《伏安法實驗》教學設計

伏安法測電阻延續了歐姆定律的內容，教學主體內容就是利用電壓表與電流表將小燈泡與定值電阻的電阻值測算出來，透過實驗總結鎢絲電阻的變化規律，確定鎢絲電阻變化會受何種因素的影響，並探究它們之間的關係.教學過程更加重視學生探究性學習能力的培養.

一、伏安法測電阻實驗教學的教學目標

本課程的知識目標在於：第一，對伏安法測電阻的原理加以理解；第二，瞭解伏安法測電阻的內接方法與外接方法；第三，理解兩種方法存在誤差的原因，在實際操作中可以做出正確的選擇.能力目標定位：透過課程學習提高學生分析問題的能力，培養他們細心操作與認真觀察的學習習慣.教學重點是伏安法測量電阻的誤差分析.教學方法採用引導法、講解法、分析法以及問題探索式教學方法.

二、教學設計

1．複習引入

電路中的電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種測量方法.本節課學習一種新的測量電阻的方法，即伏安法測量電阻.首先展示定值電阻與小燈泡等實驗用品，提出問題：測量電阻需要知道的物理量爲燈泡兩端的電壓以及透過燈泡的電流，測量工具爲電壓表與電流表，並引出實驗原理，即歐姆定律，引導學生求出實驗的依據原理，即R=U/I，使得實驗更有針對性.

2．實驗過程

（1）設計電路

透過複習舊知識可以得出，通常測量電阻的基本原理即爲歐姆定律，引導學生嘗試將測量定值電阻與小燈泡電阻的實驗電路圖畫出來.教師對學生所設計的`電路圖要進行巡視輔導與檢查，並引導他們對自己所設計的電路圖進行討論，討論其合理性，是否可以將燈泡的電阻值測量出來.提出問題：假如小燈泡的工作狀態不同，如何測量其電阻值，並且說出電路圖的改進方法，即需要把一個滑動變阻器串聯在電路中，從而燈泡兩端的電壓以及透過燈泡的電流值就會發生改變，最終可以測量出不同工作狀態下小燈泡的電阻值.要求學生將改進後的實驗電路圖畫出來.因爲電壓表也稱爲伏特表，而電流表也稱爲安培表，因此本課程介紹的這種利用電壓表與電流表實現電阻值測量的方法也就伏安法.

（2）實驗步驟

第一步，先按照電路圖擺放好實驗器材.

第二步，根據電路圖將電路正確連接起來.在連接實驗電路過程中需要注意幾點：首先，連接電路的過程中要斷開開關；其次，選擇量程適用的電壓表與電流表，並注意不要弄反“+”、“－”接線柱；再次，滑動變阻器的連接方法爲“一上一下”，滑片在閉合開關前要處於阻值最大的位置，並思考線路中滑動變阻器的實際作用.

第三步，對定值電阻的阻值進行測量，經過檢查後將開關閉合，緩慢移動變阻器的滑片，將三組數據分別記錄下來：U（V）、I（A）以及R（Ω），最後算出R的平均值，經過多次測量算出平均值將誤差降至最低.需要注意的是，因爲在不同的工作狀態下電阻的阻值存在差異，所以在某種狀態下的電阻可以利用多次測量取平均數的方法來減少測量誤差.採用多次測量取平均數的方法需要一個前提條件，即測量電阻在同一狀態下的電阻值.

第四步，測量小燈泡的電阻.在測量前使得燈光泡處於三種不同的狀態，即暗紅——燈泡兩端的電壓爲1V，微弱發光——燈泡兩端的電壓爲1.5V，正常發光——燈泡兩端的電壓爲2.5V，然後分別測量各種狀態下小燈泡的電壓值與電流值，並且在實驗時可以將手放在燈泡下，感受小燈泡處於不同狀態時的溫度：燈絲的溫度越高，電阻的值也就越大.

第五步，計算出在不同亮度狀態下小燈泡燈絲的電阻值，找出其中的規律，並討論是否有必要求取電阻的平均值.

在實驗過程中教師要注意巡視輔導，注意學生的實驗細節，如學生連接電路的方法是否正確，爲了便於分析實驗結論，還要注意在允許的範圍內將三組實驗數據的差距儘量拉大，還要注意不要由於電流過大損壞實驗器材.

（3）分析與論證

引導學生分析實驗數據，並對實驗過程中所記錄的表格進行交流與分析，討論以下幾個問題：測量定值電阻的阻值時，三次測量結果存在一定的差別，這是由於誤差造成的；測量小燈泡的電阻時三次的測量結果也各不相同，這是由於電阻會受到溫度的影響等.最後教師對本節課程做總結：透過本次課程學習，學生掌握了伏安法測電阻值的方法，瞭解了其原理爲歐姆定律的變形，可以準確分析出伏安法測電阻過程中所產生的誤差：如果採用電壓表後接法，按照R=UI，則真實值要高於測量值；如果採用電壓表前接法，則真實值就低於測量值.

總之，伏安法測電阻實驗教學的側重點是關注實驗探究的過程，所以教師要深入分析教材，引導學生探究性學生，將新課程改革的理念踐行在教學活動中