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1、初中物理“特殊方法测量电阻”的教学案例湖北省广水市应办中心中学：邢大义电话：13035191161 QQ：605348436关键字：特殊法 测量电阻 案例本节课是在学完欧姆定律和电阻的测量后的加入的内容。教材中没有这节知识，但在学生的今后学习中会经常出现，成为了学生后面学习的障碍，教学中必需要解决好这个问题，为后续的学习扫清障碍。设置这节课，我反复查看了很多有关电阻的测量方法，最后确定上课的内容要是有一定的代表性，并能打开学生思路的两种方法，其它的方法都可以在此基础上得到解答，这也正是我们现在进行的“初中物理立体教学法”研究的内容，从多角度来解决电阻测量这个同一问题，使学生对测量电阻的知识有个
2、全面系统的理解的掌握。【教学重点】1会用“伏阻法”、“安阻法”测量导体的电阻。2知道“伏阻法”、“安阻法”测量电阻，是在基本电学实验“伏安法”的基础上进行的；熟悉实验相关的电路分析、实验数据处理，用到的物理方法和原理。【教学难点】如何引导学生进行思维迁移，怎样改变实验器材后仍能完成实验。分析实验数据，根据物理规律找出解决问题方法。【教学准备】教师用：多媒体教学设备、多媒体课件。学生用：干电池、电压表、电流表、已知阻值的定值电阻R0、开关、待测阻值的电阻RX、导线若干等。【教学中的现象、原因及对策】一、复习上节课所学的知识时，提出了以下三个问题欧姆定律的内容是什么？伏安法测量电阻的原理是什么？怎
3、样理解公式：？伏安法测量电阻的器材有哪些？电路图怎样？现象：学生回答欧姆定律的内容时，九(2)班和九(7)班两个班的学生都还能回答出来，少数学生要看书后才能答对。伏安法测量电阻的原理是，部分学生能回答出来，但对公式的理解很少有学生能回答对，大多数学生错误说成“导体的电阻与电压成正比，与电流成反比”。伏安法测量电阻的器材，很多学生说不全面，最容易说掉的是滑动变阻器，电路图只有三分之一的学生能画出来。原因：学生回答欧姆定律的内容时，九(2)班和九(7)班两个班的学生都还能回答出来，少数学生要看书后才能答对。说明学生对一些定义，总结的结论性的内容通过强记还能记住。伏安法测量电阻的原理是，部分学生能回
4、答出来，这也是学生强记的结果。但对公式的理解很少有学生能回答对，这说明学生对物理概念内在的联系理解还很欠缺，不知道电阻是导体本身的一种属性。伏安法测量电阻的器材，很多学生说不全面，容易说掉的是滑动变阻器，是因为对滑动变阻器在此实验中的作用不是很清楚，导致说漏。电路图只有三分之一的学生能画出来，说明学生对伏安法测量电阻的过程和方法还不是很理解。对策：教学中要将电阻的实质讲清楚，电阻只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关与电压和电流无关。在伏安法测量电阻的实验中，滑动变阻器的作用有：保护电路，开始闭合开关滑动变阻器滑到阻值最大的位置；移动滑动变阻器能测量多组数据，电阻求平伏安法测量电阻图形均值减
5、小误差。学生知道了滑动变阻器的重要作用，说的时候就不会漏掉。伏安法测量电阻的电路图是初中电学中的重要图形(如图所示)，对照图形记忆实验器材，理解各器件的作用，加深对伏安法测量电阻的全过程的理解。二、“伏阻法”测量电阻学生进行分组讨论：1、没有电流表，还有哪些计算电阻的方法？2、如果要测量待测电阻的阻值，必须要知道电流的大小，有什么方法来解决？3、需要的器材有哪些？4、实验原理是什么？5、要用到什么物理原理？6、怎样设计实验进行测量？现象：1、没有电流表，还有哪些计算电阻的方法？学生的讨论中只有很少的学生能想到用间接测量的方法来进行，但都没有准确的方法计算出电阻。2、如果要测量待测电阻的阻值，必
6、须要知道电流的大小，有什么方法来解决？这里有少数学生平时注意了，能说出用串联电流相等的方法，间接得出待测电阻的电流。3、需要的器材有哪些？还要加其它的器材，已知阻值的电阻、滑动变阻器等，也只少数的学生说了。4、实验原理是什么？有的学生说是欧姆定律，大多数学生不知道是什么原理。5、要用到什么物理原理？学生都不会，没有学生能回答对。6、怎样设计实验进行测量？学生不知道，只是老师来引导学生，完成实验和数据测量。原因：这是一个探究新实验方法的过程，要求学生对基本的测量电阻的方法非常熟悉，学生对条件发生改变后，前后的知识衔接还不是很会变通，物理知识学得不活。如第2个问题，只有少数学生能说出用串联电流相等
7、的方法，间接得出待测电阻的电流。第3个问题，需要的器材有哪些,这就要和“伏安法”测量电阻的器材作对比，少了电流表，肯定还要增加器材，也只少数的学生说，还要加已知阻值的电阻或滑动变阻器等。这是平时教学中没有注意的一些方法，学生不能融会贯通。对策：平时没有注意的较难内容，教师进行教学时可以事先提醒学生，降低学生思考的难度，提高学生的兴趣，得到较好的效果。学生讨论中的有些错误，或者不全面的地方进行完善，给予更正和引导，为下面的探究打好基础。学生进行分组实验，教师提示并讲解：教师提示：测量电阻时可根据公式：进行,必须要知道电流的大小和电压的大小，电压有电压表能直接测量待测电阻的电压。没有电流表，能否根
8、据串联电路中电流处处相等，测量出一个已知的电阻的电压，根据公式：计算出电流，间接得到待测阻值的电流。然后用公式进行计算，得出待测电阻的阻值。现象：图2图1学生分组讨论设计实验，选择实验器材(干电池、电压表、已知阻值的定值电阻R0、开关、待测阻值的电阻Rx、导线若干)，进行实验，教师巡视指导。只有部分学生能画出电路图(如图1所示)，也有少数组的学生画的是图2的电路图，这两种方法其实都可以。特别对一块电压表测量两个电阻的电压不知怎样解决。根据电路图正确连接电路还有部分学生没有掌握，连接电路有错误，有时是开关没有处于断开状态，电压表的正负接线柱接反等。数据处理还不会，需要老师的指导才能完成。实验数据
9、表格：R0的阻值/R0两端的电压/VRx两端的电压/VRx的阻值/原因：这是一个探究新实验方法的过程，学生平常没有用到这些方法，电路图不知道怎样处理是可以理解的。根据电路图正确连接电路还有部分学生没有掌握，连接电路有错误，有时是开关没有处于断开状态，电压表的正负接线柱接反等。这是因为平时训练少的结果，电路连接的方法：首先要断开开关连接电路，有电表的要注意正负接线柱接，有滑动变阻器的要根据要求“一上一下”连接等。数据处理还不会，需要老师的指导才能完成。说明学生对所学的知识还不能非常熟练应用，从理解到应用的过程还不够。对策：物理学中的实验，除了基本的实验外，对缺少器材的实验训练还要加强，这些对于物
10、理基础较好的学生是一个很好的煅练。根据电路图正确连接电路，这些内容是物理实验的基本环节，应加强训练学生的实验能力。学生的数据处理还不会，老师可根据实际的情况，指导或提示学生完成，特别是具体方法的讲解使学生下次能解决类似的问题。学生对数据处理感觉较难，教师应提示并讲解数据处理的过程和原理，让学生今后能按相关的思路来解决类似的问题：1、串联电路中各处的电流是相等的:I=I1=I2=In 2、因为Rx和R0串联得到：； 3、由：得：根据所学的知识进行拓展，还可以根据串联分压得：，计算出RX的值，结果相同。如果用的是第二个图，则表达式为：。三、“安阻法”测量电阻学生进行分组讨论：图4图31、没有电压表
11、，如果要测量待测电阻的阻值，必须要知道电压的大小，有什么方法来解决？2、需要的器材有哪些？3、实验原理是什么？4、要用到什么物理原理？5、怎样设计实验进行测量？现象：通过上面的“伏阻法”测量电阻的分析和实验，学生对于“安阻法”测量电阻的过程比上面要好得多，知道所要选取的器材有：干电池、电流表、已知阻值的定值电阻R0、开关、待测阻值的电阻Rx、导线若干等。学生画的电路图(如图3所示)，少数组有画成图4的。电路图应接成并联，要根据并联电路中各支路的电压相等进行原理分析。连接电路也比上面要好，没有出现错误。实验数据表格和处理也做得较好。实验数据表格：R0的阻值/通过R0的电流/A通过Rx的电流/AR
12、x的阻值/原因：学生的模仿能力还是较强的，只有给予了有关的训练内容，在接下来的对应学习中会有较好的效果。成绩好的学生在这方面表现更进一步，成绩差的学生也能有所提高，但还是要老师的再次指导，这跟学习习惯的养成很有关系，他们的迁移能力还不够。对策：在今后的教学中，对于新的知识老师一定要先有指导，让学生熟悉后再进行拓展和延伸，开始就让学生探究新知识，效果不一定好，成绩不好的学生更是会失去学习的兴趣。根据前面的提示及方法，学生对数据进行处理，教师提示过程和原理共同完：1、并联电路中各支路的电压都是相等的:U=U1=U2=Un 2、因为Rx和R0是并联的得到：； 3、由：得：还可以根据并联分流得：，计算
13、出RX的值，结果相同。如果用的是图4，则表达式为：。四、“伏阻法”和“安阻法”测电阻的实质此内容是“伏阻法”和“安阻法”测电阻的拓展，只是老师来引导学生注意选择这样实验的原因和方法，也是高中学习的基础，对学生不作要求。少数学生对物理有兴趣也可以自己探究，老师应鼓励学生的探索精神。“伏阻法”测量电阻的实质：这里的R0和电压表V组成的电路图，相当于电流表。如图所示：,通过已知阻值的定值电阻和测得的电压值，应用公式,得到该电路中的电流值。 “安阻法”测量电阻的实质：这里的R0和电流表A组成的电路图，相当于电压表。如图所示：,通过已知阻值的定值电阻R0和测得的电流值I0，应用公式,得到该电路中的电压值
14、。（五）例题分析：例1图例1 如图所示，已知I=4.5 A，I2=0.9 A，电源电压为36 V，那么灯L1的电阻R1多大？ 解析: 因为灯L1和灯L2并联,根据并联电路中干路电流等于支路电流之和得：I=I1+I2，即有：I1=I-I2=4.5A-0.9A=3.6A；并联电路中各支路的电压相等得：U1=U2=U=36V；则有：。例2图例2 如图所示，R1=20，滑动变阻器R2最大阻值为80，电路接在电压为6 V电路中，当滑片P由最左端滑到最右端时，电压表示数由6V变化为1.2 V，则电流表示数变化范围是多少？当滑片P在最右端时串联电路的电阻多大？解：（1）滑片P在最左端时，电路简化为：则有：U
15、1=U =6V，由欧姆定律得：（2）滑片P在最右端时，电路简化为：则有：，。现象：例题投影出来后让学生在小组讨论，试着解答有关的内容。在九(7)班和九(2)班两个班的学生中，九(7)班的有十几个成绩好的学生能够解决，九(2)班的有几个学生在老师的提示下独立完成，还有很大的一部分学生只是在老师的指导下才能完成。原因：九(2)班和九(7)班两个班的学生基础有些差别，导致了学生的学习效果也不同。学习习惯的养成是一个长期的过程，基础较差不是短期形成的，教学过程中不进行有关知识的补充，基础的学生会失去学习的兴趣。对策：在今后的教学中要做到“因材施教”，针对学生的基础不同提出不同的要求。对学习困难的学生可以先提示指导，帮助他们树立学好物理的信心，可以将容易点的内容让这部分学生去解答。基础较好的学生，可以鼓励他们独立完成难度比较大的物理内容，让他们获得战胜困难的快乐，并使他们能长期保持探索未知世界的兴趣。（六）评估交流： 学生讨论：在你的实验过程中，出现了哪些故障，你是怎么解决的？ 老师提示：实验过程中出现的故障主要有： 1实验中电流表或电压表的指针反向偏转； 2电流表或电压表的指针偏转角度很小； 3电流表或电压表指针超过最大值；4闭合开关，电流表或
