I測(cè)=IR，則R測(cè)>R實(shí)。

【設(shè)計(jì)意圖】學(xué)生對(duì)誤差的產(chǎn)生感到困惑不解時(shí)，教師及時(shí)指出要考慮電表的內(nèi)阻，再引導(dǎo)學(xué)生重新分析電路圖，明確電流表和電壓表在電路中發(fā)揮的作用，使學(xué)生對(duì)誤差的由來(lái)一清二楚。對(duì)后面知識(shí)的引入和接受水到渠成，有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，增強(qiáng)探究意識(shí)，使其對(duì)物理產(chǎn)生濃厚的興趣。

（四） 歸納總結(jié)

教師提問(wèn)：怎樣減小誤差，使測(cè)量值更接近真實(shí)值？

教師啟發(fā)學(xué)生重溫誤差產(chǎn)生的原因，嘗試分析：

在外接電路中由于電壓表的分流作用，使測(cè)量值小于真實(shí)值。如果電壓表的分流作用越小，那么測(cè)量值就越接近真實(shí)值，此時(shí)，要求所測(cè)電阻值越小越好，當(dāng)所測(cè)電阻的阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，即RxRV時(shí)，測(cè)量值最接近真實(shí)值，誤差最小，此時(shí)所測(cè)電阻稱為小電阻；在內(nèi)接電路中由于電流表的分壓作用，使測(cè)量值大于真實(shí)值，同理，如果電流表的分壓作用越小，那么測(cè)量值就越接近真實(shí)值，則當(dāng)所測(cè)電阻的阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻，即RxRA時(shí)，測(cè)量值最接近真實(shí)值，誤差最小，此時(shí)所測(cè)電阻稱為大電阻。由于大電阻采用內(nèi)接法誤差較小，測(cè)量值大于真實(shí)值；小電阻采用外接法誤差較小，測(cè)量值小于真實(shí)值。歸納總結(jié)為：大內(nèi)大，小外小。

教師進(jìn)一步提問(wèn)：如何界定一個(gè)電阻為大電阻還是小電阻？

教師啟發(fā)學(xué)生：關(guān)鍵在于比較Rx與RV和RA的大小關(guān)系。當(dāng) < 時(shí)，Rx為小電阻；當(dāng) > 時(shí)，Rx為大電阻。

【設(shè)計(jì)意圖】在探究新知路線不太清晰時(shí)，教師適時(shí)提供探究思路。為探究新知提供借鑒，拓寬思路，可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效的思維方法教育。

作者簡(jiǎn)介：

楊生芳，甘肅省臨夏回族自治州，臨夏縣田家炳中學(xué)。