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  【设计理念】

  本节内容要求学生自己设计实验电路、自选仪器、设计实验步骤、实验记录表格等,特别是关注变阻器在电路中的作用,对学生提出较高的要求,对学生探究学习的能力进行培养与再提高。

  【教材分析与处理】

  “测量小灯泡的电阻”是欧姆定律内容的延续,也是“电阻”内容的辅垫,本节主体内容是利用电压表、电流表测算出小灯泡的电阻,通过实验探究去发现钨丝电阻变化的规律,井最终找到影响钨丝变化的因素及它们之间的相互关系。

  本节教材重在培养学生的探究性学习能力,结合教学实际,对教材作如下设计。

  第一环节:打开探究之门。

  教师展示灯泡,通过媒体突出显示灯泡的钨丝,提出思考,如何测量灯泡内灯丝的电阻呢?

  第二环节:探究实验。

  教师组织学生讨论测量方案,并适时地引导学生联系前面所学的欧姆定律的公式来着手设计,尤其是在设计表格的时候,要引导学生考虑灯泡的亮度,便于实验结论的分析与得出。

  第三环节:发现与拓展。

  引导学生分析实验数据,感知灯丝的电阻受温度的影响,并为后面研究影响导体电阻的因素作好铺垫。

  【教学目标】

  1.知识与技能:应用欧姆定律,学习一种测量电阻的方法;会同时使用电压表与电流表,了解钨丝的电阻特性。

  2.过程与方法:通过测量小灯泡的电阻,了解欧姆定律的应用。

  3.情感、态度与价值观:实验电路的设计、连接以及测量过程中的兴趣培养,爱护实验器材。

  【教学准备】

  器材:小灯泡(2.5V)、电流表、电压表、开关、电池阻(3V)、定律电阻(10Ω)、滑动变阻器、导线、实验报告单。

  分组:以两人或三人一组为宜。

  重点:实验设计。

  难点:分析出灯丝电阻受温度的影响。

  【教学过程】

  一、引入

  师:导体对电流有一定的阻碍作用,叫电阻。灯泡内的灯丝对电流有阻碍作用吗?

  生:有,因为灯丝是钨丝,是金属导体,当然有一定的电阻。

  师:怎样才能知道灯丝电阻的大小呢?

  学生交流讨论,打开探究之门。

  二、探究实验

  提出问题:如何知道灯丝电阻的大小呢?

  猜想:

  1.可以根据生产厂家在灯泡上的标记来计算。

  2.可以用一种表(如万用表)直接测量。

  3.可以用电流表、电压表间接地测算出。

  师:同意同学们的说法,建议用我们已掌握的技术来实验,即用电流表、电压表来间接测算出灯丝的电阻。

  设计实验:

  原理:(生)由欧姆定律I=U/R可以推出R=U/I,用电压表、电流表测出正在工作的灯丝的电压、电流,即可用R=U/I算出其阻值。

  学生设计电路图:

  建议学生讨论以上所示电路图的合理性。

  预计意见:

  1.合理,能测算出灯丝的电阻。

  2.可以测,但一组数据不一定准,建议多测几组。

  3.灯丝电阻有可能受其他因素的影响,建议多测几组。

  师:部分同学认为一组数据不足以说明问题,建议多测几组,可见同学们考虑得很全面,那怎样才能达到多测几组的实验目的呢?

  生:

  (1)更换电池组的个数,改变灯泡两端的电压。

  (2)加入滑动变阻器改变电路中电阻,进而改变通过灯丝的电流及其电压。

  师:请同学们讨论哪一种方案较方便,并再设计电路。结论讨论意见,完善实验电路:

  讨论滑动变阻器在电路中的作用。

  生:

  (1)多次测量取平均值更准确。

  (2)将滑动变阻器调到最大可以保护电路。

  (3)可以调节电路中的电流为整数值便于计算。

  难点突破:

  师:同学思考,小灯泡的电阻有无可能受其他因素的影响,其阻值会不会是一个定值?(启发学生考虑实验过程中可能改变的物理量。)

  师:在实验中,灯泡的电压和电流是会发生变化的,我们可以用电压表、电流表来监测。那么,除此之外还有什么因素会变?

  生:联系以往做过的实验,我们知道灯泡的亮度会随电压变化而改变。

  师:很好,那么在实验中我们还应关注灯泡的亮度,把它也作为我们的研究对象。

  师:确定了实验方案,请同学们设计实验数据表格。

  预计设计表格为:

次数

电压UV

电流IA

灯泡亮度

电阻R(Ω)

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

3

 

 

 

 

  (培养学生设计表格的能力,明确实验的目的和重点研究对象,掌握科学的实验方法)

  学生实验探究:

  强调:

  1.滑动变阻器应调到最大值。

  2.小灯泡的额定电压是2.5V。

  3.注意电流表、电压表的正确使用方法。

  4.爱护实验器材。

  学生分组实验,记录数据,教师巡视辅导。

  教师关注细节:

  1.学生电路的连接正确与否。

  2.三次实验尽量在允许的范围内拉开三组数据的差距,便于分析结论。

  3.注意实验器材不因电流过大而损坏。

  三、分析并论证实验

  1.展示学生的几组实验表格,对实验数据进行分析。

  2.相互交流分析实验表格。

  师:同学们发现什么问题?

  生:灯泡的电阻不是定值,是变化的。

  师:是什么原因使灯丝的电阻发生变化的呢?

  生:

  (1)是电压变化了。

  (2)是电流变化了。

  (3)是灯泡亮度变化了。

  师:同学们众说纷纭,到底是什么原因造成灯丝电阻变化的呢?是电压与电流吗?我们做一个补充实验。

  难点突破:(展示电路图)

  目的:用电压表、电流表测定电阻的阻值。

  器材:电源(V)电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、定值电阻(10Ω)。

  步骤:1.如图连接电路。

  2.改变滑动变阻器阻值,读电压表、电流表。

  3.根据R=U/I算出R。

  表明:R是定值,不随电压、电流的变化而变化。

  四、评估

  师:通过论证,表明灯丝的电阻发生改变的原因不在于电压与电流,那是什么原因造成的呢?

  生:是灯泡的亮度。

  师:对了,我们常说“一份光一份热”,灯泡发光是由于灯丝不断产生和聚集热量而引起的,聚集的热量越多,其温度越高,达到一定程度,便会热得发光。

  师:这说明,灯泡的亮度只是一种现象,它表明什么因素影响了灯丝的电阻呢?

  生:是温度。

  师:对了,请同学们进一步思考灯丝的电阻和温度有怎样的关系?请同学们分析数据表格,相互交流。

  学生分析讨论。

  生:温度越高,灯丝电阻越大。

  师:对了,一般来说,金属导体的电阻随温度升高而增大。

  五、交流与合作

  1.同学们了解到得到结论的方法有多种,不能拘泥于某一种解决问题的办法与途径。

  2.实验的分析与论证要注意技巧,学会排查现象发生的原因。

  3.实验数据的填写要尊重实验的事实,不能妄加改动,随意设置。

  六、板书设计

  提出问题:如何知道小灯泡的电阻?

  猜想:(学生自由发挥)

  设计实验:

  实验表格(学生板书)

次数

电压UV

电流IA

灯泡亮度

电阻R(Ω)

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

3

 

 

 

 

  分析论证:影响灯丝电阻大小的因素可能是:

  1.电压;2.电流;3.电灯亮度。

  结论:一般来说,金属的电阻随温度的升高而增大。

  评估交流:(学生交流所感所想)

  教师寄语:尊重实验事实,掌握科学方法,探索无止境。

    
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