初中物理沪科版（2024）九年级全册（2024）第十六章 探究电路第三节 测量：用电流表和电压表测量电阻表格教案

这是一份初中物理沪科版（2024）九年级全册（2024）第十六章 探究电路第三节 测量：用电流表和电压表测量电阻表格教案，共3页。教案主要包含了25分钟，10分钟，答案解析等内容，欢迎下载使用。
学科
初中物理
年级册别
九年级全一册
共1课时
教材
沪科版
授课类型
新授课
第1课时
教材分析
教材分析 本节内容是初中物理电学部分的核心实验之一，属于“探究电路”单元的第三课时。教材以“伏安法测电阻”为核心任务，将欧姆定律的公式变形 R=UI 转化为可操作的实验方法，实现从理论到实践的跨越。通过设计实验、连接电路、数据记录与处理等环节，学生能深化对电流、电压、电阻三者关系的理解，培养科学探究能力。同时，教材在拓展部分引入了串联与并联电阻的总阻值计算，为后续学习复杂电路打下基础。
学情分析 九年级学生已掌握基本电学概念，如电流、电压、电阻的定义及单位，熟悉电流表与电压表的使用方法，具备初步的电路连接能力。然而，学生在实际操作中仍存在接线错误、电表极性混淆、滑动变阻器使用不当等问题，尤其对“为什么多次测量求平均值能减小误差”缺乏深层理解。此外，部分学生对非线性元件（如灯泡）的电阻变化规律认识模糊，易误认为电阻恒定。因此，教学需通过真实情境引导学生反思实验过程，强化安全意识与误差分析能力，提升科学思维品质。
课时教学目标
物理观念
能够基于欧姆定律 R=UI 理解“伏安法”测电阻的原理，并能准确描述其测量逻辑。
2. 理解电阻是导体本身属性，不随电压或电流变化而改变，能区分“电阻不变”与“测量结果波动”的本质差异。
科学思维
能设计合理的实验方案，选择合适器材，规划实验步骤，体现系统性思维。
2. 能根据实验数据绘制 U−I 图像，分析图像特征，归纳出线性关系，发展数据分析与推理能力。
科学探究
能独立完成“伏安法测电阻”实验，规范连接电路，正确读取电表示数，记录完整数据。
能在实验中发现异常现象（如电流表反偏），并尝试诊断故障原因，提升问题解决能力。 科学态度与责任
养成严谨细致的实验习惯，遵守安全规程，做到“先断开开关、再接线，闭合前滑片置于最大阻值处”。
2. 能正确认识实验误差的存在，主动思考减小误差的方法，形成实事求是的科学态度。
教学重点、难点
重点
1. 掌握“伏安法”测电阻的基本原理与实验流程，能独立完成电路连接与数据采集。
2. 理解多次测量求平均值的意义，能正确计算电阻平均值，提升数据处理能力。
难点
1. 正确识别并排除电路故障，特别是电流表正负极接反导致指针反向偏转的问题。
2. 理解灯泡电阻随温度升高而增大的特性，解释为何不同电压下测得的电阻值不同，突破“电阻恒定”的认知误区。
教学方法与准备
教学方法
议题式教学法、情境探究法、合作探究法、讲授法
教具准备
电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻、开关、导线、电源、灯泡、DIS实验装置（可选）、多媒体课件
教学环节
教师活动
学生活动
情境导入，激发探究兴趣
【5分钟】
一、创设真实情境，引出核心问题
（一）、展示一段视频：智能手环电量不足报警
1. 教师播放一段短视频：某同学佩戴智能手环，突然屏幕闪烁“电量不足”，手环无法正常工作。随后画面切换至维修人员手持万用表对电路板进行检测。
2. 提问引导：同学们，你们知道维修人员是如何判断电路中某个元件是否损坏的吗？他们是怎么知道这个元件的电阻值是不是正常的？
3. 引导学生思考：如果一个电子元件坏了，我们不能直接看到它的内部结构，但可以通过测量它两端的电压和通过它的电流来判断它的电阻是否正常——这就是我们今天要学习的“伏安法测电阻”。
4. 板书课题：第三节 测量：用电流表和电压表测量电阻
5. 进一步提问：那么，我们如何利用现有的电表工具，精确地测量出一个未知电阻的阻值？这背后又隐藏着怎样的物理规律？
二、回顾旧知，搭建知识桥梁
（一）、引导学生回顾欧姆定律表达式 1. 教师提问：还记得欧姆定律的内容吗？请一位同学回答： - 欧姆定律指出：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。 2. 教师板书公式： I=UR3. 提问：如果我们想求电阻 R ，可以怎么变形这个公式？ - 学生回答： R=UI4. 教师强调：这个公式就是“伏安法”测电阻的理论依据！只要我们能测出导体两端的电压 U 和通过它的电流 I ，就可以算出它的电阻值。 5. 情境延续：就像维修人员用万用表测出电压和电流，再代入公式得出电阻一样，我们也来当一次“电路医生”，亲手测量一个电阻的阻值。
1. 观看视频，观察维修人员的操作。
2. 思考并回答老师提出的问题，尝试联系生活经验。
3. 回忆欧姆定律内容，参与公式推导。
4. 明确本节课的学习目标：学会用伏安法测量电阻。
评价任务
情境理解：☆☆☆
公式迁移：☆☆☆
目标明确：☆☆☆
设计意图
通过真实生活情境引入，激发学生的探究欲望；借助维修场景建立“测量电阻=测U与I”的直观认知，降低抽象难度；通过复习欧姆定律，自然过渡到新知识，构建知识链条，为后续实验做好铺垫。
实验探究，动手实践
【25分钟】
一、实验设计与器材选择
（一）、分组讨论：确定实验所需器材
1. 教师提出任务：请各小组根据实验目的“测量定值电阻的阻值”，讨论并列出需要的实验器材。
2. 教师巡视指导，提示关键点：必须有电源提供电压，有电流表测量电流，有电压表测量电压，有滑动变阻器调节电路电流，有开关控制通断，有导线连接各元件，还有待测电阻。
3. 汇报交流：每组派代表汇报器材清单，教师汇总并板书：
- 电源（干电池组或学生电源）
- 电流表（0--0.6A量程）
- 电压表（0--3V量程）
- 滑动变阻器（0--20Ω）
- 开关
- 导线若干
- 待测定值电阻（约5Ω）
4. 教师强调：所有器材必须符合实验要求，例如电表量程要合适，否则可能损坏仪器。
二、电路图绘制与连接指导
（一）、学习“伏安法”电路图 1. 教师展示教材图16-19，讲解“伏安法”测电阻的电路图结构： - 电源、开关、滑动变阻器、待测电阻 R 串联接入电路。 - 电压表并联在待测电阻两端，测量其电压。 - 电流表串联在主电路中，测量通过电阻的电流。 2. 提问：为什么电压表要并联？电流表要串联？ - 学生回答：电压表内阻很大，并联不会分流；电流表内阻很小，串联不会阻碍电流。 3. 教师补充：若接错，会烧坏电表或影响测量精度。 （二）、分组实践：连接电路 1. 教师强调安全规则： - 连接电路时，开关必须处于**断开**状态。 - 滑动变阻器的滑片必须置于**阻值最大端**（B端），防止电流过大。 2. 学生分组进行电路连接，教师巡回指导： - 指导学生按“先串后并”原则连接：先连电源正极→开关→滑动变阻器→电流表→待测电阻→电源负极；再将电压表并联在待测电阻两端。 - 检查接线是否牢固，电表正负极是否接对，滑片位置是否正确。 3. 个别小组出现故障：如电流表指针反向偏转。 - 教师引导：指针向零刻度线左侧偏转，说明什么？ - 学生思考后回答：电流方向反了，可能是电流表正负极接反了。 - 教师演示纠正：调换电流表两根接线柱的位置。 4. 故障排除后，教师提醒：检查无误后，才能闭合开关。
三、数据采集与处理
（一）、进行实验，获取数据 1. 教师指导：闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数分别为1.0V、1.5V、2.0V、2.5V，记录对应的电流表示数。 2. 教师强调：每次调节后，等待电表示数稳定再读数，避免误读。 3. 学生分组操作，记录数据于实验报告单。 4. 教师巡视，关注数据真实性，及时纠正读数错误。 （二）、计算电阻值并求平均值 1. 教师提问：根据公式 R=UI ，请计算每一次测量的电阻值。 2. 学生计算，教师示范： - 第一次： R1= Ω- 第二次： R2= Ω- 第三次： R3= Ω- 第四次： R4= Ω3. 教师提问：四次测得的电阻值是否相同？为什么？ - 学生回答：相同，因为是定值电阻，阻值不变。 4. 教师引导：虽然每次测量值都相同，但我们仍然要计算**平均值**，目的是什么？ - 学生思考后回答：减小偶然误差，提高测量准确性。 5. 教师板书：平均值 R平=5.0+5.0+5.0+5.04=5.0 Ω
1. 小组讨论，列出所需实验器材。
2. 观察电路图，理解连接方式。
3. 按照步骤连接电路，注意开关断开、滑片置最大阻值处。
4. 遇到故障（如电流表反偏）能自主诊断并纠正。
评价任务
器材齐全：☆☆☆
连接规范：☆☆☆
数据准确：☆☆☆
设计意图
通过小组协作完成实验设计，培养学生团队合作与规划能力；借助实物操作加深对“伏安法”电路结构的理解；通过真实故障排查，锻炼学生的问题诊断与解决能力；在数据处理中渗透“多次测量求平均值”的科学思想，落实核心素养。
拓展深化，辨析误区
【10分钟】
一、对比实验：灯泡电阻的变化
（一）、展示实验数据：灯泡在不同电压下的电阻值
1. 教师出示教材表16-3的数据：
- 电压1.00V，电流0.14A，电阻7.1Ω
- 电压1.70V，电流0.22A，电阻7.7Ω
- 电压2.50V，电流0.30A，电阻8.3Ω
2. 提问：同学们，你们发现什么规律了吗？
- 学生观察后回答：随着电压升高，电阻值也在增大。
3. 教师追问：这与我们刚才测的定值电阻有何不同？难道电阻不是固定的吗？
4. 教师讲解：灯泡的灯丝是由钨丝制成的，当电压升高时，电流增大，灯丝发热，温度急剧上升。而金属导体的电阻随温度升高而增大，所以灯泡的电阻不是常数，而是随电压变化的。
5. 教师强调：因此，我们不能说“电阻与电压成正比，与电流成反比”，那是对公式的误解！电阻是导体本身的性质，由材料、长度、横截面积决定，与电压、电流无关。
二、讨论与反思：常见错误剖析
（一）、学生常见错误归因
1. 教师列举典型错误案例：
- 闭合开关前未将滑片置于最大阻值处，导致电流过大烧坏电表。
- 电压表并联在滑动变阻器两端，测的是变阻器电压而非电阻电压。
- 电流表并联在电阻两端，造成短路。
2. 教师引导学生分析后果：
- 电表损坏、电源短路、实验失败。
3. 教师总结：实验前必须检查电路连接是否正确，养成“三查”习惯：查开关状态、查滑片位置、查电表连接方式。
三、知识迁移：拓展应用
（一）、提出挑战性问题
1. 教师提问：如果我们要测量一个未知电阻的阻值，但没有电表怎么办？
2. 学生思考，教师提示：可以利用已知电阻和欧姆定律间接测量。
3. 教师介绍“替代法”或“比较法”测电阻的思路，为后续学习埋下伏笔。
1. 观察灯泡实验数据，发现电阻随电压升高而增大。
2. 理解灯丝电阻受温度影响的原理。
3. 反思自己实验中可能出现的错误，强化安全意识。
4. 思考如何在没有电表的情况下测量电阻，拓展思维。
评价任务
现象理解：☆☆☆
错误识别：☆☆☆
思维拓展：☆☆☆
设计意图
通过对比定值电阻与灯泡的测量结果，揭示“电阻是否恒定”的认知冲突，打破学生对电阻的片面理解；通过错误案例分析，强化实验安全与规范意识；设置开放性问题，激发学生进一步探究的兴趣，实现从“学会”到“会学”的转变。
课堂小结，提炼升华
【5分钟】
一、知识梳理，构建框架
（一）、师生共同回顾本节课核心内容 1. 教师提问引导： - 今天我们学习了什么测量方法？ - 其原理是什么？ - 实验的关键步骤有哪些？ - 为什么多次测量要取平均值？ - 灯泡的电阻为什么随电压变化？ 2. 学生逐一回答，教师板书关键词： - 伏安法 - R=UI- 安全第一：断开开关、滑片置最大 - 多次测量求平均值 - 电阻是导体属性，与U、I无关 - 灯丝电阻随温度升高而增大
二、情感升华，价值引领
（一）、联系科技前沿
1. 教师举例：现代智能手机、电动汽车的电池管理系统，都需要精准测量电池内阻，以确保安全与续航。
2. 教师总结：今天我们掌握的“伏安法”，正是这些高科技产品背后的科学基础。每一个精密的测量，都离不开严谨的实验精神与扎实的物理知识。
3. 布置延伸思考：课后查阅资料，了解“数字万用表”是如何自动完成“伏安法”测量的？
1. 回顾本节课所学知识点，参与知识梳理。
2. 理解科学测量的社会价值，增强学习使命感。
3. 记录课后探究任务，准备课后查阅资料。
评价任务
知识整合：☆☆☆
价值认同：☆☆☆
任务跟进：☆☆☆
设计意图
通过系统性回顾，帮助学生构建清晰的知识网络；结合科技应用，提升学生的科学责任感与学习动力；布置探究任务，实现课内外衔接，促进深度学习。
作业设计
基础巩固 1. 请写出“伏安法”测电阻的实验原理公式，并说明每个符号代表的物理意义。 2. 在“伏安法测电阻”实验中，若电压表并联在滑动变阻器两端，测得的电阻值是哪个部分的阻值？为什么？ 3. 某同学在实验中，发现电流表指针向零刻度线左侧偏转，他应如何处理？请简述原因。 4. 完成教材第108页第4题：小明同学在实验中，电压表示数为2.5V时，电流表示数如图16-23所示，请你读出电流值，并计算电阻值。 5. 请画出“伏安法测电阻”的电路图，并标注各元件名称。
能力提升 6. 有两位同学对“伏安法”测电阻提出了不同看法： - 甲同学说：“电阻与电压成正比，与电流成反比。” - 乙同学说：“电阻是导体本身的性质，与电压和电流无关。” 请你判断谁的说法正确，并说明理由。 7. 若实验室只有电流表和已知电阻 R0 ，没有电压表，能否测量未知电阻 Rx 的阻值？请设计一种实验方案，写出实验步骤。
三、拓展探究 8. 查阅资料，了解“数字万用表”的工作原理，简要说明它是如何实现自动“伏安法”测量的。 9. 观察家中电热水壶、电吹风等电器的铭牌，记录其额定电压和功率，估算其正常工作时的电阻值，并思考：这些电器的电阻在使用过程中是否会变化？为什么？
【答案解析】 一、基础巩固 1. 原理公式： R=UI ，其中 R 表示导体的电阻，单位是欧姆（Ω）； U 表示导体两端的电压，单位是伏特（V）； I 表示通过导体的电流，单位是安培（A）。 2. 测得的是滑动变阻器的阻值。因为电压表并联在滑动变阻器两端，测量的是其两端电压，若电流表测的是总电流，则计算出的 R=UI 为滑动变阻器的阻值，而非待测电阻的阻值。 3. 应立即断开开关，然后调换电流表的两个接线柱。原因是电流表的正负极接反，导致电流方向与电表设计相反，指针反向偏转。 4. 电流表示数为0.5A（根据图16-23，分度值为0.02A，指针指在25格处，即0.5A），则电阻 R= Ω 。 5. 电路图略（需包含电源、开关、滑动变阻器、电流表、待测电阻串联，电压表并联在待测电阻两端）。
能力提升 6. 乙同学的说法正确。电阻是导体本身的一种属性，由导体的材料、长度、横截面积和温度决定，与外加电压和通过的电流无关。公式 R=UI 是用来计算电阻的，而不是定义电阻。说“电阻与电压成正比”是错误的，因为当电压变化时，电流也会相应变化，两者比例保持不变，电阻并不改变。 7. 能。实验方案如下： - 步骤1：将已知电阻 R0 与未知电阻 Rx 串联，接入电路。 - 步骤2：用电流表测量电路中的电流 I 。 - 步骤3：用电流表分别测量 R0 两端的电流（由于串联，电流处处相等，无需额外测量）。 - 步骤4：根据欧姆定律，计算 R0 两端的电压 U0=I×R0 。 - 步骤5：由于串联电路总电压等于各部分电压之和，若电源电压为 U ，则 Rx 两端电压 Ux=U−U0 。 - 步骤6：计算 Rx=UxI 。
三、拓展探究 8. 数字万用表内部集成微处理器和传感器，能自动输出恒定测试电流，同时测量被测元件两端的电压，根据 R=UI 自动计算并显示电阻值，整个过程无需人工读数和计算。 9. 以电热水壶为例，若额定电压220V，额定功率1500W，则正常工作时电阻 R=U2P=22021500≈32.3 Ω 。使用过程中，由于发热，电阻会略有增加，但变化不大。对于白炽灯等，电阻随温度显著升高而增大。
板书设计
第三节 测量：用电流表和电压表测量电阻 一、实验原理： R=UI二、实验器材：电源、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、导线、待测电阻 三、电路图：[图示] 电源→开关→滑动变阻器→电流表→R→电源；电压表并联在R两端 四、实验步骤： 1. 断开开关，滑片置于最大阻值处 2. 连接电路 3. 闭合开关，调节滑片，记录多组U、I数据 4. 计算R，求平均值 五、关键点： - 电表正负极接反 → 指针反偏 - 电压表并联，电流表串联 - 多次测量求平均值 → 减小误差 六、拓展： - 灯泡电阻随温度升高而增大 - 电阻是导体属性，与U、I无关
教学反思
成功之处
1. 通过真实生活情境导入，有效激发了学生的学习兴趣，课堂氛围活跃。
2. 实验环节设计合理，学生动手实践充分，真正实现了“做中学”，提升了探究能力。
3. 通过对比灯泡与定值电阻的测量结果，成功突破了学生“电阻恒定”的认知误区，教学效果显著。
不足之处
1. 部分学生在连接电路时仍存在粗心大意的问题，如接线松动、电表极性接错，需加强操作规范训练。
2. 对于“为什么多次测量求平均值”的深层理解，仍有少数学生停留在“为了凑数”的层面，需在后续教学中进一步强化科学思维培养。
3. 时间分配上，实验操作环节稍显紧张，个别小组未能完成全部四次测量，建议下次适当延长实验时间或采用分阶段进行的方式。