《伏安法实验》教学设计
时间：2021-08-31《伏安法实验》教学设计
伏安法测电阻延续了欧姆定律的内容，教学主体内容就是利用电压表与电流表将小灯泡与定值电阻的电阻值测算出来，通过实验总结钨丝电阻的变化规律，确定钨丝电阻变化会受何种因素的影响，并探究它们之间的关系.教学过程更加重视学生探究性学习能力的培养.
一、伏安法测电阻实验教学的教学目标
本课程的知识目标在于：第一，对伏安法测电阻的原理加以理解；第二，了解伏安法测电阻的内接方法与外接方法；第三，理解两种方法存在误差的原因，在实际操作中可以做出正确的选择.能力目标定位：通过课程学习提高学生分析问题的能力，培养他们细心操作与认真观察的学习习惯.教学重点是伏安法测量电阻的误差分析.教学方法采用引导法、讲解法、分析法以及问题探索式教学方法.
二、教学设计
1．复习引入
电路中的电阻器是必不可少的主要元件，要了解阻值的大小就要利用各种测量方法.本节课学习一种新的测量电阻的方法，即伏安法测量电阻.首先展示定值电阻与小灯泡等实验用品，提出问题：测量电阻需要知道的'物理量为灯泡两端的电压以及通过灯泡的电流，测量工具为电压表与电流表，并引出实验原理，即欧姆定律，引导学生求出实验的依据原理，即R=U/I，使得实验更有针对性.
2．实验过程
（1）设计电路
通过复习旧知识可以得出，通常测量电阻的基本原理即为欧姆定律，引导学生尝试将测量定值电阻与小灯泡电阻的实验电路图画出来.教师对学生所设计的电路图要进行巡视辅导与检查，并引导他们对自己所设计的电路图进行讨论，讨论其合理性，是否可以将灯泡的电阻值测量出来.提出问题：假如小灯泡的工作状态不同，如何测量其电阻值，并且说出电路图的改进方法，即需要把一个滑动变阻器串联在电路中，从而灯泡两端的电压以及通过灯泡的电流值就会发生改变，最终可以测量出不同工作状态下小灯泡的电阻值.要求学生将改进后的实验电路图画出来.因为电压表也称为伏特表，而电流表也称为安培表，因此本课程介绍的这种利用电压表与电流表实现电阻值测量的方法也就伏安法.
（2）实验步骤
第一步，先按照电路图摆放好实验器材.
第二步，根据电路图将电路正确连接起来.在连接实验电路过程中需要注意几点：首先，连接电路的过程中要断开开关；其次，选择量程适用的电压表与电流表，并注意不要弄反“+”、“－”接线柱；再次，滑动变阻器的连接方法为“一上一下”，滑片在闭合开关前要处于阻值最大的位置，并思考线路中滑动变阻器的实际作用.
第三步，对定值电阻的阻值进行测量，经过检查后将开关闭合，缓慢移动变阻器的滑片，将三组数据分别记录下来：U（V）、I（A）以及R（Ω），最后算出R的平均值，经过多次测量算出平均值将误差降至最低.需要注意的是，因为在不同的工作状态下电阻的阻值存在差异，所以在某种状态下的电阻可以利用多次测量取平均数的方法来减少测量误差.采用多次测量取平均数的方法需要一个前提条件，即测量电阻在同一状态下的电阻值.
第四步，测量小灯泡的电阻.在测量前使得灯光泡处于三种不同的状态，即暗红——灯泡两端的电压为1V，微弱发光——灯泡两端的电压为1.5V，正常发光——灯泡两端的电压为2.5V，然后分别测量各种状态下小灯泡的电压值与电流值，并且在实验时可以将手放在灯泡下，感受小灯泡处于不同状态时的温度：灯丝的温度越高，电阻的值也就越大.
第五步，计算出在不同亮度状态下小灯泡灯丝的电阻值，找出其中的规律，并讨论是否有必要求取电阻的平均值.
在实验过程中教师要注意巡视辅导，注意学生的实验细节，如学生连接电路的方法是否正确，为了便于分析实验结论，还要注意在允许的范围内将三组实验数据的差距尽量拉大，还要注意不要由于电流过大损坏实验器材.
（3）分析与论证
引导学生分析实验数据，并对实验过程中所记录的表格进行交流与分析，讨论以下几个问题：测量定值电阻的阻值时，三次测量结果存在一定的差别，这是由于误差造成的；测量小灯泡的电阻时三次的测量结果也各不相同，这是由于电阻会受到温度的影响等.最后教师对本节课程做总结：通过本次课程学习，学生掌握了伏安法测电阻值的方法，了解了其原理为欧姆定律的变形，可以准确分析出伏安法测电阻过程中所产生的误差：如果采用电压表后接法，按照R=UI，则真实值要高于测量值；如果采用电压表前接法，则真实值就低于测量值.
总之，伏安法测电阻实验教学的侧重点是关注实验探究的过程，所以教师要深入分析教材，引导学生探究性学生，将新课程改革的理念践行在教学活动中
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