伏安法測(cè)電阻課堂教學(xué)實(shí)錄及反思

1、“伏安法測(cè)電阻”課堂教學(xué)實(shí)錄及反思楊海龍威海一中“伏安法測(cè)電阻”課堂教學(xué)實(shí)錄及反思 “伏安法測(cè)電阻”在人民教育出版社出版的普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)教科書(shū)物理選修3-1中沒(méi)有明確的內(nèi)容，在2010年新課標(biāo)高考考試大綱的物理實(shí)驗(yàn)中也沒(méi)有要求，但我認(rèn)為它仍是高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)基礎(chǔ)知識(shí)之一。因此，我還是專門(mén)拿出1課時(shí)的時(shí)間，先從理論上對(duì)其進(jìn)行研討，然后再在其它電學(xué)實(shí)驗(yàn)課上（如描繪小燈泡的伏安特性曲線和測(cè)金屬絲的電阻率）讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路并分組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)量和數(shù)據(jù)處理。目的是通過(guò)對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)、研究和操作，使學(xué)生運(yùn)用部分電路的歐姆定律認(rèn)識(shí)電路設(shè)計(jì)的初步原理，在電路設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)一步理解串聯(lián)電路的分壓原理和電流

2、表在實(shí)際電路中的分壓作用，以及并聯(lián)電路的分流原理和電壓表在實(shí)際電路中的分流作用。通過(guò)對(duì)電路原理的分析討論，能從理論與實(shí)踐的結(jié)合上理解伏安法測(cè)電阻時(shí)，電流表采用不同連接方法所產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差，明白選擇實(shí)驗(yàn)電路的依據(jù)。這樣做對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生思維的發(fā)散性、綜合分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Υ笥幸嫣?。本文擬對(duì)第一課時(shí)的課堂教學(xué)過(guò)程以課堂實(shí)錄的形式呈示，以期與同行共同切磋。一、課堂教學(xué)過(guò)程教師首先把電源、電壓表、電流表、待測(cè)電阻、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等儀器和器材呈示在學(xué)生面前。VA圖1師：測(cè)電阻阻值的大小有很多方法，今天我們研究如何用眼前的這些電學(xué)儀器和器材測(cè)電阻，請(qǐng)同學(xué)們以小組為單位討論電路的設(shè)計(jì)，限時(shí)2分鐘。設(shè)計(jì)完

3、之后，請(qǐng)一位同學(xué)把你們組設(shè)計(jì)的電路圖畫(huà)在黑板上。然后，請(qǐng)這組的其他同學(xué)簡(jiǎn)要敘述實(shí)驗(yàn)過(guò)程（4人一組開(kāi)始討論并電路設(shè)計(jì)）。師：請(qǐng)×××到黑板上畫(huà)電路圖（學(xué)生畫(huà)出的電路圖如圖1所示）。 AV圖2師：請(qǐng)×××說(shuō)明用你設(shè)計(jì)的電路怎樣測(cè)量和計(jì)算電阻的阻值。生：用電壓表和電流表測(cè)出電阻R兩端的電壓U和通過(guò)電阻的電流I，則電阻的阻值大小R=。師：這種方法由于使用了電壓表曾經(jīng)叫伏特表和電流表曾經(jīng)叫安培表，所以叫伏安法測(cè)電阻，R=就是伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)原理。請(qǐng)同學(xué)們思考并討論：我用虛線框標(biāo)明的這部分電路（即圖2），可否改成另外的連接方式？限時(shí)2分鐘。（少

4、數(shù)學(xué)生想到了別的連接方法）RXAV圖3師：請(qǐng)×××到黑板上畫(huà)你設(shè)計(jì)的電路圖（該生畫(huà)出如圖3所示的電路圖）師：現(xiàn)在畫(huà)圖2的同學(xué)為甲組同學(xué)，畫(huà)圖3的同學(xué)為乙組同學(xué)，請(qǐng)你們互相找出對(duì)方所設(shè)計(jì)電路的不足之處。甲組代表：因?yàn)殡娏鞅碛袃?nèi)阻，在圖3的電路中電流表兩端有電壓，所以電壓表測(cè)出的電壓是電流表和待測(cè)電阻消耗的電壓之和，比待測(cè)電阻兩端的電壓值大，利用R=計(jì)算，這樣測(cè)得的電阻值比真實(shí)值偏大，就產(chǎn)生了實(shí)驗(yàn)誤差。師：這位同學(xué)分析的非常正確，既然圖3實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電阻值不等于真實(shí)值，請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)電壓表的示數(shù)U=UR+UA，再利用歐姆定律計(jì)算一下，圖3實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電阻值R測(cè)實(shí)際等于什么？

5、生：等于電流表與待測(cè)電阻的阻值之和（即R測(cè)=）。師：甲組同學(xué)們分析得非常好，思考問(wèn)題非常嚴(yán)謹(jǐn)，這的確是圖3電路存在的問(wèn)題?，F(xiàn)在請(qǐng)乙組同學(xué)回答圖2電路的不足之處。乙組代表：在圖2的電路中，因?yàn)殡妷罕碇杏须娏魍ㄟ^(guò)，所以電流表測(cè)得的電流是待測(cè)電阻與電壓表中的電流之和，比流過(guò)待測(cè)電阻的電流值大，利用R=計(jì)算，這樣測(cè)得的電阻值比真實(shí)值偏小，也產(chǎn)生了實(shí)驗(yàn)誤差。師：這位同學(xué)分析的非常正確，請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)分析一下，電壓表的示數(shù)等不等于電壓表與待測(cè)電阻并聯(lián)的總電壓？生：等于。師：電流表的示數(shù)等不等于電壓表與待測(cè)電阻并聯(lián)的總電流？生：等于。師：現(xiàn)在給你們1分鐘時(shí)間討論，根據(jù)歐姆定律進(jìn)行計(jì)算，這樣實(shí)驗(yàn)測(cè)

6、得的電阻值R測(cè)實(shí)際等于什么？生：等于電壓表與待測(cè)電阻并聯(lián)的阻值(即R測(cè)=)。師：我們把圖2的連接方法叫電流表外接法，把圖3的連接方法叫電流表內(nèi)接法，既然這兩種電路待測(cè)電阻的測(cè)量值都不等于真實(shí)值，那我們?cè)撛趺崔k呢？譬如已經(jīng)知道了電流表或者電壓表的內(nèi)阻了。生甲：如果我們知道了電流表的內(nèi)阻是多少，就用電流表內(nèi)接法測(cè)電阻，然后根據(jù)R測(cè)=算出待測(cè)電阻的阻值；如果我們知道了電壓表的內(nèi)阻是多少，就用電流表外接法測(cè)電阻，然后根據(jù)R測(cè)=算出待測(cè)電阻的阻值。師：這位同學(xué)太聰明了，想的方法的確可行，不過(guò)一般情況下我們不知道電流表或電壓表的內(nèi)阻是多少，我們希望利用歐姆定律直接計(jì)算就能得到待測(cè)電阻比較準(zhǔn)確的測(cè)量值，那我

7、們?cè)撛趺崔k呢？生乙：用電流表外接法測(cè)得的電壓除以電流表內(nèi)接法測(cè)得的電流，就是電阻的測(cè)量值。師：這兩次實(shí)驗(yàn)待測(cè)電阻兩端的電壓相同嗎？生乙：不同。師：這兩次實(shí)驗(yàn)通過(guò)待測(cè)電阻的電流相同嗎？生乙：不同。師：既然兩次實(shí)驗(yàn)待測(cè)電阻兩端的電壓不同，通過(guò)待測(cè)電阻的電流也不同，那能用一次實(shí)驗(yàn)的電壓除以另一次實(shí)驗(yàn)的電流求阻值嗎？生乙：哦，不能。師：雖然這位同學(xué)想的方法不可用，但是這位同學(xué)積極思考大膽發(fā)言是值得表?yè)P(yáng)的。師：伏安法測(cè)電阻只有這兩種電路，而這兩種接法測(cè)量值都不等于真實(shí)值，這是由實(shí)驗(yàn)電路本身引起的實(shí)驗(yàn)誤差。看來(lái)用伏安法測(cè)電阻引起測(cè)量誤差是不可避免的了，那就請(qǐng)同學(xué)們從引起誤差的原因入手進(jìn)行分析，討論一下什么

8、情況下用電流表外接法測(cè)量電阻誤差小，什么情況下用電流表內(nèi)接法測(cè)量電阻誤差小，限時(shí)2分鐘。學(xué)生沒(méi)討論出來(lái)，教師進(jìn)行引導(dǎo)。師：電流表外接法引起誤差的直接原因是什么？生：電壓表的分流作用。師：要想使實(shí)驗(yàn)誤差小，就必須讓電壓表的分流作用盡可能小，也就是流過(guò)電壓表的電流與流過(guò)待測(cè)電阻的電流相比可以忽略不計(jì)，那么實(shí)驗(yàn)誤差就很小。電壓表的電阻與待測(cè)電阻的阻值之間滿足什么關(guān)系電壓表的分流作用就可以很小呢？生：待測(cè)電阻的阻值遠(yuǎn)小于電壓表的阻值（即<<）。師：也就是說(shuō)待測(cè)電阻是阻值大的電阻還是阻值小的電阻？生：阻值小的電阻。總結(jié)：當(dāng)測(cè)阻值小的電阻即<<時(shí)，用電流表外接法測(cè)量電阻誤差小。師：

9、請(qǐng)注意，這里所謂“小”不是指的絕對(duì)數(shù)值，而是相對(duì)于電壓表內(nèi)阻而言的。請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)剛才的分析方法，討論一下什么情況下用電流表內(nèi)接法測(cè)量電阻誤差較小，限時(shí)1分鐘。生：電流表內(nèi)接法引起誤差的直接原因是電流表的分壓作用，要想使實(shí)驗(yàn)誤差小，就必須讓電流表的分壓作用小，當(dāng)待測(cè)電阻的阻值遠(yuǎn)大于電流表的電阻（即>>）時(shí)，電流表兩端的電壓與待測(cè)電阻兩端的電壓相比可以忽略不計(jì)，實(shí)驗(yàn)誤差很小。師：也就是說(shuō)待測(cè)電阻是阻值大的電阻還是阻值小的電阻？生：阻值大的電阻?？偨Y(jié)：當(dāng)測(cè)阻值大的電阻即>>時(shí)，用電流表內(nèi)接法測(cè)量電阻誤差小。巧妙記憶法是“內(nèi)”字去掉兩邊是“大”字，所以測(cè)阻值大的電阻用電流表內(nèi)接

10、法。師：請(qǐng)注意，這里所謂 “大”，也不是絕對(duì)數(shù)值，而是相對(duì)于電流表內(nèi)阻而言的。如果預(yù)先知道待測(cè)電阻的阻值大約為10，電流表的內(nèi)阻約為1，電壓表的內(nèi)阻約為1000，那么待測(cè)電阻是阻值小的電阻還是阻值大的電阻？應(yīng)該用電流表內(nèi)接法測(cè)電阻還是用電流表外接法測(cè)電阻呢？生：是阻值小的電阻，應(yīng)該用外接法。師：為什么是阻值小的電阻？生：因?yàn)殡妷罕黼娮枋谴郎y(cè)電阻阻值的100倍，而待測(cè)電阻的阻值是電流表電阻的10倍，100倍大于10倍，說(shuō)明滿足<<，所以待測(cè)電阻是阻值小的電阻。師：同學(xué)們分析得非常正確，因?yàn)?lt;，即，所以待測(cè)電阻是阻值小的電阻，用電流表外接法測(cè)電阻誤差小。如果哪位同學(xué)開(kāi)方熟練可用公

11、式進(jìn)行分析，如果哪位同學(xué)開(kāi)方不熟練可用公式<進(jìn)行分析。師：在上述例子中，如果待測(cè)電阻的阻值大約為100，那么待測(cè)電阻是阻值小的電阻還是阻值大的電阻？應(yīng)該用電流表內(nèi)接法測(cè)電阻還是用電流表外接法測(cè)電阻呢？生：是阻值大的電阻，應(yīng)該用外接法。師：為什么是阻值大的電阻？生：因?yàn)殡妷罕黼娮枋谴郎y(cè)電阻阻值的10倍，而待測(cè)電阻的阻值是電流表電阻的100倍，100倍大于10倍，說(shuō)明滿足，所以待測(cè)電阻是阻值大的電阻。師：同學(xué)們分析得非常正確，因?yàn)?，即，所以待測(cè)電阻是阻值大的電阻，用電流表內(nèi)接法測(cè)電阻誤差小。師：如果，即，那用電流表內(nèi)接法測(cè)電阻誤差小還是用電流表外接法測(cè)電阻誤差??？生：兩種情況的誤差一樣大。師

12、：非常正確，不過(guò)出題一般不會(huì)出現(xiàn)這種情況。RXMNAV圖4師：若Rx、RA、RV的大小關(guān)系事先一無(wú)所知，請(qǐng)你們討論一下怎樣判斷用內(nèi)接法還是外接法測(cè)電阻誤差小，限時(shí)2分鐘。學(xué)生沒(méi)討論出來(lái)，教師引導(dǎo)學(xué)生分析。師：我們可用試觸法確定用內(nèi)接法還是外接法測(cè)電阻誤差小。如圖4所示，電流表事先已經(jīng)接好，拿連接電壓表接線柱的導(dǎo)線的一端去分別試觸M、N兩點(diǎn)，電流表示數(shù)分別為0.04A和0.03A，電壓表示數(shù)分別為2.9V和3V。哪個(gè)表的示數(shù)變化明顯？有的學(xué)生回答電流表示數(shù)變化明顯，理由是；有的學(xué)生回答電壓表示數(shù)變化明顯，理由是。師：電流表的示數(shù)變化了多少毫安？生：10mA。師：既然那是大還是大？生：?jiǎn)挝徊煌?，無(wú)

13、法比較。師：那應(yīng)該是哪個(gè)表的示數(shù)變化明顯？為什么？生：電流表示數(shù)變化明顯，因?yàn)椤煟赫f(shuō)明接M點(diǎn)時(shí)電壓表分流作用引起的誤差大還是接N點(diǎn)時(shí)電流表分壓作用引起的誤差大？生：說(shuō)明接M點(diǎn)時(shí)電壓表分流作用引起的誤差大。師：既然接M點(diǎn)時(shí)電壓表分流作用引起的誤差大，說(shuō)明待測(cè)電阻是阻值大的電阻還是阻值小的電阻？生：阻值大的電阻。師：為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)該采用電流表內(nèi)接法還是外接法？生：應(yīng)該采用電流表內(nèi)接法?？偨Y(jié)：如果電流表的示數(shù)變化比電壓表的明顯（即），說(shuō)明待測(cè)電阻是阻值大的電阻（即，或），這時(shí)采用電流表內(nèi)接法測(cè)電阻誤差?。环粗?，如果電壓表的示數(shù)變化比電流表的明顯（即），說(shuō)明待測(cè)電阻是阻值小的電阻（即<，

14、或），這時(shí)采用電流表外接法測(cè)電阻誤差小。課堂小結(jié)：1.當(dāng)<即時(shí)，待測(cè)電阻為阻值小的電阻，用電流表外接法測(cè)電阻誤差較小，此時(shí)由于電壓表的分流作用，導(dǎo)致電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值，這時(shí)R測(cè)=；當(dāng)即時(shí)，待測(cè)電阻為阻值大的電阻，用電流表內(nèi)接法測(cè)電阻誤差較小，此時(shí)由于電流表的分壓作用，導(dǎo)致電阻的測(cè)量值大于真實(shí)值，這時(shí)R測(cè)=。2若Rx、RA、RV的大小關(guān)系事先一無(wú)所知，可借助試觸法確定用內(nèi)接法還是外接法測(cè)電阻。如果電流表的示數(shù)變化比電壓表的明顯（即），說(shuō)明待測(cè)電阻是阻值大的電阻（即，或），這時(shí)采用電流表內(nèi)接法測(cè)電阻誤差較??；反之，如果電壓表的示數(shù)變化比電流表的明顯（即），說(shuō)明待測(cè)電阻是阻值小的電阻（即&

15、lt;，或），這時(shí)采用電流表外接法測(cè)電阻誤差較小。課堂練習(xí)：如圖3所示，電流表事先已經(jīng)接好，拿電壓表的一個(gè)接線柱去分別試觸M、N兩點(diǎn)，電流表示數(shù)分別為0.04A和0.03A，電壓表示數(shù)分別為2.9V和3V。則待測(cè)電阻的真實(shí)值應(yīng)為（ ）A比100略大一些 B比100略小一些 C比72.5略大一些 D比72.5略小一些答案：B分析：因?yàn)?，說(shuō)明待測(cè)電阻是阻值大的電阻，所以采用電流表內(nèi)接法測(cè)電阻，這時(shí)待測(cè)電阻的測(cè)量值為100，而電流表內(nèi)接法測(cè)電阻時(shí)測(cè)量值大于真實(shí)值，故B選項(xiàng)正確。二、課后反思1.本節(jié)課的結(jié)論是教師引導(dǎo)學(xué)生分析出來(lái)的，而不是教師灌輸給學(xué)生的，體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位，提高了學(xué)生分析問(wèn)題的能力。2.