測量小燈泡的電阻案例研究

1、初中物理“測量小燈泡的電阻”教學研究與案例一、伏安法測電阻研究 （一） “伏安法測電阻”在電學知識中的地位 本節(jié)是初中電學的重要內(nèi)容，是電學實驗中的基礎(chǔ)性實驗；在初步掌握歐姆定律的基礎(chǔ)上，通過測定小燈泡在不同狀態(tài)下的電阻同小燈泡亮度的比較，從而對溫度影響電阻進行探究，為歐姆定律的綜合應(yīng)用、為測定小燈泡的電功率打下基礎(chǔ)。用電流表和電壓表測電阻是電學中一種基本的測量方法。實驗要求學生能綜合使用常用的電學器材，提高自己的動手操作能力，加深對歐姆定律的理解，是一節(jié)集學生設(shè)計實驗方案、選定實驗器材、動手操作實驗于一體的測定及探究實驗課。 涉及的電學儀器：伏特表，安培表，滑動變阻器等； 涉及的定律：歐姆定

2、律； 兩大特點： 綜合性、基礎(chǔ)性比較強，同后續(xù)實驗及高中的實驗聯(lián)系密切； 對學生的動手能力要求高，學習探究方法，培養(yǎng)科學探究的能力。 二、“伏安法測電阻”的教學策略 初中物理課程標準理念： 生活走向物理，從物理走向社會； 重科學探究，提倡學習方式多樣化； 注意學科滲透，關(guān)心科技發(fā)展。 “探究性實驗”教學策略綜述： 探究性實驗教學中，教師要為學生創(chuàng)設(shè)物理情景、啟發(fā)學生提出問題、指導(dǎo)學生設(shè)計探究方案。要讓學生自己通過了解實驗器材、明確探究目的、設(shè)計實驗方案、處理實驗數(shù)據(jù)、歸納探究結(jié)論等途徑進行探究性操作，自行發(fā)現(xiàn)并掌握相應(yīng)的規(guī)律和結(jié)論。它的指導(dǎo)思想是在教師的指導(dǎo)下，以學生為主體，讓學生自覺地、主動

3、地探索，掌握認識和解決問題的方法和步驟，研究客觀事物的屬性，發(fā)現(xiàn)事物發(fā)展的起因和事物內(nèi)部的聯(lián)系，從中找出規(guī)律。 教學設(shè)計理念 1在“伏安法測電阻”的實驗過程中，通過創(chuàng)設(shè)問題的情景，充分調(diào)動學生的積極性，使學生去討論、去猜想、設(shè)計實驗方案并動手完成實驗，通過探究讓學生感受溫度對電阻的影響。 2通過探索規(guī)律，使學生獲得研究、思維的方法，形成對科學研究親近熱愛、和諧相融的情感，培養(yǎng)樂于探索物理現(xiàn)象和日常生活中的物理學原理的科學精神。 教學原則：提高學生的學習能力和動手能力，培養(yǎng)學生的觀察能力、分析能力和歸納能力，讓學生在學習知識的過程也熟練掌握一些基本的科研態(tài)度、科研方法和科研步驟。 教學方法：設(shè)計

4、實驗，讀數(shù)測量；處理數(shù)據(jù)、科學探究；歸納總結(jié)、形成結(jié)論。 下面從 6 個方面分析： 1確定重點難點： 重點：實驗方案的設(shè)計，形成原理電路圖。 難點：學生實驗方案的設(shè)計，實物連線，正確地實驗操作。 2創(chuàng)設(shè)物理情境 教學案例一： 在探究串聯(lián)、并聯(lián)電路電壓規(guī)律的實驗時，如右圖明明同學把 標有“ 3.8V ”字樣的小燈泡甲與一個標有“ 2.5V ”字樣的小燈泡乙串聯(lián)起來，發(fā)現(xiàn)小燈泡甲比乙要亮，這兩個燈泡誰的電阻大一些呢？你能幫他解決這個問題嗎？ 教學案例二： 師：導(dǎo)體對電流有一定的阻礙作用，叫電阻。燈泡內(nèi)的燈絲對電流有阻礙作用嗎？ 生：有，因為燈絲是鎢絲，是金屬導(dǎo)體，當然有一定的電阻。 師：怎樣才能知

5、道燈絲電阻的大小呢？ 學生交流討論，打開探究之門。 教學案例三： 【師】同學們面前的小燈泡是我們在實驗室中做實驗時常用到的，你們還知道在哪兒還用它呢？ 【生】手電筒用的就是這種，還有有的玩具上也用這種燈泡。 【師】如果我們想知道這種燈泡的電阻是多大，怎么辦？ 【生】可以利用歐姆定律的變形公式 算出來。 【想想議議】 【師】要利用變形公式 求電阻，需要知道 U 、 I 值，怎么能知道燈泡兩端的電壓和電流呢？ 【生】用電壓表測電壓值，用電流表測出電流的值。 【師】很好，請大家畫出測量小燈泡的電壓和電流的電路圖，然后互相交流 。 看自己的想法有沒有和別的同學不一樣。 3. 實施探究活動 方式一： 自

6、主學習 閱讀教材，解決以下問題： （ 1 ）根據(jù)歐姆定律 _ ,電阻 R= _ ，用電流表測出 _ ，用電壓表測出 _ ，就可以間接的計算出小燈泡的電阻。 （ 2 ）畫出電路圖 （ 3 ）根據(jù)電路圖我們是如何測量小燈泡的電阻的即：實驗的原理：（ 4 ）請同學們觀察桌上的器材是否和我們電路上需要的相符，再觀察一下小燈泡的銘牌。 想一想：電表的量程如何選？ 實驗的步驟？ 記錄表格？ 結(jié)論？ 實驗操作：（ 1 ）根據(jù)電路圖連接實物圖；注意把實驗數(shù)據(jù)和測量結(jié)果記錄下來，填在設(shè)計的表格中。 （ 2 ）實驗總結(jié)：燈絲的電阻隨 _ 的升高而 _ 。 方式二：引導(dǎo)設(shè)計實驗方案 提出問題：如何知道燈絲電阻的大小

7、呢？ 猜想： 1可以根據(jù)生產(chǎn)廠家在燈泡上的標記來計算。 2可以用一種表（如萬用表）直接測量。 3可以用電流表、電壓表間接地測算出。 師：同意同學們的說法，建議用我們已掌握的技術(shù)來實驗，即用電流表、電壓表來間接測算出燈絲的電阻。 設(shè)計實驗： 原理：（生）由歐姆定律 I U R 可以推出 R U I ，用電壓表、電流表測出正在工作的燈絲的電壓、電流，即可用 R U I 算出其阻值。 學生設(shè)計電路圖： 建議學生討論以上所示電路圖的合理性。 預(yù)計意見： 1合理，能測算出燈絲的電阻。 2可以測，但一組數(shù)據(jù)不一定準，建議多測幾組。 3燈絲電阻有可能受其他因素的影響，建議多測幾組。 師：部分同學認為一組數(shù)據(jù)

8、不足以說明問題，建議多測幾組，可見同學們考慮得很全面，那怎樣才能達到多測幾組的實驗?zāi)康哪兀?生：（ 1 ）更換電池組的個數(shù)，改變燈泡兩端的電壓。 （ 2 ）加入滑動變阻器改變電路中電阻，進而改變通過燈絲的電流及其電壓。 師：請同學們討論哪一種方案較方便，并再設(shè)計電路。結(jié)論討論意見，完善實驗電路圖。討論滑動變阻器在電路中的作用。 生：（ 1 ）多次測量取平均值更準確。 （ 2 ）將滑動變阻器調(diào)到最大可以保護電路。 （ 3 ）可以調(diào)節(jié)電路中的電流為整數(shù)值便于計算。 難點突破： 師：同學思考，小燈泡的電阻有無可能受其他因素的影響，其阻值會不會是一個定值？（啟發(fā)學生考慮實驗過程中可能改變的物理量。）

9、師：在實驗中，燈泡的電壓和電流是會發(fā)生變化的，我們可以用電壓表、電流表來監(jiān)測。那么，除此之外還有什么因素會變？ 生：聯(lián)系以往做過的實驗，我們知道燈泡的亮度會隨電壓變化而改變。 師：很好，那么在實驗中我們還應(yīng)關(guān)注燈泡的亮度，把它也作為我們的研究對象。 師：確定了實驗方案，請同學們設(shè)計實驗數(shù)據(jù)表格。 預(yù)計設(shè)計表格為： 次數(shù) 電壓 U （ V ） 電流 I （ A ） 燈泡亮度 電阻 R （） 1 2 3 （培養(yǎng)學生設(shè)計表格的能力，明確實驗的目的和重點研究對象，掌握科學的實驗方法） 學生實驗探究： 4. 注重科學方法 分組實驗，教師指導(dǎo)?？赡艹霈F(xiàn)下列情況： A 小燈泡（待測電阻）不亮，或伏特表有示數(shù)

10、，而安培表無示數(shù)。 B 滑動變阻器滑片位置改變，小燈泡亮度不變，或安培表、伏特表示數(shù)不變。 C 滑動變阻器滑片位置改變，小燈泡亮度改變，但是伏特表示數(shù)不變，或安培表改變、而伏特表示數(shù)不變。 D 電路接通安培表有示數(shù)，且滑動變阻器滑片位置改變，安培表示數(shù)隨之改變，但是小燈泡始終不亮，伏特表示數(shù)幾乎是零。 5. 指導(dǎo)總結(jié)規(guī)律 6. 進行教學評價 （一）把“會設(shè)計并完成實驗”“會分析歸納數(shù)據(jù) ”“ 會得出實驗結(jié)論 ” 三個方面作為評價的主要方面，教師和學生對本節(jié)學習效果進行 “ 自評 ” 、 “ 互評 ” 與 “ 教師評 ” 。 （二）評價量規(guī)（以下各項共分為 5 分、 4 分、 3 分、 2 分、

11、 1 分五個等級進行評價。） 會設(shè)計并完成實驗 會在實驗前調(diào)節(jié)各元器件，使實驗?zāi)茼樌M行 熟悉實驗要用到的各種元件：電流表、電壓表、滑動變阻器等 理解并熟悉實驗原理圖 能正確有條理的將各元件連成實物電路 能設(shè)計合理的實驗記錄表格 會分析歸納數(shù)據(jù)，并得出相應(yīng)的實驗結(jié)論 依據(jù)給定的實驗器材對實驗有創(chuàng)新性設(shè)計 三、學生常見問題分析與解決策略 問題一：如何選定安培表和伏特表的量程？ 1通常選擇試觸的方法。 2對電路中的最大電壓和最大電流進行估算。 問題二：實物連接常見的錯誤？ 問題三：如何有效排查電路故障？ 問題四：高中一些測電阻的方法？ 1電阻箱或定值電阻當電表用。 3 替代法測電阻 方法二： 如圖

12、所示，測電壓表 V 的內(nèi)阻： 將滑動變阻器的畫片 P 滑到最右端，電阻箱 R 的阻值調(diào)到最大； 問題五：初中有哪些特殊的測電阻的方法？ 問題六：滑動變阻器滑片位置變化和電壓表電流表示數(shù)變化關(guān)系？ 在本實驗中，電壓表測量的是小燈泡或定值電阻的電壓，所以電壓表的示數(shù)變化和電流表的示數(shù)大小變化一致，而由歐姆定律可以知道，回路中電流同滑動變阻器的接入電阻成倒數(shù)函數(shù)關(guān)系，所以，定性描述是：當滑動變阻器接入電阻變小時，兩表示數(shù)都變大。 這節(jié)課從“教學環(huán)節(jié)的設(shè)計、師生角色的定位”兩方面很好地體現(xiàn)了上面這一特點。 一是課堂教學環(huán)節(jié)設(shè)計了：“觀察引入、提出問題，設(shè)計實驗方案，交流實驗方案，描述實驗操作，拓展應(yīng)用

13、”，既符合一般探究性實驗課的特點，又適應(yīng)了初三復(fù)習課的要求，為學生獨立思考、討論交流、理性分析提供了充分的時間和空間。 二是教師和學生的角色定位很準確： 1學生是學習的主人，提供了動手動腦學物理的機會。 利用常見的電學器材，運用學生熟悉的實驗方法伏安法測電阻，設(shè)計了能引起認知沖突的演示實驗。通過學生積極思考、主動發(fā)言的課堂表現(xiàn)，能肯定地說張老師利用問題情景把學生推到了課堂主人的位置。 2教師是課堂的主導(dǎo)，保證了動手動腦學物理的效果。 教師的主導(dǎo)體現(xiàn)在： （ 1 ）問題的設(shè)計：簡潔、層層遞進。 實驗后（系列實驗）小結(jié)：看到了什么現(xiàn)象？為什么？在實際實驗中如何選擇滑動變阻器？ （ 2 ）學案的設(shè)計

14、：既有學生的分工，更有學生之間的合作，表格式的處理，便于學生歸納總結(jié)，橫向比對。 （ 3 ） PPT 的設(shè)計：問題提出有效鮮明和教師的指導(dǎo)作用明顯。 最終，學生對多種不同方法測電阻，形成了自己的認識，對各種電學儀器有了更靈活的認識。學生也對歐姆定律的理解更加深入，更加準確。 案例展示【教學反思】 本節(jié)課的主要內(nèi)容是設(shè)計和討論多種方法測電阻的方案；進而讓學生深入理解歐姆定律。教師以曾經(jīng)做過的實驗創(chuàng)設(shè)情景，運用對比和探究的方法，讓學生在動腦動手的過程中，深入理解歐姆定律在實際中的應(yīng)用。教師注重調(diào)動學生的學習積極性，在教學中做到“討論實驗探究創(chuàng)造反思”五位一體，培養(yǎng)學生邏輯思維能力和歸納總結(jié)的能力。

15、 本節(jié)課教學設(shè)計有鮮明的特色： 1教師從提問伏安法測電阻的原理、電路圖、測量量、計算式以及滑動變組器的作用入手，接著回顧并在實驗臺展示伏安法測電阻的實物連接圖，然后動手操作進行伏安法測電阻的實驗，通過設(shè)計滑動變阻器最大阻值遠小于待測電阻，從而導(dǎo)致電壓表和電流表在滑動變阻器的滑片移動過程中，無明顯變化的現(xiàn)象，建立了問題情景，引起了學生的認知沖突，激發(fā)了學生探究的興趣和欲望，很順利地過渡到儀器作用的討論和只有安培表時的電阻測定方案討論。俗話說萬事開頭難，主講教師的這一課堂引入，可以說是找到了一個很好的切入點。實際上這一設(shè)計，也為高中物理伏安法測電阻中，滑動變阻器限流式和分壓式的接法選擇打下了一個很好的伏筆。 2. 對于要求學生完成的第一個實驗方案設(shè)計任務(wù)：如果實驗室只有電壓表或只有電流表，你還有什么辦法測量出一個未知電阻的阻值？還需要添加什么器材嗎？教師給出了充分的引導(dǎo)，一系列的問題鏈幫助學生思考設(shè)計方案。同時在這里，主講教師也給了學生足夠的思考時間和討論時間，讓學生形成確實屬于學生自己的設(shè)計方案，并且學生在教師的引導(dǎo)下，進行了詳細的交流、討論和展示，使得學生有了設(shè)計的范本和基礎(chǔ)，為任務(wù)二，任務(wù)三 打下了一個很好的基礎(chǔ)，這個環(huán)節(jié)教師的處理張弛有度，強調(diào)得當。 3. 這節(jié)課還充分體現(xiàn)了由重知