大电阻测量教案
（ 物理组 黄国龙）
教学课题：
《大电阻的测量》
教学目标：
１. 知识目标
(1)理解外接伏安法测量电阻的条件；
(2)理解限流电路电流和电压变化规律，明确限流电路的适用特点；
(3)理解分压电路电流和电压变化规律，明确分压电路适用特点；
(4)理解伏安曲线斜率的物理意义，能用伏安曲线求电阻。
２．能力目标
(1)通过分析实验失败的原因培养学生创新所需的思维素质（思维的
深刻性和批判性）；
(2)通过设计新的实验方案、新的实验电路，运用新的实验数据处理方法，
培养学生的创新思维能力和创新意识。
教学重点和难点：
１.伏安内接电路，分压电路电路为教学重点；
２.分压电路及实验电路图的连接为教学中难点。
教学方法的运用：问题探索式的实验教学方法。
教学手段的运用：
１.多用表、电压表、学生电源、电键、导线、电阻箱、滑动变
阻器等实验仪器；
２.多媒体电脑及电阻测量课件。
一、课堂教学实施过程
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一、 改变实验对象，实施伏安电路的创新 |
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教学过程 |
主要教学内容 |
解释 |
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[原有实验认知]： (1) 运用伏安外接法（图１） 测量金属丝的电阻； (2)运用限流电路调节回路中电 流强度； (3)运用多次测量求平均值的代数 方法处理数据； |
１．教师讲解 ２。运用电脑显示伏安外接法电路。 |
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２、改变实验对象，提出新课题， 引入新课。 |
[新的问题]：上节课我们测量电阻值大约为5欧姆的金属丝的电阻，今天这节课我们要测量大约为３千欧姆电阻箱的电阻。请同学们设计实验精确测量 这个电阻的具体阻值。 |
３．教学中运用实物投影
仪介绍电阻箱，并确定３kΩ电阻值。 |
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３.学生实验，导 致悖论 |
[教学中可能出现情形]：大部分学生可能运用外接法测量，结果电阻的测量值为1.5kΩ左右，这与 ３kΩ相差太大，从而导致悖论。 |
４．教师让学生回答测量结果并与电阻箱值进行比较。 |
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４.原因分析 |
[学生猜想]：（１）电阻箱电阻不正确；（２）原来测量方法不适用于测量大电阻。 [实验验证]：教师让学生用欧姆表测量电阻箱阻值，结果约为３kΩ，从而否定了猜想（１）。 [理论分析]：（１）教师向学生指出学生所用的电压表的电阻不是无穷大，选择伏特表０－３Ｖ量程时，其内阻为３kΩ；（２）然后向学生指出伏特表的分流导致通过电流表的电流大于通过电阻上的电流；（３）最后通过分析计算得出测量值就是电阻和伏特表内阻的并联值，因而测量大电阻时不能用伏安外接法。 [新的问题]：如何设计新的实验方案来测量３kΩ 电阻的阻值？ |
５．运用电脑显示电路图，并在黑板上进行分析。 |
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[新的方案]：通过学生思考， 教师启发，师生共同努力设 计出如图２所示的电路图伏 安内接法。 |
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６．进行新的实验 |
学生运用内接法测量，测量结果为： (1)运用１mA档时，测量结果约为３４０９Ω； (2)运用１０mA档时，测量结果约为３０４２Ω |
６．在实验之前教师先运用实物投影仪介绍多用表中１mA与10mA档选择与读数。 |
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７．理论分析 |
（１）运用内接法测量时，测量值ＲＸ＝ＵＶ／ＩＡ＝ＲＸ０+RA ；（２）由实验测得电流表１mA与10mA 量程的内阻分别为４００Ω和４０Ω，因而从理论上可知，选用１mA量程时，电阻的测量值为３４００Ω，选用１编mA量程时，电阻的测量值为３０４０Ω；（３）为了减小实验误差，因选用１０mA量程。 |
７．教师运用实物投影仪显示运用欧姆表测量电流表１mA与10mA量程的内阻过程 |
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８．实验总结 |
１．外接法适用条件：Ｒx<<Rv ２．内接法适用条件：RA<<Rx |
８．师生共同归纳总结。 |
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二、电流、电压调节电路的创新 ------分压电路 |
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教学过程 |
主要教学内容 |
解释 |
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1.改变实验要 求，提出新的课 题 |
[新的问题]：现要求对此电阻进行多次测量求
平均值。 |
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２．学生实验，导致失败 |
[学生实验]：学生实验时不管如何改变变阻器阻值,二个电表的示数基本不变，实验失败。 |
9．由学生自已操作，发现问题。 |
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３．失败原因分析 |
[理论分析]：（１）教师运用电路知识，分析限流电路电压变化范围（Ｕ0Rx/(Rx+R)--U0）;
(2)然后把本实验中变阻器与被测电阻阻值代入，揭示实验失败原因---变阻器的阻值比被测电阻小得多。 [新的问题]：如何设计新的实验方案通过多次测量，来测量３kΩ电阻的阻值？ |
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４．设计分压电路 |
[铺设台阶]：试求：图３电路中Ｒx两端电压变化范围？ [新的方案]：通过师生共同努力，设计如图４所示的分压电路。
图５ |
10.教学中先让学生思考，然后铺设知识和思维台阶，最后师生共同探索。 |
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[电脑演示]：教师运用电脑演示分压电路实验实物 图的连接（如图５所示） |
11.用鼠标连接实物图。 |
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６．进行新的实验。 |
[学生实验]：学生在教师的帮助下进行新的实验， 测量６组实验数据，填入表格（如图６所示）。 |
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三、实验数据处理方法的创新－－图象处理实验数据。 |
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教学过程 |
主要教学内容 |
解释 |
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１．改变思维方式，提出问题 |
[提出问题]：在测量金属丝电阻时，我们运用代数的方法处理实验数据，求出电阻值，今天我们要求同学们运用图象的方法来处理实验数据，测出电阻 值。 |
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２．运用图象处理实验数据方法 |
[画表格填入数据]：如图5所示。 [建立坐标]：如图６所示。 [坐标量度确定]：如图６所示。 [描点]：如图６所示。 [画线]：如图６所示。 [根据图线求电阻]：ＲＸ＝３０８０Ω。 |
８．教师向学生介绍运用图处理实验数据的方法。 ９．运用电脑演示运用图象处理实验数据给出实验结果的全过程。 |
图５
图６
二、《电阻测量》课堂创新实验教学分析
１、本节课是本人实施《电阻测量》创新教学的的一部分。它在原有学生实验（限流外接伏安法）基础上从三个层面进行。
（１）改变实验测量对象（由测量５Ω改为测量３kΩ电阻）→导致悖论（测量值与实际值相差较大）→分析原因，揭示外接伏安法的局限性（被测电阻ＲＸ／ＲＶ→０）→提出新的实验方法（内接伏安法）测量大电阻。
（２）改变实验测量要求（由单次测量变为多次测量求平均值）→导致困难（用限流电路不能调节电路中电压）→揭示限流电路的适用特点（被测电阻与变阻器阻值相近）→提出新的实验调节电路（分压电路）来调节被测电阻两端电压。
（３）改变思维方式，运用臻美的创新思维方法进行实验数据方法的创新（运用图象处理实验数据）。
2．本节课中通过学生自己动手实验导致实验困惑，激发他们求知欲和探索动机，同时揭示原有实验方法的局限性，培养学生的创新意识；通过分析困惑原因，设计新的实验方案，训练学生思维的深刻性和批判性，培养学生的创新思维能力。
2000年１１月７日。